Комфортное проживание в частном двухэтажном доме полностью зависит от комплекса коммуникаций, среди которых одно из главных мест занимает отопительная сеть. Не так ли? Именно она отвечает за поддержание оптимального температурного режима и сохранность самого здания. Согласитесь, температура в помещении – это одна из главных составляющих обеспечивающих уютное проживание.

От выбора источника тепла и правильного его подключения напрямую зависит, сможете ли вы поддерживать необходимую для проживания температуру. Здесь мы поможем вам разобраться в том, как функционирует система отопления двухэтажного дома, и какие схемы разводки признаны наиболее эффективными.

У нас вы найдете информацию о видах теплоносителей, способах и особенностях их подключения. Для наглядности материал сопровождается схемами подключения, а также видеороликами, которые помогут расширить знания о системах отопления частных домов.

Самостоятельно подобрать оборудование, необходимое для сборки отопительной системы, довольно сложно. Для этого нужно обладать специальными инженерными знаниями, уметь , ориентироваться в детальных расчетах и нюансах монтажа.

Если у вас соответствующее образование или вы уже имеете опыт устройства разводки отопления в двухэтажном доме, то можете выбрать вариант отопительной схемы самостоятельно, применив полезную информацию и отработанные навыки.

Выбор источника тепловой энергии

Сердцем обогревательной сети является теплогенератор, который нагревает теплоноситель до оптимальной температуры и, если позволяют его технические возможности, поддерживает заданные параметры круглосуточно.

Галерея изображений

Централизованное теплоснабжение многократно увеличивает расходы на содержание жилья. Владельцы частных домов выбирают автономный способ отопления. Оптимальный вариант для индивидуального жилищного строительства - монтаж отопления двухэтажного частного дома своими руками. Схемы, расчеты и привязку типового проекта выполняют самостоятельно. Схема отопления 2-х этажного частного дома - одна из составляющих инженерной части проекта.

Теплотехнический расчет системы отопления 2-х этажного частного дома

Теплотехнический расчет определяет рабочие параметры системы отопления - общую величину потерь тепла в здании, мощность оборудования, количество отопительных приборов и т.д.

Мощность теплогенератора рассчитывают по сумме теплопотерь дома, которая учитывает:

• площадь отапливаемых помещений;
• климатические условия местности;
• наличие и состояние, в котором находится термоизоляция помещений;
• материал и толщину наружных (несущих) стен, полов и перекрытий;
• конструкцию кровли, наличие технического этажа;
• герметичность и размер окон, уличных (балконных) дверей.

Составляющие системы отопления частного дома

Котел - генератор тепла в системе отопления и горячего водоснабжения. Усредненный норматив мощности 100 Вт на 1 м2 площади при условии, что высота утепленного помещения не более 3 метров. Предусматривают запас до 20% от производительности котла на неучтенные потери. Горячее водоснабжение требует увеличения резерва мощности от 50%.

Сводная таблица, с вариантами типовых теплотехнических расчетов мощности котла, позволяет сравнить ориентировочные результаты подбора и существующие модели теплогенераторов.

Котлы могут работать на дизельном топливе, коксе, угле, дровах, торфе, пеллетах, природном газе или электричестве. Выбор вида топлива зависит от его доступности. Более 70% потребителей используют газовые котлы. Электрический котел (конвектор) рассматривают как резервный или комбинированный вариант.

Чугунные или стальные генераторы тепловой энергии производят в напольном и настенном исполнении. Стационарные напольные котлы устанавливают в отдельном помещении, которое оборудуют бойлером, расширительным баком, дымоходом и системой принудительной вентиляции (согласно нормам и требованиям газовой службы).

Настенным газовым котлам дымоход и отдельное помещение не требуются. Кислород для сжигания газа поступает по гибкой гофрированной трубе. Одноконтурный агрегат предназначен для отопления. Использование схемы отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом обеспечивает обогрев и горячее водоснабжение.

Способы передачи тепловой энергии котла в систему: принудительный оборот теплоносителя и естественная циркуляция (энергонезависимый способ отопления). Конструкция котла с двумя контурами содержит встроенный циркуляционный насос и закрытый расширительный бак.

Носители тепловой энергии в системе отопления : вода, антифриз или электролитный теплоноситель для электродных котлов проточного типа.

Вода имеет высокую теплоемкость и плотность, но требует соблюдения постоянного температурного режима помещения зимой. Собственники жилья, которые пользуются домом нерегулярно, предпочитают в качестве теплоносителя антифриз.

Выбор типа разводки отопления и вида теплоносителя производят на стадии разработки проекта. Вязкость, коэффициент расширения и теплоемкость антифриза замедляют теплообменный процесс и снижают теплосъем радиаторов. Для теплоносителя «незамерзайка» требуется увеличить мощность насосов и проходное сечение системы.

Обогревательный прибор - стальной, алюминиевый, комбинированный, чугунный или анодированный радиатор (батарея), который отдает свое тепло и обеспечивает в помещении благоприятный микроклимат.

Теплоотдача и инерционность зависят от материала и размеров прибора. Длину конструкций батарей изменяют, регулируя необходимое количество секций. Воздухоотводчик (кран Маевского) и вентиль-терморегулятор, установленный на входе теплоносителя в отопительный прибор, обеспечивают равномерный расчетный теплосъем. Запорный вентиль на отводящем патрубке необходим для технического обслуживания при эксплуатации.

Места установки отопительных приборов обозначены в нормативной технической документации: по периметру отапливаемого помещения, под оконными проемами, возле входной двери. Тепловая завеса, установленная при входной двери, не позволит проникнуть холодному воздуху с улицы в жилой дом.

Способы соединения радиаторов со стояками и трубопроводом: односторонний, диагональный и нижняя подводка.

Количество радиаторов (I) вычисляют по формуле:

I=S*k1*k2*k3*k4*100/P (шт), где

S - площадь помещения, (м2);

P - паспортное значение мощности одной секции, (Вт);

k1 - повышающий коэффициент на стеклопакеты;

k2 - понижающий коэффициент потерь, который зависит от площади наружных стен;

k3 - зависимый коэффициент от конструкции и утепления кровли (с чердаком или без);

k4 - зависимый коэффициент от высоты потолка (k4 = 1, при h = 2,5 м), чем выше межэтажное пространство, тем большее значение поправки.

Трубопровод передает, распределяет и возвращает теплоноситель в котел. Направленное движение потока тормозит шероховатая внутренняя поверхность труб, изменение диаметров проходного сечения, повороты. Величина гидравлического сопротивления определяет способ циркуляции (естественная или принудительная).

Трубная обвязка (замкнутый контур) обеспечивает герметичность системы. Мощность котла прямо пропорциональна расходу теплоносителя, который определяет внутренний радиаторный объем, емкость теплообменника котла и наполнение участков трубопровода.

В системах отопления частных домов применяют стальные бесшовные и полипропиленовые трубы с минимальным коэффициентом внутреннего сопротивления (шероховатости).

Расширительный бачок для отопления закрытого типа или открытого присутствует во всех схемах системы отопления двухэтажного частного дома. Давление, которое создает в напорном трубопроводе циркуляционный насос или силы гравитации, изменяет температуру кипения теплоносителя. Резкое вскипание воды может спровоцировать самопроизвольный скачок напора, выделение растворенных газов и многократное увеличение объема (температурное расширение), что приводит к разрушению составляющих системы отопления. Расширительный бачок помогает избежать подобных проблем.

Мембрана разделяет герметичный расширительный бак закрытого типа на водяную и воздушную камеры. В системах закрытого типа бак устанавливают на патрубок обратного трубопровода, перед всасывающим патрубком циркуляционного насоса. Зависимая компоновка подразумевает подъем бака на высоту не менее одного метра.

Открытый расширительный бачок устанавливают в верхней точке разгонного (главного) стояка на чердаке. В корпус врезают переливную трубу и питательный напорный трубопровод. Конструкция нуждается в тщательной термоизоляции, так как при низких температурах неутепленный бак и перелив могут «разморозиться». Расчетный объем емкости (10% от общего объема заполнения сети) обеспечивает экономию нагретого теплоносителя при переливе и удаление воздуха. Недостаток расширительного бака открытого типа - испарение теплоносителя.

Установка запорной арматуры в системе отопления предоставляет возможность отключить участок сети или оборудование для проведения профилактики, ремонта или замены. Шаровые вентили устанавливают на стояки, до и после приборов отопления, насосов, коллекторов, котла, бойлера.

Предохранительная арматура - обратный и предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, балансировочный вентиль. Защищают трубопровод от дросселирующих потоков и гидравлических ударов систему отопления (насос, радиатор, котел). Клапан-отсекатель прекращает подачу топлива при срабатывании датчиков-газоанализаторов, отключении электричества и прекращении циркуляции через теплообменник.

Регулирующая арматура (электронный или электромеханический регулировочный вентиль, кран-терморегулятор) выравнивают показатели в системе отопления.

Основное условие для арматуры и соединительных деталей в системе теплоснабжения - фитинг должен обеспечивать должную проходимость с меньшими потерями напора и герметичность разветвлений, поворотов, переходов диаметра в трубопроводе.

Гидрострелка и распределительный коллектор разделяют гидравлические контуры, снижают потери, увеличивают проходимость, распределяют тепловую нагрузку. Дополнительно служат местом установки измерительных приборов группы безопасности (тепловых датчиков, расходомеров, манометра, термометра). Термодинамическая стрелка обеспечивает удаление растворенных газов и взвешенных частиц из теплоносителя.

Гидрострелка и распределительный коллектор разделяют гидравлические контуры, снижают потери, увеличивают проходимость, распределяют тепловую нагрузку в многоконтурной системе отопления

Циркуляционный насос в системе отопления частного дома двигает поток нагретой воды по замкнутому контуру, поэтому высота дома не оказывает существенного влияния на мощность насоса. В «мокрых» циркуляционных насосах ротор с рабочим колесом находится в отопительном трубопроводе. Рабочая среда смазывает детали и охлаждает двигатель. Принцип работы и функциональные особенности насосов зависят от мощности, напора (м), подачи и КПД

Формула расчета производительности насоса:

Q=P/ ?T* 1,16 (м/с, л/с, м3/час),

Формула расчета напора:

H=R*L*Z? (паскаль).

Циркуляционный насос устанавливают традиционно на обратный трубопровод перед котлом или выносят нагнетатель давления на байпас. Руководство по установке и эксплуатации прибора разрабатывает производитель.

Разновидности систем отопления

Принцип устройства однотрубной системы отопления (схема приведена ниже) - последовательное подключение радиаторов в разводке контура отопления. Термодинамика процесса основана на увеличенном диаметре трубопровода (не менее 32 мм), уклоне прямых участков (0,5% длины) и превышении оси радиатора над центральной линией котла (Н).

Саморегуляция в контуре происходит благодаря разнице температур между первым/последним радиатором и силе гравитации. Поток проходит поочередно через каждый отопительный прибор (обратка предыдущего является подачей следующего радиатора). Температура снижается по мере удаления от источника тепла, а плотность воды наоборот, возрастает.

На рисунке отображена принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией.

Однотрубный контур подключения отопительных приборов известен, как система отопления «Ленинградка». Для увеличения эффективности системы схема «Ленинградка» может быть дополнена насосом, клапанами, термостатами и вентилями, обеспечивающими балансировку, между патрубками подачи/обратки устанавливают байпас.

Двухтрубная система отопления разделяет подающую магистраль и обратный трубопровод. Разводка повышает КПД системы, снижает тепловые потери и гидравлическое сопротивление.

Двухтрубный контур определяет параллельное подключение входного и выходного патрубков отопительного прибора. Температура теплоносителя в радиаторах выравнивается, нагрев не зависит от удаленности источника тепла.

Установка вентилей и кранов-терморегуляторов позволяет производить ремонт и замену батареи без отключения системы. Дополнив двухтрубную разводку гидравлическим модулем (стрелка с компланарным коллектором), можно разделить контуры радиаторов (высоконапорный), теплых полов (низконапорный) и горячего водоснабжения. Технических недостатков при правильном теплотехническом расчете в системе нет.

Коллектор в схеме отопление двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя

Радиальный способ прокладки трубопровода и подключение независимых цепей в центральной части этажа. Одинаковая длина и диаметр лучей контура, обеспечивает гидравлический баланс, снижает сопротивление и улучшает теплообмен. Расчетного объема подачи в независимых звеньях цепи добиваются установкой регулирующей арматуры (балансировочный клапан) и циркуляционных насосов внутри контуров.

Увеличение расхода материалов и сложный монтаж окупает высокий уровень точности регулировки и удобство эксплуатации.

Распределение теплоносителя по высоте

Нижняя подача в схеме разводки отопления двухэтажного дома подразумевает врезку стояков отопления в кольцо первого этажа (подвала или технического подполья). При двухтрубной нижней разводке разводящая цепь (подача) прокладывается параллельно с кольцом отводящего трубопровода (обратка). Теплоноситель поднимается вверх, проходит через радиаторы, опускается по стоякам обратки в собирающий трубопровод, по которому возвращается в котел.

Подающие стояки поднимают выше радиаторов второго этажа и объединяют воздушной линией, с автоматическим клапаном для удаления воздуха из системы. На каждый отопительный прибор дополнительно устанавливают вентиль-воздухоотводчик (кран Маевского).

Верхнюю разводку отличает направление движения рабочего потока (сверху вниз). Главный стояк (труба, которая поднимается от котла, через межэтажные перекрытия в центральный расширительный бак) подает теплоноситель в кольцо или тупиковые участки верхней разводки. Подающие стояки опускаются с чердака, подают горячую воду в батареи. Вертикальные стояки собирают теплоноситель в обратный трубопровод, по которому поток возвращается в котел.

Верхнюю разводку применяют в южных областях России. В центральных и северных регионах способ подачи и распределения теплоносителя сверху требует обустройства теплого чердака.

Двухтрубная вертикальная система отопления (с верхним и нижним способами подачи воды) требует проведения постоячной балансировки. Обладает гидравлической и температурной стабильностью при выполнении условий наладки.

Горизонтальные виды систем отопления

Горизонтальная двухтрубная распределительная система основана на коллекторном подключении радиаторов отопления. Гребенку располагают в специальном шкафу заводского изготовления. Элементы системы из полипропилена укомплектованы производителем.

Фирменная запорная арматура и фитинги ускоряют монтаж, улучшают качество сборки двухтрубной системы отопления с нижней разводкой из пропилена. Устройство индивидуальных врезок обеспечивает независимую работу элементов, повышает стабильность системы.

Напольное отопление - тип водяного отопления, в котором греющие элементы, змеевики из полимерных труб, уложены в напольные конструкции. Каждое звено подключено к распределительной гребенке по независимой схеме отопления из пропиленовых труб. В частном доме, который оборудован теплыми полами, требуется балансировка независимых циркуляционных контуров.

Разобраться в устройстве системы отопления частного дома самостоятельно совсем несложно. Но для качественного обеспечения комфортного микроклимата в холодную пору лучше обратиться к специалистам.

Тема этой статьи — схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома и ее практическая реализация. Нам с читателем предстоит разобраться, как выполнить разводку отопления и подключение отопительных приборов, как добиться равномерного нагрева всех батарей, какие трубы и радиаторы закупить для монтажа отопительной системы. Приступим.

Почему двухтрубное

Почему схема отопления должна быть именно двухтрубной?

Потому, что по сравнению с более простой однотрубной ленинградкой оно позволяет добиться более равномерного нагрева батарей. При большой длине однотрубного контура перепад температур между подачей и обраткой неизбежно сделается заметным и вынудит увеличивать размеры радиаторов, что невыгодно и не всегда применимо с точки зрения дизайна помещений.

Многосекционная батарея — сомнительное украшение для жилой комнаты.

Заметьте, что однотрубная система дешевле в монтаже (просто-напросто из-за меньшей суммарной длины розлива) и более отказоустойчива. До тех пор, пока на концах розлива есть перепад давлений, остановка циркуляции в ней невозможна в принципе.

Однотрубная ленинградка — лидер по отказоустойчивости.

Устройство

Все схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома имеют одну общую черту: у них есть отдельные розливы подачи и обратки. Розливы соединяются между собой перемычками с установленными в их разрыв отопительными приборами.

Верхний и нижний розливы

В зависимости от расположения розлива подачи выделяют схемы с нижним и верхнем розливами.

• В первом случае и подающая, и обратная нитки контура расположены в подвале и соединяются парными стояками. Те, в свою очередь, соединяются между собой перемычками, расположенными в комнатах верхнего этажа или на чердаке;

Выносить перемычки на холодный чердак — не очень хорошая идея. При остановке контура в холода вода зависает в стояках, и трубы на чердаке оказываются прихваченными льдом уже через час после отключения отопления.

• Во втором случае подача разведена по чердаку, а обратка — по подвалу. Такая схема сильно упрощает сброс и запуск системы: при сбросе достаточно открыть сбросник на расширительном баке, расположенном в верхней точке розлива подачи, и вся зависшая в трубах вода сольется вниз; при запуске воздух стравливается не на каждой перемычке между , а только на пресловутом сброснике в расширительном бачке.

На мой взгляд, именно верхний розлив наиболее удобен в плане эксплуатации . В домах с верхним расположением подачи на моей памяти ни разу не было серьезных аварий, связанных с разморозкой отопления, в то время как в домах с нижним розливом радиаторы и подводки в подъездах приходилось отогревать каждую зиму.

Гравитационная и принудительная

Двухтрубная система отопления в двухэтажном частном доме может быть реализована с принудительным побуждением циркуляции теплоносителя (для этого используется циркуляционный насос) или с естественной циркуляцией, за счет разницы в плотности горячего и холодного теплоносителя.

Схемы с принудительной циркуляцией выгодны тем, что:

• Обеспечивают большую скорость движения теплоносителя и, соответственно, более равномерный и быстрый нагрев радиаторов;
• Позволяют обойтись меньшим диаметром розливов.

Главный их недостаток — энергозависимость : насосу требуется круглосуточное питание. Если проблему кратковременных отключений света можно решить, установив источник бесперебойного питания, то отключение электричества длиной в несколько суток оставит ваш дом без тепла.

Системы с естественной циркуляцией полностью энергонезависимы.

Как устроена такая отопительная система?

• Котел (как правило, твердотопливный) опускается максимально низко — в подвал или приямок. Радиаторы монтируются выше теплообменника котла. Перепад высоты между ними, собственно, и будет обеспечивать циркуляцию;

• Сразу после котла монтируется разгонный патрубок — вертикальный участок розлива, поднимающийся под потолок второго этажа или на чердак. Через него нагретая в котле вода поднимается в верхнюю точку контура, откуда движется по розливам самотеком, за счет собственной тяжести. Отсюда, кстати, и название такой системы — «гравитационная».
• Сразу после разгонного патрубка монтируется открытый расширительный бак, выполняющий заодно функцию предохранительного клапана и заливной воронки для заполнения контура водой. Если теплоноситель закипит, пар покинет розлив через крышку бака. Через нее же всегда можно долить воду взамен сброшенной или испарившейся;

• Оба розлива — подача и обратка — монтируются с небольшим постоянным уклоном по ходу движения теплоносителя;
• Внутренний диаметр розливов делается максимально большим (не менее ДУ32, чаще ДУ40 — ДУ50). Большой диаметр компенсирует минимальный гидравлический напор, создаваемый перепадом температур.

Гидравлическое сопротивление падает с увеличением внутреннего сечения трубы. Чем толще розливы и подводки, тем быстрее циркулирует в них вода.

Как это работает ?

1. Нагретая котлом горячая вода благодаря уменьшившейся плотности вытесняется в верхнюю точку контура более холодными и плотными массами теплоносителя;
2. Оттуда она продолжает двигаться по проложенному с уклоном розливу, постепенно отдавая тепло воздуху в комнатах через отопительные приборы;
3. Отдавший тепло теплоноситель возвращается к котлу и вовлекается в повторный цикл циркуляции.

Очевидные недостатки гравитационной системы отопления — большая инерционность, значительные перепад температур между первыми и последними по ходу движения воды батареями и большие расходы на монтаж розливов.

Тем, где перебои с энергоснабжением носят периодический характер, практикуется монтаж комбинированных систем отопления. Собственно, они представляют собой классическую гравитационную схему с врезанным параллельно розливом циркуляционным насосом. Между врезками насоса монтируется шариковый обратный клапан.

Эта схема работает так:

• При включенном насосе вода идет через его врезки. Благодаря избыточному давлению на выходе из насоса обратный клапан закрыт;
• При выключении насоса клапан открывается, и вода продолжает медленно циркулировать с естественным побуждением.

Подчеркну: в таких схемах используются только шариковые клапана. Пружинный обратный клапан требует для открытия значительного перепада давлений. Даже если он откроется (что маловероятно), на нем будет теряться существенная часть гидравлического напора.

Конвекционное и внутрипольное

Классическая схема отопления настенными или напольными радиаторами называется конвекционной: тепло распределяется восходящими от отопительных приборов потоками нагретого воздуха. К несчастью, перемешивание воздуха этими потоками недостаточно эффективно: температура под потолком всегда на несколько градусов выше, чем на уровне пола.

Поскольку жители дома, как правило, не имеют обыкновения проводить свой досуг на потолке, более сильный нагрев верхней части объема помещения имеет лишь одно следствие — увеличение теплопотерь через перекрытие и кровлю.

Теплый пол не имеет такого недостатка . Проложенные в стяжке или под чистовым напольным покрытием трубы максимально прогревают комнату именно на уровне пола, что позволяет добиться комфортного распределения температур при минимальных затратах.

Можно ли совместить пол с двухтрубной системой? Если все отопление дома делается низкотемпературным внутрипольным, то двухтрубным окажется только участок между котлом и коллекторами. Дальнейшая разводка будет коллекторной (лучевой).

Видите ли, теплый пол имеет ограничение по максимальной длине контура (100-120 метров), поэтому отопление дома обычно представляет собой несколько параллельно подключенных контуров.

Если теплый пол подключается параллельно высокотемпературному отоплению радиаторами, ему нужен узел согласования температур с термодатчиком, трехпроходным или двухпроходным клапаном и собственным циркуляционным насосом.

Насос приводит в движение теплоноситель внутри низкотемпературной части контура; клапан открывается и впускает в трубы теплого пола новую порцию горячей воды лишь при его остывании до определенной температуры.

Балансировка

Что такое балансировка и зачем она нужна?

Чтобы объяснить это, мне нужно разъяснить еще пару понятий.

• Тупиковой системой отопления частного дома называется контур, в котором при переходе теплоносителя из подающей в обратную нитку направление его движения меняется на противоположное. Тупиковые схемы применяются в том случае, если разводке по замкнутому кольцу мешает панорамное окно, высокий проем или другое препятствие;

• Попутная система (она же — петля Тихельмана) означает, что вода движется в одном направлении и по подаче, и по обратке.

Петля Тихельмана фактически представляет собой несколько параллельных контуров одинаковой протяженности и одинакового гидравлического сопротивления. Температура батарей в такой системе отопления всегда будет примерно одинаковой.

Петля Тихельмана — несколько параллельных контуров одинаковой протяженности.

С тупиковой системой все гораздо сложнее. Перемычки между розливами подачи и обратки с радиаторами на них — это несколько контуров разной длины и, соответственно, с разным гидравлическим сопротивлением.

Как нетрудно догадаться, разница в гидравлическом сопротивлении повлияет на скорость циркуляции теплоносителя через ближние и дальние от котла батареи. Основной объем воды двинется по короткому пути; дальние приборы будут заметно холоднее, а в сильные морозы они и вовсе могут быть разморожены. Прецеденты на моей памяти были, и не раз.

Чтобы решить эту проблему, проходимость подводок ближних к котлу радиаторов искусственно ограничивается дросселированием. Для этой цели используются дроссели, позволяющие выполнить регулировку своими руками, или термоголовки, регулирующие проходимость в автоматическом режиме и поддерживающие заданную температуру.

Температура батарей после регулировки дросселей меняется в течением получаса — часа. Ручная балансировка достаточно большого контура может занимать до двух дней.

Материалы

Радиаторы

В общем случае для автономной системы отопления лучшим выбором станут алюминиевые секционные батареи. При максимальной (до 200-210 ватт на секцию) теплоотдаче в них привлекает очень демократичная цена секции (от 250 рублей).

Вот формула для расчета потребности дома в тепле: Q=V*Dt*k/860.

В ней:

• Q-мощность в КВт;
• V-объем всех отапливаемых помещений в кубометрах;
• Dt — разность температур внутри и снаружи дома;
• k — коэффициент, определяемый качеством утепления дома.

Две переменных нуждаются в комментариях.

Dt вычисляется как разница между температурой, соответствующей санитарным нормам (20 градусов для регионов с температурой самой холодной пятидневки зимы до -31С и 22 для более холодных областей) и температурой самой холодной пятидневки.

Зимние температуры для некоторых городов России. Нужное нам значение — в первом столбце.

Значение k можно взять из следующей таблицы:

Скажем, для двухэтажного дома размером 6х12 метров и высотой 7 метров, расположенного в Севастополе (температура самой холодной пятидневки -11), без внешнего утепления и с однокамерными стеклопакетами, потребность в тепле составит: 6*12*7*(+20 — -11)*1,5/860=18 КВт.

При тепловой мощности в 18 КВт и заявленной производителем мощности секции в 200 ватт их общее количество составит 18000/200=90 (к примеру, 9 радиаторов по 10 секций).

Учтите, что данные производителя верны лишь для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70С (скажем, 90/20). Теплоотдача снижается пропорционально перепаду температур и при 60/25 будет составлять всего 100 ватт на секцию.

Трубы

Для разводки отопления в частном доме можно смело использовать все виды высокотемпературных (с заявленной рабочей температурой 90С) пластиковых и металлопластиковых труб. У меня дома смонтирован армированный алюминием полипропилен; с таким же успехом можно было выбрать металлопластик на пресс-фитингах.

Дело в том, что параметры отопления в автономном контуре при минимальной вменяемости его владельца подконтрольны и абсолютно стабильны:

• Температура теплоносителя обычно держится в диапазоне 50-75 градусов;
• Давление в закрытой системе не превышает 2,5 кгс/см2.

Стабильность давления в закрытом контуре при колебаниях температуры обеспечивается правильно подобранным объемом расширительного бака. Обычно он берется равным примерно 10% объема теплоносителя в контуре. Его количество проще всего измерить, заполнив систему отопления водой и слив ее в любую мерную тару.

А раз все параметры предсказуемы и стабильны — стоит ли переплачивать за надежность , которая просто не будет востребована?

На отоплении не стоит использовать лишь металлопластик на компрессионных фитингах с накидными гайками. Инструкция связана с тем, что он очень чувствителен к малейшим ошибкам при сборке (в частности, к смещению уплотнительных резиновых колец на фитинге) и часто начинает течь на соединениях после нескольких циклов нагрева и охлаждения.

Использовать металлополимерные трубы с компрессионными фитингами на отоплении — не лучшая идея.

Каким должен быть диаметр подводок к батареям и розливов ?

Диаметр розлива зависит от способа побуждения циркуляции. Для гравитационной системы параметры я уже приводил; для контура с принудительной циркуляцией диаметр розлива определяется тепловой нагрузкой на него. Вот данные для средней скорости движения теплоносителя в 0,7 м/с (при такой скорости еще нет гидравлических шумов):

На практике при площади дома до 200 метров на розлив покупается полипропиленовая труба диаметром 25 мм, для подключения радиаторов — диаметром 20 мм.

Не забудьте, что условным проходом, примерно равным внутреннему диаметру, маркируются только металлические трубы. Для пластиковых указывается наружный диаметр и толщина стенок. Вычислить внутреннее сечение трубы можно, вычтя из наружного диаметра удвоенную толщину стенки.

Обвязка котла

У закрытой системы с принудительной циркуляцией она включает:

• Расширительный бак;
• Циркуляционный насос;
• Группу безопасности — манометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик.

Кроме того, все радиаторы, расположенные выше розлива, комплектуются кранами Маевского или автоматическими воздушниками. На скобах выше розлива ставятся такие же воздушники, а на скобах, расположенных ниже розлива — сбросники для полного осушения труб.

Некоторые типы котлов могут похвастаться установленными внутрь корпуса группой безопасности, насосом и расширительным баком. Прежде, чем отправляться за покупками, не поленитесь изучить описание прибора.

Подключение радиаторов

Для секционных радиаторов возможны три способа подключения:

1. Одностороннее боковое;
2. Двухстороннее нижнее;
3. Диагональное.

Какое из них выбрать?

Ответ зависит от двух факторов:

• Количества секций батареи;
• Ее расположения относительно розлива и/или стояка.

При небольшой длине отопительного прибора (до 7-10 секций) и стоячной разводке оптимальным будет боковое подключение. Разница в диаметре между коллекторами радиатора и вертикальными каналами внутри секции обеспечит его равномерный прогрев по всей длине.

Если количество секций больше 10 и отопительный прибор подключается к стояку или расположенному выше него розливу, наш выбор — диагональное подключение. Оно прогреет все секции, независимо от их количества.

При большой длине батареи и ее расположении над розливами более практичным будет двухстороннее нижнее подключение.

Вот его преимущества:

• Радиатор начнет греть сразу после запуска контура, даже без стравливания воздуха. Воздушная пробка будет вытеснена избыточным давлением в верхний коллектор и не станет мешать циркуляции через нижний. При этом секции будут прогреты по всей высоте за счет собственной теплопроводности;
• В открытом отопительном контуре периодическое обновление теплоносителя будет способствовать постепенному заиливанию батарей и падению их теплоотдачи. Однако непрерывная циркуляция воды через нижний коллектор не даст илу собираться в нем: батарея не будет нуждаться в промывке в принципе. Для промывки же розлива достаточно раз в два-три года перепустить контур на сброс.

Заключение

Итак, мы познакомились с разновидностями двухтрубных систем и с особенностями их монтажа в частном доме. Дополнительную информацию уважаемый читатель может изучить, просмотрев видео в этой статье. Жду ваших дополнений и комментариев. Успехов, камрады!

Сложно ли разработать своими силами контур водяного отопления в многоэтажном доме? Конечно, свои трудности в этом деле есть, но в целом залог высокопроизводительной системы — грамотное комбинирование типовых решений. Мы хотим рассказать вам о том, какие схемы систем отопления оптимальны для двухэтажного дома.

Открытая и гравитационная системы — реально ли

Что бы ни твердили поклонники принудительной циркуляции — да, реально. В действительности большинство профессионалов учитывают если не постоянную работу на естественном протоке, то хотя бы возможность сохранить часть производительности при отключении электричества.

Первое, что для этого нужно — нацелиться на повышение мощности котла. Перемещение нагретой воды против силы притяжения требует затрат энергии, а поскольку для создания разницы давлений используется только тепло, его потребуется не в пример больше, естественно, вырастут и тепловые потери.

Другой вопрос — эффективность системы. Для отопления больших площадей важна скорость протока теплоносителя, чтобы он успевал сохранять температуру до последнего радиатора в цепочке. Гравитационные системы на такое попросту не способны, но они опять же поддерживают проток и без циркуляционного насоса , значит, как минимум система не разморозится, а в части дома даже сохранится комфортное тепло.

Система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией: 1 — котел; 2 — расширительный бак открытого типа; 3 — подача; 4 — радиаторы второго этажа; 5 — радиаторы первого этажа; 6 — обратка

Ускорение протока достигается классическими методами:

• достаточно крутым уклоном труб;
• отсутствием участков с контруклоном;
• увеличением объема теплоносителя (диаметра труб);
• минимизацией поворотов и заужений;
• увеличением разницы между верхней и нижней точками.

И все же настоятельно рекомендуется отказаться от систем без принудительной циркуляции — они слишком неэкономичные, к тому же трубы можно проложить только открыто. Вместо того чтобы из года в год переплачивать за сожженное впустую топливо, лучше потратиться один раз и организовать бесперебойное питание котельной.

Ленинградка в двухэтажном доме

Большинство классических схем применимо к многоэтажным строениям и однотрубная система не исключение. С первого этажа на второй поднимается стояк подачи. Эта труба имеет наибольший диаметр, эквивалентный патрубкам котла. Подача тянется под всеми радиаторами и за последним уже условно считается обраткой. Поскольку труба обычно обходит дом по периметру, ее дотягивают до подачи и опускают к котлу в общем техканале.

Другой вариант — опустить трубу на первый этаж и точно так же провести ее ниже всех радиаторов и замкнуть обратно в котел. Для такого подключения необходима высокая мощность котла и большая скорость протока, иначе на 8-10 радиаторе уже не будет достаточно высокой температуры. Поэтому оптимально сделать поэтажную разводку трубами с организацией двух контуров циркуляции. Если хотите чистую ленинградку — продумайте способ ограничивать проток пропорционально удаленности радиаторов от котла, но помните, что у однотрубной системы длина крыла всегда меньше.

Радиаторы подключаются к двум точкам одной трубы без разрыва. Чем больше разница между сечением магистральной трубы и отвода, тем меньше будут потери тепла и больше длина линии. Такое подключение позволяет включить радиатор в режим байпаса и локально регулировать проток, не влияя на общий режим работы — непосильная задача для классической однотрубной схемы.

Верхняя и нижняя разводка двухтрубной системы

При двухтрубной схеме практически каждый радиатор имеет параллельное подключение и к подаче, и к обратке. Это вызывает дополнительные затраты и рост объема теплоносителя, но и передача тепла возможна на более значительные расстояния.

В современном монтаже используется комбинированный вариант двухтрубной системы. Подача тянется по верхнему этажу, обратка по нижнему, соединяются они в самом конце трубой номинального сечения, замыкающей проток. От подачи запитывается верхний радиатор, с его выхода — следующий и так до последнего, откуда охлажденная вода сбрасывается в обратку. Это наиболее экономный вариант двухтрубной схемы для обогрева больших площадей. Недостаток один — открытая прокладка труб.

В другом варианте двухтрубной схемы подача и обратка прокладываются вместе. Подключение радиаторов выполняется в двух нижних точках, что помогает скрыть магистральные трубы в полу: поскольку разводка исключает подъем труб выше радиатора, то и называется она нижней.

Коллекторные системы и подключение теплого пола

Комбинировать разные типы схем очень полезно, это помогает «заточить» отопительную систему под различные технические условия. Техническая реализация таких проектов упрощается с использованием распределительных коллекторов.

Первый их тип — это простая двухрядная гребенка с запорной арматурой, которая имеет по паре отводов для каждого крыла. На каждом из них может быть установлено различное число радиаторов с произвольной схемой подключения, но обычно общее число секций не превышает десяти.

Второй тип коллекторов имеет прозрачные колбы с поплавками для визуально наглядной регулировки скорости протока. К таким узлам подключаются трубы теплого пола и крылья разной протяженности, вместо шаровых кранов на каждой линии установлено по вентильному регулятору.

Коллекторы для теплого пола могут снабжаться дополнительным насосом рециркуляции и общим терморегулятором. Это очень характерно для многоэтажных домов, например, при комбинации теплого пола с радиаторами на разных этажах. Базовая температура теплоносителя составляет 60-70 градусов, что для теплого пола очень много. Поэтому насос подмешивает часть воды из обратки, снижая нагрев пола до 35-40 °С.

Построение развязки на коллекторах удобно и при техническом обслуживании. Вам не придется останавливать всю систему отопления в случае поломки, так как каждый участок можно отключить и слить селективно.

Оборудование котельной

Обычно коллекторы для всех этажей монтируют в помещении котельной. Это удобно, затраты на дополнительные два десятка метров труб не идут ни в какое сравнение с организацией места под отдельный коллекторный узел, а они достаточно громоздкие.

Обвязка котла классическая: на отводах запорная арматура, на подключении обратки — фильтр-грязевик. Насос устанавливается в разрыв обратки и обвязывается байпасом. Мембранный расширительный бак подключается к произвольной точке системы, а группа безопасности — отводом к трубе подачи в метре от котла.

1 — котел; 2 — группа безопасности; 3 — мембранный расширительный бак; 4 — радиаторы отопления; 5 — запорные вентили; 6 — циркуляционный насос с байпасом; 7 — фильтр грубой очистки

Как и всегда, рекомендуется выполнять обвязку оборудования котельной стальными трубами, имеющими меньший коэффициент линейного расширения, чем у пластика. Предпочтительной будет паковка на полимерную нить с использованием анаэробного герметика.

В систему отопления осталось только добавить патрубки слива и закачки воды в самой нижней точке системы. При наличии теплого пола для этого отводится пара выводов коллектора: через обратку выполняется слив, через подачу — продувка.

Обвязка радиаторов

Никаких особых премудростей в подключении радиаторов нет. В один из верхних отводов, как и полагается, вкручен кран Маевского, через второй может подаваться горячая вода.

Однако более эстетичным будет нижний боковой подвод труб. Современным словом в этом плане считаются одноточечные устройства подключения, за счет которых можно заводить и подачу, и обратку в один и тот же нижний отвод радиатора.

По такому же принципу вы можете вести двухточечное подключение, но только с одной стороны. Такая обвязка смотрится менее громоздко, плюс есть множество стандартных решений. Обычно резьбовые соединения на радиаторах не более одного дюйма, поэтому упаковывать их можно и на ФУМ ленту.

Двухэтажные дома и дома с мансардой популярны. Схемы отопления таких домов разработаны специалистами давно, проверены многократно, их главные моменты перекочевывают из проекта в проект.

Руководствуясь проектом, отопление в двухэтажном доме создать не сложно. Но что делать если проекта нет?

Отопление двухэтажного дома настолько несложное, что «мастеровые» делают его, проектируя буквально «на ходу». Применяя типовые схемы, приемы, методы, которые позволяют создать правильное отопление.

Нет особых препятствий, чтобы сделать отопление в двухэтажном доме своими руками. Или руководить работой «чужих рук» самостоятельно. Вся выполняемая работа по монтажу отопления не сложная.

В первую очередь важно не допустить кардинальных «промахов и ляпсусов». Тогда система в двухэтажном доме будет работать правильно и стабильно. Что же в первую очередь необходимо учитывать…

Что не следует делать при монтаже отопления в двухэтажном доме

В первую очередь стоит руководствоваться современными представлениями.

• Схемы отопления должны быть обычными двухтрубными.
  Последовательная, Однотрубная, Самотечная, «всякая там Ленинградка», — летят в мусорную корзину. Весь этот архаизм имеет недостатки весьма существенные, в первую очередь, потребует больше денег на создание, и при этом не будет работать нормально.
• Нужно не доверять «дельцам от радиаторов», которые пытаются усложнить, говорят о проблемах и рисуют замысловатые схемы-узоры. В отоплении все весьма просто. Как правило, не нужна гидрострелка.

  Разводка будет простейшей, если имеется обычный набор для двухэтажного дома, — один котел (в т.ч. один резервный), и 3 потребителя — бойлер косвенного нагрева, теплый пол, радиаторная система.

Размещение котла и оборудование котельной

Газовый котел устанавливается в соответствии с проектом газификации. Твердотопливный — чтобы удобно вывести высокий дымоход. В любом случае оборудование шумит. Его размещают в отдельном помещении – топочной.

Газовый котел автоматизированный, может управлять и бойлером косвенного нагрева.
Обычная схема подключений к автоматизированному газовому котлу на 4 отвода (могут быть 3 отвода или 2 отвода, — необходимо пользоваться схемами производителя).

Схема подключений к напольному газовому котлу с выносным насосом

Твердотопливный котел требует установки насоса, группы безопасности, смесительного узла. Все это образует обвязку твердотопливного котла —

Какой нужен насос и диаметры труб

Обычный вопрос при самостоятельном создании отопления в доме (в т.ч. и двухэтажном), какой понадобится циркуляционный насос для радиаторной системы. Выбор прост — либо насос 25-40 (0,4 атм.), либо 25-60 (0,6 атм.).

Для отапливаемой радиаторами площади до 170 м кв. годится 25-40. Если площадь в пределах 170 — 260 м кв. — 25-60. Если больше 260 м — 25-80. Не стоит брать насос с запасом, это только лишь ведет к неоправданному перерасходу денег и может привести к шуму в системе отопления.

Автоматизированные котлы снабжаются встроенным насосом

Диаметры трубопровода (внутренние) для частного дома указаны на схеме.

От котла до первого разветвления — 25 мм. В ветвях на этаже — 20 мм, отдельные подключения, радиаторы (до 2 шт.) — 16 мм.
Пенопропилен характеризуют наружным диаметром, с учетом толщины стенки, — 32, 25, 20 (мм).

Обобщенная схема отопления двухэтажного дома

В пределах одного этажа схема разводки отопительного трубопровода может быть выбрана какой угодно:

• тупиковой, два плеча до 5 радиаторов в каждом,
• попутной, обычно при количестве радиаторов больше 10 шт.,
• лучевой, по прихоти создателя (заказчика), при невозможности прокладки труб вдоль стен, но возможности прокладки под полом…

На схеме для примера указаны 3 этажа и двухтрубные схемы отопления:
— 1 этаж — тупиковая,
— 2 этаж — попутная;
— 3 этаж — лучевая.

Балансировка системы

Важно установить балансировочные краны:

• на обратке второго этажа, чтобы настроить его относительно первого (второй этаж, как правило, требует энергии меньше);
• на каждом плече тупиковой схемы;
• на каждой ветви лучевой (коллекторной) схемы;
• на каждом радиаторе на обратке (на подаче – термоголовка при автоматизированном котле или запорный кран).

Также все оборудование подключается через шаровые краны (или балансировочные), для возможности демонтажа.

Отведение воздуха, слив, уклоны

При создании отопления в двухэтажном доме важно сделать требуемые уклоны труб.

Воздухоотводчик устанавливается в высшей точке каждого стояка (стояк также является отличным сепаратором — собирателем воздушных пузырьков).

Также воздухоотводчиками (кранами Маевского) снабжаются все радиаторы, которые устанавливаются горизонтально или с небольшим возвышением к крану Маевского (обратный уклон не допустим).

В нижней точке всей системы труб, на обратке у котла делается сливной кран и возможность выпуска воды в канализацию или емкость в подвале…

Уклоны всех труб делаются к стояку и могут быт минимальными.
Последний радиатор в тупиковой схеме — выше других. В кольцевой попутной схеме высшая точка в кольце выбирается произвольно, — понижение (слив) к стояку.

Недопустимы обратные уклоны, П-образные обходы, например, для двери и т.п. Если возникают проблемы с обеспечением одного уклона из-за препятствий, конфигураций помещения, то как правило, выбирают другую схему подключения радиаторов.

Тип трубопровода и радиаторов

Известно, что давление в индивидуальном отоплении дома или квартиры не превышает 4 атм. (работает предохранительный клапан при 3,5 атм.).

Жидкость, в основном вода, в объеме 50 -150 литров заливается в систему отопления один раз, что минимизирует наличие образива, солей. Как правило, для двухэтажного частного дома оптимальным выбором по цене-качеству являются алюминиевые секционные радиаторы.

На фото — подключение алюминиевого радиатора полипропиленовым трубопроводом с установкой дроссельных кранов в тупиковой схеме разводки.

Их характеристик достаточно для длительной беспроблемной работы в данных условиях. Но также возможна установка и панельных стальных.

Так называемые программы расчета теплопотерь дома, калькуляторы, не могут быть точнее, чем примерные расчеты теплопотерь по площади дома.

Дело в том, что потребитель не может точно задать данные — сколько энергии уходит с вентиляцией (главные теплопотери) и сколько приходит с солнечным светом через окна (весьма существенный приток) и др. Не может точно указать и характеристики слоев в конструкциях. Поэтому все «тепло-калькуляторы» непригодны для точных объективных расчетов.

Но особая точности при подборе мощности радиаторов и не требуется. Так для низкотемпературного обогрева (рекомендуется) нужно брать количество секций с большим запасом в плюс.

Трубы для отопления

Многие умельцы рекомендуют полипропиленовые трубы для отопления, в том числе и для двухэтажного дома. Но монтажные конторы, которые дорожат своей репутацией не будут браться за полипропилен. Причина — отсутствие возможности контролировать качество стыков, а также сделать этот стык по стандарту. Какое будет сечение в конце трубы, сколько будет наплывов внутри, когда место сварки потечет… — на все воля дрожащей руки монтажника…

Трубопровод из металлопластика, например, сдается с гарантией. Сами трубы тоньше, соединения, конфигурации ровные, эстетичные.

Стоит ли браться за металлопластик, отложив в сторону дешевый полипропилен — решают заказчики, сообразуясь с видением перспектив и измерив толщину мешка с деньгами.

Монтаж своими руками

Если действительно не умеете «держать молоток в руках», то за создание отопления двухэтажного дома своими руками браться не стоит. Придется выполнять процессы:

• задавать уровень расположение радиаторов, трубопроводов, находить точки крепления;
• бурить множество отверстий, в т.ч. и большого диаметра под трубы;
• соединять резьбовые соединения с подмоткой льняной паклей со смазкой,
• размечать положение фитингов, резать, трубы по длине, стыковать (сваривать) трубопроводы
• вести бетонные, штукатурные работы.
• проектировать, чертить схему соединений, высчитывать…