Виды схем отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Какой вид лучше

Выбирая схему укладки, необходимо рассмотреть одновременно несколько факторов, которые касаются дома. Здесь все зависит от бюджета, количества этажей в доме и его площади, работы электроснабжения и т.д. Специалисты выработали несколько рекомендаций, которые помогут определиться с выбором:

• Если вы не собираетесь обращаться к специалистам, а делать все самостоятельно, то лучше выбрать лучевую систему. Даже если в процессе укладки будут допущены ошибки, то схема все равно будет корректно работать и функционировать.
• Если система электропередачи в вашем доме нестабильна, то лучше выбрать систему с естественной циркуляцией.
• При обустройстве зданий с большой площадью и нагревательными панелями отлично подойдет система Тихельмана. Если здание маленькое, то этот вариант вам не подойдет – он потребует слишком больших расходов, которые не окупятся.
• Для дачного частного дома используют тупиковый вариант с открытой прокладкой труб.
• Если вы хотите установить в коттедже технологию теплого пола, водяные калориферы или радиаторы, то здесь наиболее приемлемым станет коллекторный или тупиковый варианты.

Способы обогрева двухэтажных домов

В подавляющем большинстве жилых домов используются водяные системы отопления, использующие жидкий теплоноситель. Конструкция такого отопления включает в себя трубопроводы, источник тепла, фитинги, устройства для регулировки и контроля, а также другие элементы, повышающие эффективность системы или удобство ее эксплуатации. Верный подбор элементов и грамотное проектирование позволяют создать своими руками отопление двухэтажного дома, обеспечивающее полноценный обогрев всего здания.

Схемы отопления двухэтажного дома классифицируются по ряду параметров:

• Количество контуров – однотрубные и двухтрубные;
• Разводка трубопроводов – верхняя и нижняя;
• Способ циркуляции теплоносителя – естественный и принудительный;
• Используемые стояки – вертикальные и горизонтальные;
• Составляя проект отопления двухэтажного дома, нужно выбрать способ перемещения теплоносителя – магистральный или тупиковый.

Для каждого конкретного случая нужно подбирать индивидуальный тип конструкции, который сможет поддерживать желаемый микроклимат в любое время года и будет достаточно простым в эксплуатации. Как показывает практика, самым лучшим вариантом отопления является система, функционирующая в автоматическом режиме, т.е. без вмешательства со стороны пользователей. Чтобы знать, как правильно развести отопление в двухэтажном доме, нужно рассмотреть каждый доступный вариант системы подробнее.

Особенности отопления двухэтажного дома

Самая большая особенность отопительной системы в двухэтажном доме — это подъем теплоносителя на определенную высоту. Но во всем остальном это обычная схема, в которой присутствуют отопительный котел, радиаторы, трубная система, запорная арматура, расширительный бачок и приборы контроля и управления. Если правильно подобрать все составляющие системы, то отопление будет работать, как швейцарские часы

И неважно, на каком топливе функционирует оборудование — все зависит от правильной комплектации

Основные схемы отопления

По конструктивным особенностям систему отопления двухэтажного дома можно разделить на несколько видов:

• Одно- и двухтрубная.
• С верхней или нижней разводкой.
• С горизонтальным или вертикальным расположением стояков.
• С естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
• С магистральным или тупиковым движением теплоносителя.

Подключение системы к котлу

Как видите, вариантов немало, но есть среди них один, который объединяет все виды и является оптимальным. Эта схема с принудительной циркуляцией

При этом неважно, какую форму вы выберите для собственного дома. Установив в систему циркуляционный насос, вы решаете сразу все проблемы

Поэтому многие загородные застройщики стараются обойтись малыми силами и выбирают малозатратный вариант разводки труб, тем самым экономя на приобретении труб и запорной арматуры, а также на монтажных работах

Поэтому многие загородные застройщики стараются обойтись малыми силами и выбирают малозатратный вариант разводки труб, тем самым экономя на приобретении труб и запорной арматуры, а также на монтажных работах.

Почему принудительная циркуляция позволяет избежать любых проблем? Дело в том, что циркуляционный насос создает внутри трубной системы небольшое давление, которое помогает распределить теплоноситель равномерно. Горячая вода движется со скоростью выше той, что действует при естественной циркуляции, но при этом эта скорость позволяет эффективно нагреваться воде в отопительном котле. При такой системе появляется возможность достичь эффективного разноса теплоносителя по всем радиаторам.

Выбираем схему отопления

Из разных схем разводки труб однотрубная система в двухэтажных домах используется редко. Причина — неудобство регулирование теплоотдачи отдельного прибора отопления. Да и при проведении ремонта приходится отключать всю систему полностью и сливать теплоноситель, что приводит к быстрому остыванию дома. Вот почему специалисты отдают предпочтение двухтрубной схеме.

Последняя во всех отношениях является универсальной и практичной. Ведь конструкция трубной схемы подразумевает подсоединение каждого радиатора к двум отдельным магистралям — к подаче и обратке. А если установить регулировочный кран или вентиль, то можно каждый прибор регулировать на предмет повышения или понижения температуры. Это в последнее время становится немаловажным фактором, влияющим на экономию расхода энергоносителя. К примеру, ночью нет необходимости отапливать некоторые комнаты. Можно в них на радиаторах уменьшить зазор подачи теплоносителя, и потребление тепла сразу снизится, что уменьшит подачу топлива на горелку отопительного котла.

Подсоединение труб к котлу

Но из всех представленных схем разводки труб коллекторная считается оптимальной. Почему? Есть несколько позиций, которые говорят об эффективности этой схемы:

Во-первых, от обогревательного котла, который может быть расположен на первом этаже или в подвале, отходит один вертикальный стояк. Венец стояка — это сам коллектор и расширительный бак. Если говорить о коллекторе, то это трубный узел, который распределяет теплоноситель по отопительным батареям. При этом в каждый прибор поступает горячая вода с одинаковой температурой.
Во-вторых, в коллекторе установлены регулировочные клапаны. Не на радиаторах, а на отводных трубах коллектора. Так что узел является не только распределительным, но и регулировочным. Нет необходимости бегать по комнатам и регулировать подачу теплоносителя у каждого радиатора — все скомпоновано в одном месте, что очень удобно.
В-третьих, с коллекторной системой есть возможность провести скрытую разводку трубопроводов. Сам коллекторный узел и расширительный бачок можно расположить в чердачном помещении и оттуда спустить контуры, пряча их в стены. Это позволяет улучшить дизайн интерьера, что и привлекает потребителей

Но обратите внимание на то, чтобы чердак был отапливаемым. Если это условие не выполняется, то придется провести ряд мер по теплоизоляции оборудования.

Схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома

Здесь мы рассмотрим несколько простых, наиболее распространенных двухтрубных схем водяного отопления двухэтажного дома, которые вполне можно сделать своими руками:

• с попутным подключением радиаторов, которые в свою очередь могут быть с горизонтальной или вертикальной, верхней или нижней разводкой;
• лучевую или коллекторную.

Каждая из них имеет свои особенности, свои плюсы и минусы и может быть как открытой, так и закрытой, как с естественной циркуляцией теплоносителя, так и с принудительной.

Такая схема отличается простотой и предполагает наличие двух горизонтальных контуров (петель) на каждом этаже. При этом, для того, чтобы сохранялись условия для естественной (гравитационной) циркуляции теплоносителя магистральные трубы контуров, как подающая, так и отводящая (обратка) должны быть смонтированы с уклоном 3-5. При верхней разводке подающей трубы сделать это достаточно просто. Недостаток – подающие трубы несколько портят интерьер.

Рис.1 Схема открытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с горизонтальной разводкой и естественной циркуляцией

Такой вариант будет наиболее подходящим для энергонезависимого твердотопливного котла, когда хотят достичь максимальной автономии и независимости от наличия электроэнергии. Для разводки по такой схеме могут использоваться, как металлические (желательно), так и пластиковые или металлопластиковые трубы. В последних двух случаях, необходимо, чтобы подающая магистраль (в данном случае стояк) на расстоянии 1,5-2 м от котла, была металлической.

Открытая, с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией

В данной схеме радиаторы на разных этажах подключаются с помощью вертикальных стояков. Система выполнена так, что может работать с естественной циркуляцией, но в нее, перед котлом, врезан байпас с циркуляционным насосом и запорной арматурой. Таким образом, система имеет возможность работать, как с принудительной, так и с естественной циркуляцией.

Рис. 2 Схема двухтрубного отопления двухэтажного дома с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией

Закрытая, с горизонтальной нижней разводкой и принудительной циркуляцией

Такая схема предполагает использование в качестве расширительного, герметичного мембранного бака и наличие в системе избыточного давления (обычно, около 1,5 бар(атм.)). Если в качестве генератора используется электрический или газовый котел, который автоматически отключается при отсутствии электроэнергии, то такой вариант может быть вполне приемлемым. Нижняя разводка подающей трубы позволяет более эстетично вписать ее в интерьер помещения. Кроме того, при такой разводке, трубы могут быть проложены скрытым способом, например, под полом.

Рис. 3 Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Закрытая лучевая (коллекторная) с нижней разводкой

Это еще один двухтрубный вариант, который отличается тем, что в нем каждый радиатор подсоединяется отдельно, с помощью специальных распределительных гребенок – коллекторов. Такие распределители, обычно, монтируются отдельно для каждого этажа, в нишах или других доступных, но малозаметных местах. Возможен также вариант размещения коллектора для всего дома в котельной или подвале. Но это потребует расхода дополнительное количества труб, что и так является одним из главных недостатков таких схем. Но, с другой стороны, они позволяют максимально удобно регулировать подачу тепла к каждому радиатору и наиболее равномерно распределять тепло по дому. При использовании коллекторной схемы разводки системы отопления, чаще всего, трубы укладывают скрытым способом, под полом или в нишах.

Рис. 4 Схема коллекторной (лучевой) системы отопления двухэтажного дома

Выбор теплоносителя

Антифриз в системе отопления защищает внутреннюю поверхность радиаторов

В качестве теплоносителя выбирают воду или специальный антифриз. Первый вариант менее затратный. Заполнение труб и радиаторов происходит через кран от водопровода. Вода в качестве теплоносителя оправдана в населённых пунктах с постоянной подачей энергоносителя (газа, электроэнергии). Если перебои частые и продолжительные — от воды отказываются. В случае отключения на длительный срок в морозы она замерзнет. Лёд разрушит трубопроводы, радиаторы.

Не заливают воду в систему отопления дач, которые посещают нечасто. Помимо прекращения подачи энергоносителей котёл может перестать греть воду по другим причинам. Если своевременно не перезапустить отопление, аварии неизбежны.

Антифриз дорог, но не замерзает на морозе, минимальная температура указана на упаковке. Даже если антифриз охладить сильнее, он превращается в подобие рыхлого снега, что не приведёт к разрушению радиаторов и котла. Концентраты разбавляют водой в пропорциях согласно инструкции производителя.

При заполнении системы незамерзающими жидкостями используют специальные нагнетательные насосы. Это недостаток — устройство желательно иметь в личном пользовании. Вызывать мастера для заправки 200 – 300 гр. испарившейся или вытекшей жидкости материально затратно.

В рецепт антифриза входят антикоррозийные добавки, что сохранит внутреннюю поверхность труб, радиаторов, теплообменника котла.

Принудительная циркуляция в отоплении

Насос для прокачки воды по трубам устанавливают в систему с одной трубой. Но эффективнее вмонтировать его в двухтрубную разводку, если ее выполнить по правилам:

1. Схема монтажа котла отопления простая, его можно укрепить на полу или повесить на стену. Высота размещения прибора не имеет значения.
2. Затем от патрубков опускают две трубы на пол. Применяя для этого угловые фитинги или муфты.
3. Дальше идет монтаж горизонтальных линий от концов выведенных труб, проходящих от котла до последнего радиатора по периметру несущих стен.
4. Батареи располагают в установленных местах, Выход и вход может быть на разных уровнях или одинаковых. Выработка тепла не пострадает.
5. На следующем этапе врезают тройники перед каждым радиатором в обе линии. Теплый пол подключается по такому же плану.
6. Установка расширительного бачка. Сначала встраивают тройник между 1-ой батареей и котлом на напорной трубе. Отвод соединяют шлангом или трубкой с баком.
7. Когда собрана вся система, приступают к циркуляционному насосу. Его встраивают в обратку, также между батареей и котлом. Только на байпасе: в промежутке монтируют два тройника и вентиль, от них производят отведение угловых отрезков, на которые и ставится насос.
8. Залив воды в систему будет происходить через тройник между котлом и насосом, с подключенным шлангом от водопровода.

Подробная схема монтажа поможет с первого раза выполнить правильную сборку системы. По данному плану можно провести отопление в доме любой площади.

Однотрубная система отопления

Современные строители придерживаются однотрубной схемы разводки отопления для сооружения с двумя этажами. Такая схема подразумевает установку абсолютно всех излучателей тепла в помещении. В итоге образуется длинная цепочка из соединенных труб. По ним проходит поток горячей воды, которая нагревает все радиаторы. Данная схема поспособствует равномерному нагреванию воздуха во всем помещении.

В случае если площадь дома очень большая, то можно установить двухтрубную схему эффективного водяного отопления. Не смотря на то, что такая схема очень дорогостоящая, эффективность нагревания воздуха будет максимальной. Для этого следует подключить подводку ко всем радиаторам в индивидуальном порядке. В данном случае работает коллекторная схема отопления двухэтажного дома.

Коллекторная схема отопления двухэтажного дома:

Если применить именно эту схему отопления, то можно намного эффективнее нагреть все помещение, а также лучше контролировать температуру, даже в очень большом по размеру двухэтажном доме.

Не менее популярна коллекторная схема, реализованная для отопления двухэтажного строения. Основной особенностью является ее низкая цена и высокая эффективность. Такая схема позволяет проделывать скрытую укладку труб, что существенно повысит эстетичность помещения. Провести установку коллекторной схемы отопления можно самостоятельно, при этом, не имея нужных знаний и высокой квалификации.

Профессиональные строители советуют объединять несколько схем отопления, чтобы добиться нужного результата.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома:

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома:

Схема отопления современного городского 2-этажного дома существенно отличается от схемы отопления городской многоэтажки и одноэтажного сооружения.

Во-первых, система отопления индивидуального двухэтажного дома должна быть очень проста в монтаже, так как не всегда удается нанять высококвалифицированных ремонтников, чтобы они грамотно спроектировали работу. Также отличие системы отопления частного двухэтажного дома является в том, что ее можно легко установить самостоятельно, чего не сделаешь в многоэтажном или одноэтажном сооружении.

Для частного дома предусмотрены более надежные системы отопления, с использованием высококачественного материала. Современные строители отдают предпочтение двухтрубным системам, которые очень надежные и экономичные в процессе эксплуатации

Это очень важно требование при установке системы отопления в двухэтажном доме

Еще одним отличием является то, что в двухэтажном доме не требуется установка дополнительного насоса, в отличие от городской многоэтажки, где нужно больше водного напора для более эффективной поставки воды в квартиры. Как известно, в квартирах многоэтажки требуется установка дополнительного котла, для того, чтобы лучше контролировать температуру в помещении.

Однотрубная схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией:

При монтаже системы отопления в сооружение с двумя этажами, не обойтись без принудительной циркуляции всего помещении, в противном случае упадет эффективность обогревания, а это существенные потери денежных средств. Также могут случаться перебои с электропитанием и отопительными приборами. Из-за того, что напор воды очень большой, специалисты советуют приобрести регулятор мощности водного потока, чтобы не вывести из строя трубы.

Для двухэтажного дома лучше всего приобрести конденсационный котел. Это позволит извлечь максимум тепла, за счет того, что происходит лучшая конденсация при сгорании продуктов. Для многоэтажного дома, соответственно, специалисты рекомендуют покупать твердотопливные котлы, так как в них топливо сгорает при ограниченных запасах воздуха, что часто бывает в квартирах на последних этажах.

Перед тем, как делать выбор котла для двухэтажного сооружения, следует определить общую площадь всего жилья, чтобы подобрать наиболее подходящий по мощности конденсационный котел.

Специалисты не советуют самостоятельно устанавливать данное оборудование, так как малейшие ошибки могут повлечь за собой большие проблемы с давлением в системе отопления частного двухэтажного дома.

Лучше всего доверить такую работу высококвалифицированным специалистам — котловикам, которые имеют большой опыт в установке котлов в именно двухэтажный дом.

Двухтрубное отопление

Двухтрубная система отопления нашла применение в крупных двухэтажных домах, так как имеет значительно меньшие теплопотери от радиатора к радиатору. В структуру системы входят две основные магистрали: горячая и холодная. По первой нагретая жидкость подается к потребителям тепла, во вторую сбрасывается остывший теплоноситель. При этом магистрали не имеют никакой прямой связи друг с другом.

Расширительный бак устанавливается на отдельном первичном ответвлении горячей магистрали значительно выше трубопроводов. Обычно выбираются модели закрытого типа. Перед радиаторами могут врезаться вентили, позволяющие выборочно отключать от отопления отдельные комнаты, однако перекрытие слишком большого количества вентилей может привести к избыточному давлению и течам, особенно — в системах с принудительной циркуляцией и при неправильно проделанных тепловых расчетах.

Тупиковая схема и «петля Тихельмана»

Изначально все системы двухтрубного отопления работали по прямой тупиковой схеме. Это означало, что радиатор, первым получивший горячий теплоноситель, первым же и отдает остывший, что влечет последовательную потерю давления в радиаторах и снижение их эффективности. Пусть и не такое значительное, как при однотрубной компоновке. Тупиковая схема до сих пор применяется для отопления небольших зданий, так как требует значительно меньшего расхода материалов при монтаже и не так требовательна к мощности насоса.

Решение проблемы падения давления предложил инженер Альберт Тихельман. Он разработал реверсивную систему обратной подачи теплоносителя или, проще, обратную петлю. Таким образом, радиатор, первым получивший теплоноситель, сбрасывал его последним, а последний установленный радиатор сливал остывшую жидкость раньше, чем остальные. При этом, разумеется, вдвое увеличилась длина обратной магистрали. Тупиковая схема хорошо подходит для отопления двухэтажного дома.

Лучевая схема

Другой ветвью эволюции тупиковой системы отопления стала так называемая лучевая схема. Она предполагает наличие дополнительного узла — распределительного коллектора. Он необходим для разведения первичных и обратных магистралей к каждому радиатору в отдельности, что обеспечивает циркуляцию жидкости с равной температурой и равным давлением во всех элементах системы.

Дальнейшее усложнение отопительной системы по сравнению с тупиковыми и петличной схемами привело к еще большему расходу труб при прокладке магистралей. Тем не менее, это окупается высокой эффективностью. Требования к расширительному баку и нагнетающему насосу те же, что и в «петле Тихельмана».

Возможные неполадки и способы их устранения

Многие здания в крупных городах имеют существующие одно- и двухтрубные системы парового отопления.

Схема двухтрубной системы отопления

Как 1-трубные, так и 2-х-трубные системы время от времени имеют проблемы с управлением, что приводит к неравномерному нагреву, высоким расходам топлива и гидроудару.

Давайте сейчас рассмотрим современные системы, лучшие практики, а также устранение неполадок для поддержания комфортной среды и экономия энергии.

Обогревательные системы позволяют конденсату и пару перемещаться по всей системе в пределах одних и тех же труб.

По мере того как котел создает пар, он проходит через трубы и поднимается вверх к радиаторам, где он нагревает пространство и конденсируется. Затем этот конденсат возвращается по той же трубе (трубам) обратно в котел.

Трубы и радиаторы все наклонены назад к котлу, чтобы позволить этой системе работать под действием силы тяжести.

Для того чтобы система работала хорошо, поток пара должен быть сбалансирован. Регулируемые воздушные клапаны должны быть установлены на каждом из радиаторов. Таким образом, радиаторы, расположенные ближе всего к котлу, могут иметь меньшее отверстие на воздушном клапане.

Радиаторы, расположенные дальше от котла, могут иметь большее отверстие. Это позволяет пару течь более равномерно по всей системе, так как радиаторы, расположенные ближе всего к котлу, не перегреваются, а радиаторы, расположенные дальше от котла, не нагреваются.

Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем

Воздушные клапаны можно использовать для отключения пара в незанятые помещения. Если воздушный клапан полностью закрыт, пар не будет поступать в радиатор.

Воздушные клапаны работают с помощью сильфона, заполненного спиртово-водяной смесью. Температура такова, что воздух может выйти, но, когда пар присутствует при высокой температуре, он превращается в газ, расширяя сильфон, который закрывает клапан. Воздушные клапаны следует проверять каждые три — пять лет, так как они могут выйти из строя и необходимы для правильной работы системы.

Автоматически регулируемые воздушные клапаны

Они могут быть установлены для различных температур от комнаты к комнате. Хотя они и стоят дороже, чем простые воздушные клапаны, они на самом деле реагируют на малейшие изменения температуры, а не просто на количество пара в радиаторе. Управление заметно лучше, и это более качественный продукт, чем простые воздушные клапаны.

Схема с теплым полом

Подача воды происходит через коллектор, второй служит для обратного хода теплоносителя.

Основные узлы (базовый вариант):

• Коллекторные шкафы. Для обеспечения правильного хода жидкости. Устанавливаются в доступном для обслуживания месте.
• Приборы КИПиА: термометры и манометры.
• Запорная арматура, компрессионные фитинги, переходники.
• Трубопровод.
• Система теплый пол.

Единственным недостатком является то, что в обычной схеме невозможно осуществлять контроль температуры теплоносителя, необходимо предусмотреть регулировку.

Для повышения КПД, схему дополняют следующими элементами:

• Циркуляционный насос. Применяется в случае необходимости увеличить напор. Установка предусмотрена на обратном контуре.
• Трехходовой смеситель.
• Клан для сброса жидкости.
• Насосно-смесительный узел. Применятся для: снижения температуры в системе, возврата остывшей жидкости обратно в систему.
  устанавливается за коллектором подачи воды.

Важно! Взамен запорной арматуры возможно применение смесителей (термостатических). Таким образом, подача воды осуществляется без рывков.
Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Общий принцип работы

Схема работы любой системы отопления заключается в преобразовании энергии сгоревшего газа, твёрдого (жидкого) топлива или электричества в тепловую. По трубам нагретая вода (антифриз) поступает в радиаторы, где отдаёт тепло в пространство.

Гравитационная система

Уклон труб при естественной циркуляции в отопительной системе

В основе функционирования лежат законы физики. Если контуры предусматривают естественное движение воды, то такая схема называется гравитационной.

Сделать контур тёплого пола в гравитационных системах без применения дополнительных насосов крайне трудно. Перепад труб в полу на несколько миллиметров приводит к завоздушиванию и прекращению движения теплоносителя.

Плотность нагретого теплоносителя ниже, чем холодного. За счёт разности плотности вода/антифриз из котла по подающему стояку (диаметр 60 – 80 мм) поднимается вверх. В верхней части всей системы устанавливают расширительный бачок открытого или закрытого типа.

По периметру помещений второго этажа прокладывают верхний контур разводки. Трубу диаметром 40-50 мм монтируют с уклоном 2 -3 см на метр длины. В местах установки радиаторов в разводку вваривают трубы диаметром 16 – 25 мм. По ним жидкость стекает в радиаторы. Затем теплоноситель поступает в батареи на первом этаже.

На уровне котла или немного ниже по периметру здания прокладывают нижний контур (обратку), в который собирается охлаждённая вода.

Схема находит применение в местах, где часто отключают электроэнергию, необходимую для работы насосов. Газовые котлы в этом случае оборудованы энергонезависимым приборами безопасности.

Эта же схема нужна для систем с котлами на твёрдом топливе. В случае отключения электричества циркуляция прекращается, а дрова/уголь продолжают нагревать воду. Остановить работу твердотопливного котла можно только быстро убрав горящее топливо, что крайне проблематично. Возникает повышенное давление, способное разрушить трубы и радиаторы.