Как правильно сделать отопительную систему в двухэтажном доме

Система водяного отопления с естественной циркуляцией в удаленном от города частном или дачном доме – решение, востребованное в местности с нестабильным электроснабжением. Кроме того, гидравлическая система не требует финансовых вложений в электрооборудование, без которого не обойтись при обустройстве радиаторного обогрева с подачей теплоносителя насосом.

Проект отопления двухэтажного дома: теплотехнический расчет

Благодаря теплотехническому расчету можно определить параметры отопительной системы, понять, как можно минимизировать потери тепла, насколько мощные отопительные приборы следует смонтировать, сколько их понадобится.

Количество устанавливаемых радиаторов рассчитывают по формуле:

I = S х k1 х k2 х k3 х k4 х 100 / P (шт)

А именно:

  • S — площадь комнаты;
  • P — мощность одной секции батареи;
  • k1 —коэффициент окон;
  • k2 —коэффициент потерь тепла;
  • k3 —коэффициент крыши и утеплителя на ней;
  • k4 —коэффициент высоты стен в комнате.

Проектирование для частного двухэтажного дома начинают с вычисления мощности теплового генератора.

Главное для установки системы, правильно вычислить мощность теплового генератора

Учитывают:

  • общий размер комнат, которые нужно отапливать;
  • климат в той области, где расположен дом;
  • термическую изоляцию строения;
  • характеристики частей строения (высоту) – от пола до потолка;
  • герметичны ли окна, двери.

Почему желательно выбирать отопление с принудительной циркуляцией тепла? Преимущества системы таковы:

  • равномерное прогревание помещений;
  • эффективное использование радиаторов;
  • установка вспомогательной фурнитуры для дополнительных возможностей, например, чтобы не падало давление.

Подробнее о системе вентиляции с принудительной циркуляцией – в следующем видео:

Закрытый тип

Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:

  • при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
  • жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
  • нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.

Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.

Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией обеспечивает равномерное распределение тепла и является более эффективной системой, не зря ее часто сравнивают с кровеносной системой человека. В ней к каждому отопительному прибору нагретый теплоноситель подается отдельно через ответвление из общей подающей трубы. К обратному трубопроводу от каждого радиатора также предусмотрен отвод.

Радиаторы устанавливаются с воздухоотводчиками и запорной арматурой на трубе подачи, позволяющей менять степень нагрева отопительного прибора. В целях безопасности и во избежание избыточного давления в отопительном приборе, на отводе от радиатора обратной трубы запорная арматура не ставится.  Подающая труба может быть проложена под потолком или под подоконником.

Единственным недостатком двухтрубной системы отопления является ее высокая материалоемкость: трубы нужны в двойном количестве для подачи и обратки. К тому же трубы трудно декорировать, а спрятать их не всегда удается. Всех этих недостатков лишена коллекторная схема отопления.

Что собой представляет лучевая отопительная система

Лучевая разводка – это очень удобная система для обогрева большого помещения с множеством комнат. Лучевая система отопления двухэтажного дома представляет собой обогрев помещения за счет инфракрасного излучения.

Лучевая конструкция – это достаточно сложная вещь, поэтому устанавливать и делать ее расчет должен только мастер.

Лучевая конструкция совмещает в себе:

  • Газовый агрегат – это основной элемент отопительного оборудования в любой конструкции.
  • Лучевая система требует принудительную циркуляцию, поэтому нужно еще и приобрести циркуляционный насос для этого дела. Благодаря ему в каждой комнате будет одинаковая комфортная температура. Циркуляционный насос – это гарантия успешной работы всего отопительного оборудования лучевого проекта.
  • Еще одним из самых главных элементов лучевого оборудования – это приобретение коллектора. Если Ваш частный дом имеет больше одного этажа, то тогда следует ставить коллектор на каждом из них.
  • Элементы разводки лучевого оборудования нужно куда-то прятать, потому что оно занимает достаточно много места. Для этого лучше сделать шкаф, который можно установить как внутри помещения, так и снаружи. А лучшим вариантом будет – это встроить его в стену.
Читайте также:  Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола

Преимущества расчета системы отопления двухэтажного дома для лучевого оборудования:

  • Очень хорошо то, что все элементы лучевой системы спрятаны от чужих, да и своих глаз. То есть можно с уверенностью сказать, что она никак не сможет испортить Ваш интерьер.
  • Если изучить хорошо инструкцию, то монтаж данного отопительного оборудования можно произвести своими руками.
  • Если все сделано по правильной схеме разводки, то тогда данная система будет работать долгое время без поломок.
  • Такое отопительное оборудование является достаточно доступным по ценовой политике, поэтому позволить себе его приобрести может практически каждый житель РФ.

Особенности разводки трубопроводов

Разводка и монтаж системы отопления двухэтажного дома может выполняться по любой из известных схем. От того, движется ли теплоноситель после выхода из котла выше радиаторов, либо сначала опускается ниже отопительных приборов, выделяют:

  • верхнюю (примером может служить система с естественной циркуляцией);
  • нижнюю разводку.

По наличию стояков, к которым подключаются отопительные приборы на первом и втором этаже, или основных магистралей, расположенных параллельно полам, разводку классифицируют как:

  • вертикальную,
  • горизонтальную.

В зависимости от целого ряда факторов выбирают тип системы:

  • однотрубная,
  • двухтрубная,
  • коллекторная.

Коллекторная схема

Лучевая система отопления двухэтажного дома ещё называется коллекторной. Её суть заключается в том, что каждый отопительный прибор запитывается независимо от других, поэтому балансировать такое отопление проще всего. Трубы для подключения ведутся по полу или внутри перекрытия от коллекторного узла (шкафа в нише стены, где находится сам коллектор, запорно-регулирующая аппаратура, иногда автоматика и свой циркуляционный насос).

От коллектора на втором этаже к каждому радиатору отходят отдельные запитывающие лучи с подачей и обраткой

Схема лучевой разводки для дома в два уровня

В двухуровневых домах на каждый этаж выводится свой коллектор, поэтому мы получаем двухконтурную систему отопления, где обе ветки являются автономными. Это горизонтальная нижняя разводка, при этом циркуляция теплоносителя может применяться только принудительная.

Однотрубное отопление

Довольно популярная ленинградская система отопления двухэтажного дома отличается тем, что радиаторы подключаются последовательно, а отдельной трубы для сбора обратки нет (теплоноситель из радиатора снова попадает в подающий трубопровод). Если запитывать радиаторы обоих этажей последовательно, то последние отопительные приборы в цепи могут оказаться совсем холодными. Чтобы обогреть верхний этаж, основная магистраль разделяется на два параллельных контура. Один из них поднимается на второй уровень, а запитав там все радиаторы, опускается вниз и соединяется с трубой, идущей по первому этажу. В начале каждого контура устанавливаются краны, которые позволяют регулировать проток (читай теплоотдачу) или полностью перекрыть отдельный этаж.

Вариант использования однотрубной системы

Важно! Чтобы иметь возможность регулировать температуру на каждом отопительном приборе, их посредством байпаса устанавливают параллельно основной магистрали и снабжают отдельной арматурой.

Двухтрубное отопление

В двухэтажных домах двухтрубная горизонтальная система отопления считается классикой жанра, хотя вертикальная разводка с применением стояков тоже применяется. В данном случае к радиаторам тянут отводы от подающей линии (подача), а также подводятся трубы, через которые отдавший энергию теплоноситель попадает в отдельную магистраль (обратку).

Аксонометрическая схема двухтрубной системы двухэтажного дома

Такая система несколько дороже однотрубной, но считается эффективнее и намного практичнее, так как позволяет легко настроить необходимый температурный режим в любом помещении на любом этаже. Ни сложная планировка, ни большие размеры дома помехой не станут, лишь бы теплогенератор подходил по мощности.

Теперь можно сделать несколько выводов. Для обогрева среднестатистического двухэтажного дома лучше всего подойдёт двухтрубная система водяного отопление с принудительной циркуляцией. Неплохо покажет себя коллекторная схема. В небольших домах можно применить однотрубную разводку и попробовать спроектировать конструкцию с естественной циркуляцией теплоносителя. В любом случае хотя бы для проведения расчётов лучше пригласить специалистов.

Читайте также:  Печи длительного горения с водяным контуром

Виды отопления с гравитационной циркуляцией

Существует четыре схемы отопления самотеком. При выборе определенной разновидности учитывают желаемую производительность сети и особенности дома. После подбора схемы производят гидравлический расчет, определяются с диаметром труб разводки и параметрами нагревательного оборудования.

Закрытая система

Закрытая схема системы отопления частного дома с естественной циркуляцией работает по следующему принципу:

  • После нагревания теплоноситель расширяется и вытесняет воду из контура.
  • Эта жидкость попадает в расширительную емкость закрытого типа. Такой бак состоит из двух камер (водяной и газовой), разделенных эластичной мембраной. Он полностью герметичный.
  • В результате поступления жидкости в водяную камеру мембрана продавливается в полость газового отсека, от чего там повышается давление.
  • После охлаждения теплоносителя в сети давление в трубопроводе уменьшается. За счет давления газа мембрана выдавливает теплоноситель обратно в контур.

Для бесперебойной работы сети важно правильно рассчитать объем расширительной емкости. Если речь идет о большом доме с разветвленной системой отопления, то понадобится бак значительного размера.

Схема отопительной системы для дома петли Тихельмана

Открытая система

Чаще используется естественная циркуляция в открытой системе отопления частного дома. От предыдущей схемы она отличается конструкцией компенсационной емкости. Бак можно сделать своими руками из обычной стальной или пластиковой бочки. Емкость нужного размера устанавливают под потолком дома или на утепленном чердаке.

Виды отопления с гравитационной циркуляцией

Однотрубная система

Данная схема используется нечасто, потому что не может похвастаться эффективностью. Из-за последовательного подключения всех радиаторов к контуру в каждый последующий прибор поступает теплоноситель с более низкой температурой. Это способствует неравномерному прогреву дома, вынуждает увеличивать количество секций в радиаторах по мере их удаления от котла.

Виды отопления с гравитационной циркуляцией

Плюсы однотрубной разводки заключаются в простом монтаже и небольшом расходе материалов. Для устройства сети не нужны сложные гидравлические расчеты. Минусы данной схемы состоят в том, что удаленные от нагревательного оборудования комнаты хуже отапливаются. При учете, что придется монтировать дополнительные секции, экономия на трубах несущественная.

Двухтрубная система

Виды отопления с гравитационной циркуляцией

Намного выгоднее делать двухтрубную разводку. При этом прокладывается подающий и обратный трубопроводы, а все отопительные приборы подключаются к контуру параллельно. Благодаря этому во все батареи попадает теплоноситель с одинаковой температурой, а дом прогревается равномерно.

Виды отопления с гравитационной циркуляцией

Положительные моменты использования двухтрубной схемы:

  1. Равномерный прогрев постройки большой площади и с несколькими этажами.
  2. Не нужно монтировать дополнительные секции на радиаторы, чтобы откорректировать теплоотдачу.
  3. Проще наладить и отрегулировать работу сети. Можно настраивать температуру обогрева в каждом помещении и ремонтировать батареи без остановки работы сети.
  4. Для устройства разводки используют трубы меньшего сечения, чем при однотрубной схеме.
Виды отопления с гравитационной циркуляцией

Важно! Основной недостаток двухтрубной разводки в большом расходе материалов и необходимости проведения сложных расчетов.

Преимущества и недостатки каждой системы

Зная виды системы отопления, которые можно применить для обогрева двухэтажного дома, нужно уделить внимание рассмотрению вопроса об их преимуществах и недостатках.

Система с естественной циркуляцией

Для данной системы присущи следующие преимущества:

  1. Возможность использовать отопление даже тогда, когда отсутствует электричество.
  2. Отсутствие необходимости установки циркуляционного насоса, который потребляет электроэнергию.

К недостаткам данной схемы относят:

  1. Невысокая скорость подачи теплоносителя, что замедляет обогрев помещений;
  2. Необходимость расчета уклонов при монтаже такой схемы;
  3. Порча внешнего вида помещений, так как трубы монтируются под уклоном;
  4. Невозможность использования полипропиленовых труб;
  5. Невозможность монтажа теплого пола, так как для этого понадобится установка циркуляционного насоса;
  6. Увеличенные затраты топлива на медленный прогрев помещения;
  7. Высокая стоимость работ, так как для монтажа стальных труб понадобится помощь сварщика;
  8. Высокая стоимость стальных трубопроводов. Стальные трубы дороже, чем полипропиленовые.

Несмотря на то, что многие специалисты ценят такую систему, монтаж ее в частных домах, где осуществляется бесперебойное электроснабжение, является неактуальным.

Однотрубный вариант

К преимуществам однотрубной схемы относятся:

Из недостатков следует отметить:

  1. Высокая стоимость материалов, если для сооружения конструкции будут использоваться фитинги. Понадобится много фитингов, цена которых будет превышать стоимость сооружения двухтрубной системы.
  2. Необходимость наращивания числа секций, чтобы теплоноситель достигал дальних комнат.
  3. Необходимость проведения расчета остывания воды.
  4. Трудности сооружения закольцованной магистрали, так как ее проведению мешают дверные проемы и т.п.
  5. Негативное влияние отопительных приборов друг на друга, что значительно затрудняет процесс автоматического регулирования.
Читайте также:  Выбираем регистры отопления из гладких труб

Двухтрубная схема

Для двухтрубной схемы характерны следующие преимущества:

  1. Надежность.
  2. Стабильность.
  3. Возможность автоматического регулирования температуры в доме.
  4. Возможность комплексного функционирования с теплым полом.

Однако имеются у такой системы и недостатки:

  1. Потребность в глубокой балансировке при протяжении ветвей с большим количеством радиаторов.
  2. Необходимость выполнения изгибов трубопроводов для обхода дверных проемов.
  3. Стоимость сооружения такой схемы обойдется дороже, чем для однотрубной системы.

Коллекторная система

Главным недостатком такого типа системы является дороговизна ее сооружения. Однако эта дороговизна оправдана функционированием устройства. Кроме того, еще одним недостатком является трудность сооружения системы в обжитых домах, так как для этого понадобится делать капитальный ремонт.

В остальном система имеет одни преимущества, собственно, поэтому и пользуется большой популярностью. Ее можно сооружать как с индивидуальными отопительными радиаторами, так и в комплексе с теплыми полами.

Напольный вид обогрева

К преимуществам такого типа отопления относятся:

  1. Экономия энергоносителей.
  2. Равномерный обогрев помещений.
  3. Скрытость системы.

Немаловажно отметить и негативные моменты данной системы, к которым относятся:

  1. Высокая стоимость сооружения такого типа, особенно, если учитывать необходимость обогрева двухэтажного дома.
  2. Быстрота остывания теплоносителя при отсутствии его обогрева.
  3. Необходимость демонтажа бетонной стяжки при возникновении утечки воды.

А как работает правильно собранная схема?

При выполнении классической однотрубной схемы («ленинградской»), когда под радиаторами проложена магистральная труба, ситуация другая. Движущийся теплоноситель, встречая на своем пути первый тройник, распределяется на два потока в соответствии с величинами гидравлических сопротивлений прямого пути и бокового отвода тройника. Из-за большего гидросопротивления бокового отвода в радиатор затекает небольшая часть общего потока теплоносителя (обычный «коэффициент затекания» составляет 0,2-0,3). Эта малая часть остывает внутри батареи на несколько градусов, как показано на рисунке ниже, подмешиваясь на выходе к основному неостывшему потоку. Результирующая его температура оказывается выше, чем при пропускании всего объема жидкости через отопительный прибор.

Распределение теплоносителя в обвязке радиатора «ленинградской» схемы.

А как работает правильно собранная схема?

При движении по контуру температура жидкости все равно снижается, но в меньшей степени, до температуры уже не 35 °С, а примерно 45 °С, т.е. батареи в цепочке оказываются более выровненными по нагреву. Специалисты высказывают мнение, что однотрубная схема («Ленинградка») позволяет добиться равномерного прогрева до 10-11 радиаторов в контуре (по десять секций в каждом приборе).

Как сделать отопление

Для монтажа отопительной сети собственноручно потребуется провести множество расчетов. Первоначально требуется определиться с мощностью котла. Для этого нужно рассчитать теплопотери в доме. После чего выбрать подходящую мощность котла. Затем, выбрать источник энергии: твердое или жидкое топливо, электричество или газ. Принципиальной разницы в плане отопления между ними нет, стоит ориентироваться на место расположения дома и стоимость каждого из источников энергии.

Хорошим выбором будет наиболее доступный. Обязательно нужно составить эскиз будущего размещения труб и радиаторов, а также подсчет их количества.

После чего на цокольном этаже устанавливается нагревательный элемент, в отдельной котельной. Производится подключение труб и их разводка по дому. После чего устанавливается радиаторы и на обратном трубопроводе монтируется циркуляционный насос. Если был выбран одноконтурный котел, дополнительно монтируется бойлер.

Чем руководствоваться, выбирая схему разводки

Следует сказать, что система водяного отопления, собранная по любой схеме требует проведения тщательного гидравлического расчёта. Особенно, если планируется использование антифризов, как теплоносителей. Ещё, очень не помешает выполнить хотя бы примерный расчёт расхода тепла. Несмотря на сложность таких расчётов, существуют приблизительные методики, дающие примерные результаты, на которые, тем не менее, можно ориентироваться, выбирая мощность котла и приборов системы.

Расчёт очень простой. Зная норму потребления тепла (41 Вт/куб. м) и общий внутренний объём помещений, которые будут обогреваться, путём простого перемножения значений получается требуемая мощность общего источника, т. е. котла. В каждом помещении находится свой источник тепла — радиаторные батареи. Их требуемая мощность определяется аналогично, с учётом объёма помещения, в котором они устанавливаются. После проведения расчетов, итоговые значения следует увеличить на 20%, что даст дополнительный запас мощности всем источникам, обеспечивающий их долговременную эксплуатацию.

Похожие записи: Расчёт мощности тёплого водяного пола Варианты отопления частного дома своими руками Теплый водяной пол: пошаговая инструкция