Отопление двухэтажного частного дома своими руками – схемы

Что делать, если дом большой по площади

План двухтрубной системы.

1. Для большого двухэтажного здания с большим числом раздельных помещений лучше всего подходит двухтрубная схема отопления. Она должна иметь верхний розлив и постоянную разводку радиаторов.
2. Прямо от генератора тепла согретая вода течет вверх по подающей трубе. Она огибает здание по его чердаку либо по потолку верхнего этажа.
3. Далее вода попадает в стояки, к ним подсоединены батареи. Они не размыкают полностью стояк. Каждый прибор оснащен регулировочным дросселем и перемычкой.
4. Желательно установить отсекающий вентиль на второй ветке подводящего трубопровода. Кран для стравливания воздуха можно поставить лишь один и прикрутить его у расширительного бачка на верхнем участке контура.
5. По второй (нижней) трубе, огибающей здание дом по подвалу либо полам первого этажа, вода течет обратно в котел.

Обратите внимание! Такая обвязка двухконтурного котла отопления имеет одно важное преимущество. Если нужно, она способна функционировать благодаря естественной циркуляции носителя тепла. В качестве разгонного коллектора тут будет выступать труба для течения воды к верхнему участку розлива

В качестве разгонного коллектора тут будет выступать труба для течения воды к верхнему участку розлива.

То есть система с такой схемой может работать без зависящих от электроэнергии агрегатов (например, насоса). Исходя из этого, если возникнут форс-мажорные обстоятельства, вы никогда не замерзнете.

Повышение тепловой инерционности системы

Чугунная напольная батарея.

Вы можете повысить своими руками тепловую инерционность обогревательной системы.

1. Удобно сделать это, выбрав чуть большее сечение контурных труб, чем необходимо по проекту.
2. Также можно заменить батареи из алюминия на чугунные аналоги. Они имеют расширенный внутренний объем секций, который увеличивает теплопроводность и теплоемкость материала. Существует мнение, что все чугунные батареи для систем отопления имеют некрасивый дизайн. Однако, это не так. Да, морально устаревшие их модели советских времен все еще выпускаются. Но помимо них рынок предлагает и современные аналоги. Например, красивые напольные радиаторы из кованого чугуна либо настенные батареи с плоскими эстетичными формами.

Отопительная система с двумя котлами.

1. Нередко мансардный либо второй этаж дома зимой нужен лишь время от времени, например, для размещения гостей. Тогда оптимальный вариант – применить отопительную схему с двумя генераторами тепла и отдельными однотрубными контурами для каждого этажа.
2. В этом случае наверху котел будет эксплуатироваться большую часть времени в экономичном режиме, т.е. поддерживать режим температур около +5 градусов.

Наиболее дешевый способ преодолеть все проблемы

Система с накопительным баком.

1. Можно и самостоятельно усовершенствовать обогревательную сеть, во много раз повысив ее тепловую инерционность.
2. Для этого надо добавить в схему аккумулятор тепловой энергии (накопительный бак). Он представляет собой емкость объемом в 300/2000 л, которая имеет два соединительных патрубка. Бак следует хорошо теплоизолировать, для уменьшения тепловых потерь.
3. Емкость служит для накопления больших объемов нагретой воды. Если котел останавливается, то тратится запас тепла из этого бака. Понятно, что чем резервуар более объемен, тем радиаторы будут стыть медленнее.

Устройство накопительного бака.

Аккумулятор тепла можно поставить на любом из участков отопительной системы. Можно смонтировать его в подвале. Для этого надо разомкнуть нижний контур двумя патрубками. Есть возможность поставить агрегат в кладовке. Интересный вариант – превратить устройство в основу теплой лежанки. Ведь оно неизбежно будет отдавать некоторое количество тепла в атмосферу.
Аккумулятор скомпенсирует перепады температур теплоносителя, в тот период, пока котел будет согревать воду для ГВС. Он очень выгоден, если котел работает на электричестве.

Обратите внимание! Конечно, данный метод имеет и свои минусы. Например, тепловой аккумулятор стоит достаточно дорого

Качественная утепленная модель, имеющая объем в один кубический метр, вам обойдется в 20/30 рублей, что зависит от компании-производителя.

Двухконтурный генератор тепла имеет как свои достоинства, так и недостатки. При желании, минусы агрегата можно существенно понизить. В этом случае вы приобретете максимально комфортную систему, которая будет обеспечивать ваш дом и теплом и горячей водой. Видео расскажет вам еще больше.

Виды схем отопления в чем их различие

Наиболее популярны две схемы: однотрубная и двухтрубная с разными типами разводки.

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома

Однотрубная схема отопления

Данный вид схемы является наиболее простым и доступным. Теплоносителем является вода, а ее движение по трубам обеспечивается с помощью естественной циркуляции. В данном случае следует использовать трубы с достаточно большим диаметром. Для улучшения результата работы и используя более компактный трубопровод (в диаметре), можно применить специальный циркуляционный насос. Это необходимо в случае недвижимости с большой площадью.

Вода, нагреваемая в котле, поступает в трубопровод для дальнейшего попадания в радиаторы. Именно здесь она постепенно остывает, отдавая свое тепло, и возвращается тем же путем.

В самой верхней точке, которая в большинстве случаев находится в чердачном помещении, монтируется расширительный бак. Данная отопительная система без преувеличения может считаться самой простой и экономичной, среди остальных типов.

К недостаткам системы можно отнести два фактора:

• Температура радиаторной батареи, которая ближе находится к котлу, будет выше, чем у отдаленных отопительных приборов. Вода на своем пути остывает и каждой последующей батареи отдает меньшее количество тепла.
• Нельзя контролировать работу отдельно взятой радиаторной батареи. При поломке элемента отопления будет отключаться вся система.

Такая схема отопления одноэтажного дома имеет свои преимущества:

• Экономный вариант отопления;
• Быстрый и простой монтаж, возможно выполнение своими руками;
• Все тепло тратится на обогрев дома, потери его исключены;
• При неисправности насоса, циркуляция может происходить естественным путем.

Двухтрубная схема отопления одноэтажного дома

Система достаточно активно используется в частных домах любой этажности. Ее характерными особенностями являются разделение контура теплоносителя и равномерный обогрев всей площади. Через подающую трубу проходит вода или другой теплоноситель из котла в радиаторные батареи, систему «теплый пол» или для хозяйственных нужд. А после остывания она возвращается обратно в котел, но уже по другой трубе.

Двухтрубная система отопления одноэтажного дома обладает такими положительными сторонами:

• Возможность регулирования работы элементов отопления;
• Эффективность работы в любых частных домах, которые относятся к малоэтажному строительству;
• При поломке одного радиатора не нужно отключать всю систему;
• Можно получать горячую воду для своих нужд.

Из недостатков стоит выделить большое количество труб, которые не придают дизайну эстетичности, а напротив, снижают ее. Кроме того двухтрубная схема отопления одноэтажного дома требует более сложного процесса монтажа, приобретение большего количество материалов и оборудования.

Какую схему выбрать?

Принцип работы двухтрубной и однотрубной системы

Выбор схемы отопления частного одноэтажного дома может основываться на разных факторах, которые зависят от каждой конкретной ситуации. Но среди общих критериев можно выделить жилую площадь дома, особенности материалов, которые использовались при его постройке, а также тип проживания (постоянный или сезонный). Немаловажную роль играет степень автономности системы. Следует учесть, от какого внешнего подключения будет работать вся система, наличие коммуникаций и прочие факторы.

Считается, что оптимальная схема отопления одноэтажного дома – это двухтрубная система горизонтального типа. Она позволит равномерно распределить все тепло в доме и создать оптимальные температурные показатели.

Гравитационная система с естественной циркуляцией

Перемещение теплоносителя по системе происходит самотеком.

Принцип работы

При подогреве теплоносителя происходит его расслоение: нижний слой с более высокой плотностью выталкивает более прогретую воду в систему. Разница плотностей обеспечивает естественную циркуляцию  жидкости по трубопроводам.

Устройство

Расширительный бак устанавливается в верхней точке системы, который обеспечивает расширение воды в системе, производит сброс жидкости и подпитку в системе.

Котел необходимо устанавливать в подвальных или цокольных помещениях. Следует помнить, что уровень труб обратного контура должен быть заложен ниже котла.

Горизонтальные участки трубопроводов прокладываются с уклоном – в верхним точкам подключения радиаторов и от нижних на пути к котлу.

Важно! Для обеспечения высокого КПД необходимо использовать трубы с большим условным проходом, что обеспечивает низкий коэффициент сопротивления внутренних поверхностей труб.
Схема гравитационной системы отопления

Преимущества:

• Автономность. Данная схема может работать без применения электроэнергии. Лучший вариант для удаленной местности, где наблюдаются перебои с поставками электричества.
• Длительный срок эксплуатации. Из-за низкого давления в системе оборудование менее подвержено износу.
• Бесшумность, т.к. наличие циркуляционного насоса не предусмотрено.

Недостатки:

• Большой расход материалов. Большие затраты, т.к. применяются трубы больших диаметров.
• Трудоемкий процесс монтажа. Сложность обеспечить правильный уклон.
• Применяются в домах с суммарной площадью трубопроводов не более 150 м2.
• Длительный процесс нагрева помещений.
• Сложность отвода кислорода из теплоносителя. Может быть устранено путем проектирования правильного уклона труб, который обеспечит естественный отвод пузырьков через расширительный бачок в воздух.

Разводка труб для теплоснабжения двухэтажного дома

Следующим этапом является выбор способа разводки трубопроводов. Он влияет на скорость прохождения теплоносителя, степень его остывания и возможности регулирования характеристик теплоснабжения.

Проектирование отопления 2 этажного частного дома своими руками выполняется на основе анализа всех факторов. Рассмотрим важнейшие из них, влияющие на выбор разводки подающих магистралей:

• Однотрубная. В системе имеется только один трубопровод, к которому в последовательном порядке подключаются радиаторы. Для однотрубного отопления частного 2х этажного дома своими руками характерно быстрое остывание теплоносителя. Поэтому оно используется для обогрева зданий с небольшой площадью до 80 м²;
• Двухтрубная. Она предназначена для равномерного теплового распределения. Дополнительная обратная магистраль позволяет подключать батареи последовательно, что снижает потери тепла при циркуляции теплоносителя. Оптимальный вариант для низкотемпературной системы отопления 2х этажного частного дома;
• Коллекторная. С ее помощью можно сделать несколько отдельных контуров отопления, подключенных к одному распределительному коллектору. В коллекторной схеме водяного отопления частного 2 этажного дома можно регулировать объем притока горячей воды в каждом отдельном контуре. Недостаток – большое количество необходимых материалов.

Немаловажным моментом является выбор материала изготовления труб. В закрытой схеме отопления 2-х этажного дома рекомендуется использовать полипропиленовые магистрали

Важно учитывать, что максимально допустимая температура горячей воды при этом не должна превышать +90°С

Также обязательным является установка запорной и предохранительной арматуры. К последним относятся воздухоотводчики, спускные клапана и расширительные баки.

В качестве теплоносителя чаще всего применяют воду или антифриз. Последний предпочтителен в том случае, если есть вероятность воздействия низких температур на систему.

Основные требования

Если система проектируется с учетом СНиПа, проблем с ней не возникнет. Но этого мало. Хорошо продуманная конфигурация отличается такими качествами:

1. Энергоэффективность (экономичность). Эта характеристика особо важна в климатических зонах с низкой среднегодовой температурой и продолжительным отопительным периодом. Поддержание комфортного микроклимата в доме – одна из основных статей расходов домовладельцев.
2. Надежность и отказоустойчивость. Остановка системы посреди отопительного сезона опасна для здоровья жильцов. А регулярные перепады температуры и длительное промерзание наносят зданию непоправимый ущерб.
3. Максимальная безопасность. Следует предусмотреть все возможные негативные сценарии и минимизировать риск их возникновения.
4. Автономность и простота эксплуатации. Продуманная система отопления должна обходиться без вмешательства человека как можно дольше.
5. Полная управляемость. В грамотно реализованной системе настройке поддается все. Даже микроклимат в каждом отдельном помещении.
6. Эстетичность и бесшумность. Наличие отопительных инженерных сетей в доме должна выдавать только температура в помещениях. А работу электронасоса хорошо слышно даже днем. И если это не исправить, жильцы перестанут спать ночами.

Виды разводки труб и построения систем отопления

Виды системы отопления определяются пространственным размещением радиаторов и трубопровдов.

Различают схемы компоновок:

• горизонтальную или вертикальную;
• верхнюю или нижнюю разводку;
• с прямым и обратным течением теплоносителя;
• разводок труб до радиаторов – тупиковые, лучевые, кольцевые.

Каждому виду и их комбинациям присущи качественные характеристики, определяющие выбор в зависимости от условий эксплуатации.

Верхняя или нижняя разводка

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой.

Верхняя разводка может быть обустроена в системах с гравитационной и принудительной циркуляцией, а также в их комбинированном варианте. Горячий теплоноситель по центральному стояку подаётся в верхнюю горизонтальную трубу из которой происходит распределение по стоякам. Трубы располагают под потолком верхнего этажа.

Преимущества	Недостатки
Разница в давлении позволяет использовать большое количество радиаторов	Часть тепла трубы отдают в верхней части помещения, что снижает эффективность
Подходит для различных схем построения	Требуется разводка большого диаметра, что дороже
Низкое гидравлическое сопротивление	Внешний вид не подходит для части интерьеров
Возможность установки терморегуляторов на каждый радиатор или стояк	Расширительный бак иногда придётся выносить на неотапливаемый чердак и осуществлять качественное утепление
Невысокое давление в сети (до 3-4 атм) подходит для любых типов радиаторов, в том числе алюминиевых	Для монтажа тёплого пола потребуется дополнительное оборудование

Диаметр труб и протяженность контуров увеличивает объём теплоносителя, для перекачки которого покупают мощные насосы.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой.

Системы с нижней разводкой отличаются расположением подводящей трубы и обратки ниже уровня радиаторов.

Преимущественно такие схемы используют в системах с принудительной циркуляцией.

Достоинства нижней разводки:

• трубопроводы можно скрыть в полу или стенах;
• не требуется делать общий стояк, что позволяет организовать отопление первого построенного этажа, а второй и последующий оборудовать в по мере необходимости;
• установив коллекторы, можно организовать систему «тёплый пол».

Пример коллекторного узла, распределяющего теплоноситель по контурам «теплого пола».

Среди недостатков пользователи отмечают частые завоздушивания, а монтажники – трудности с первоначальной настройкой и балансировкой.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Схема горизонтальной и вертикально разводки двухтрубной СО.

Горизонтальная и вертикальная схема отличаются наличием главного стояка.

Вертикальные типы в основном применяют в многоэтажных зданиях. Горизонтальный вид подходит для строений любой этажности, при обустройстве учитывают конструкцию и подбирают насос необходимой мощности.

Проектировщики и монтажники различают несколько принципиальных схем разводки труб в системах отопления.

Три принципиальных схемы разводки труб.

Тупиковая схема монтируется в большинстве загородных домов и имеет ещё одно название – с обратным (встречным) движением теплоносителя. К каждому радиатору подключают подающую и отводящую трубы. Циркуляция осуществляется насосом. Главное преимущество системы заключается в том, что ко всем радиаторам теплоноситель доходит одинаковой температуры, а с помощью регуляторов можно поддерживать необходимый микроклимат в каждом помещении.

Недостатки:

• большое количество сварных и муфтовых соединений;
• требуется профессиональный гидравлический расчёт, если в одном контуре находится больше 3-х радиаторов;
• часто возникают шумы от движущегося теплоносителя.

Петля Тихельмана или схема с попутным движением теплоносителя используется в нижней горизонтальной разводке и позволяет скрыть трубы под напольным покрытием или в стяжке. Попутная схема по отзывам монтажников требует минимальной настройки. Петля Тихельмана отлично работает при большом количестве радиаторов, но потребует при этом увеличенного диаметра труб.

При монтаже лучевой разводки используют коллекторы, устанавливаемые на каждом этаже здания.

Схема лучевой разводки двухтрубной СО к радиаторам с нижним подключением.

Схема раздельно питает каждый радиатор и позволяет монтировать систему «тёплый пол». Важный недостаток – большие затраты на приобретение труб.

Схема с естественной циркуляцией

Чтобы понять принцип действия гравитационной системы, изучите типовую схему, применяющуюся в двухэтажных частных домах. Здесь реализована комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя происходит по двум горизонтальным магистралям, объединенным однотрубными вертикальными стояками с радиаторами.

Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:

1. Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
2. Нагретый теплоноситель движется по вертикальному коллектору и распределяется по горизонтальным магистралям, проложенным с уклоном в сторону радиаторов. Скорость течения невелика – порядка 0.1—0.2 м/с.
3. Расходясь по стоякам, вода попадает в батареи, где успешно отдает теплоту и охлаждается. Под воздействием гравитации она возвращается в котел по обратному коллектору, собирающему теплоноситель из остальных стояков.
4. Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.

Принципиальная схема самотечной разводки с циркуляционным насосом

В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится на байпасе параллельно подающей магистрали и функционирует при наличии электроэнергии. Когда свет отключается, насос бездействует, а теплоноситель циркулирует за счет гравитации.

Сфера применения и недостатки самотека

Назначение гравитационной схемы – теплоснабжение жилищ без привязки к электричеству, что актуально в отдаленных регионах с частыми отключениями света. Сеть самотечных трубопроводов и батарей способна работать вместе с любым энергонезависимым котлом либо от печного (раньше говорили – парового) отопления.

Разберем отрицательные стороны использования самотека:

• из-за малой скорости протока нужно повышать расход теплоносителя за счет применения труб большого диаметра, иначе радиаторы не прогреются;
• чтобы «подстегнуть» естественную циркуляцию, горизонтальные участки прокладываются с уклоном 2—3 мм на 1 м магистрали;
• здоровые трубы, идущие под потолком второго этажа и над полом первого, портят внешний вид комнат, что заметно на фото;
• затруднено автоматическое регулирование температуры воздуха – на батареи нужно покупать только полнопроходные термостатические клапаны, не препятствующие конвективной циркуляции теплоносителя;
• схема неспособна работать с теплыми полами и в 3-этажном доме;
• увеличенный объем воды в отопительной сети подразумевает длительный прогрев и большие затраты топлива.

Чтобы выполнить требование №1 (смотри первый раздел) в условиях ненадежного электроснабжения, хозяину двухэтажного частного дома придется нести расходы на материалы – трубы повышенного диаметра и облицовку для изготовления декоративных коробов. Остальные минусы некритичны – медленный прогрев устраняется путем установки циркуляционного насоса, недостаток экономичности – монтажом специальных термоголовок на радиаторы и изоляцией труб.

Watch this video on YouTube

Советы по проектированию

Если разработку самотечной схемы отопления вы взяли в свои руки, обязательно учтите следующие рекомендации:

1. Минимальный диаметр вертикального участка, идущего от котла, — 50 мм (имеется в виду внутренний размер условного прохода трубы).
2. Горизонтальный раздающий и собирающий коллектор допускается уменьшить до 40 мм, перед последними батареями – до 32 мм.
3. Уклон 2—3 мм на 1 м. п. трубопровода делается в сторону радиаторов на подаче и котла – на обратке.
4. Входной патрубок теплогенератора должен располагаться ниже батарей первого этажа с учетом уклона обратной магистрали. Возможно, в котельной придется сделать небольшой приямок под установку источника тепла.
5. На подводках к отопительным приборам второго этажа лучше поставить прямой байпас малого диаметра (15 мм).
6. Верхний раздающий коллектор постарайтесь уложить на чердаке, чтобы не вести под потолками комнат.
7. Используйте расширительный бак открытого типа с патрубком перелива, выведенным на улицу, а не в канализацию. Так удобнее следить за переполнением емкости. С мембранным бачком система работать не будет.

Расчет и проектирование самотечного отопления в коттедже сложной планировки стоит доверить специалистам. И последнее: магистрали Ø50 мм и более придется исполнять стальными трубами, медью либо сшитым полиэтиленом. Максимальный размер металлопластика составляет 40 мм, а диаметр полипропилена выйдет просто угрожающим из-за толщины стенок.

Способы подачи теплоносителя в отопительную систему

Выбирая наиболее подходящий вариант системы отопления, домовладельцу придется принять решение по главному вопросу: как заставить теплоноситель двигаться по отопительному контуру. Эта задача решается одним из двух способов:

• естественным образом;
• принудительно.

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией

Как известно, нагретый газ или жидкость из-за меньшей плотности выталкивается более холодной средой вверх. Это явление называется конвекцией. При правильном конструировании системы отопления она может играть роль двигателя, который заставит теплоноситель циркулировать по замкнутому контуру из труб и радиаторов.

Важнейшим элементом такой схемы является разгонный коллектор – вертикальный участок трубопровода, идущий сразу после котла. Образующееся здесь мощное восходящее течение хорошо проталкивает теплоноситель через контур. В такой системе применяется расширительный бачок открытого типа, представляющий собой обычную емкость, подключенную к верхней точке отопительного контура.

Отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией

Наличие второго этажа позволяет сделать разгонный коллектор достаточно длинным, что при хорошем утеплении этого участка обеспечивает вполне пристойную циркуляцию теплоносителя. Однако, несмотря на это, даже в двухэтажных домах схема с естественным движением рабочей среды встречается все реже. Причина заключается в характерных для нее недостатках:

• требуются трубы большого диаметра;
• на горизонтальных участках трубопровода приходится соблюдать значительный уклон – 5 – 7 см на 1 м длины;
• после обхода контура температура теплоносителя падает более, чем на 25 градусов (обязательное условие для хорошей естественной циркуляции), поэтому котел приходится эксплуатировать в режиме высокой производительности, что сокращает срок его службы;
• максимальная длина трубопровода ограничивается 30-ю метрами.

Принудительный способ

В двухэтажных домах схема с принудительной циркуляцией применяется гораздо чаще хотя бы потому, что длина отопительного контура в таких постройках составляет, как правило, более 30-ти метров. Здесь рабочая среда перекачивается специальным насосом, который получил название циркуляционного. Он устанавливается у входа в котел, где теплоноситель является наиболее холодным. Так как система отопления является замкнутой, развиваемый таким насосом напор не зависит от этажности здания и определяется лишь сопротивлением контура (гидравлическим).

Схема отопления с принудительной циркуляцией

При данной схеме скорость движения теплоносителя увеличивается, поэтому он не успевает сильно остыть. Это обуславливает более равномерное распределение тепла по всему контуру, а также возможность эксплуатации котла в щадящем режиме. Кроме того, система с принудительной циркуляцией является более практичной: весной и осенью, когда на улице не очень холодно, она может эксплуатироваться в низкотемпературном режиме, чего при естественной циркуляции среды добиться не удалось бы. Горизонтальные участки трубопровода устанавливают с уклоном в 0,5 – 1 см на 1 м.

Из-за высокого давления, развиваемого насосом, приходится усложнять конструкцию расширительного бачка. Здесь он является закрытым и состоит из двух полостей, разделенных гибкой мембраной. В одну полость поступает расширяющийся теплоноситель, в другой содержится сжатый воздух, давление которого уравнивает давление в системе. Закрытый бак не обязательно располагать в наивысшей точке контура, обычно его монтируют рядом с котлом.

Предусмотрительные проектанты оставляют разгонный коллектор даже в системах с принудительной циркуляцией. В этом случае при отключении электроснабжения и последующей остановке насоса система продолжит функционирование в режиме конвекции.