Система отопления двухэтажного частного дома

Однотрубная схема отопления частного дома

Одним из самых простых вариантов является однотрубная система отопления (другое название – «ленинградка»). Эта система долгое время пользовалась спросом среди владельцев частных и загородных домов благодаря тому, что ее использование давало возможность обустроить автономное отопление, не требующее подключения к централизованной теплосети. Однотрубная схема отопления очень проста в обустройстве и может работать со всеми существующими типами отопительного оборудования.

Перечень достоинств «ленинградки» выглядит следующим образом:

• Количество труб, необходимое для монтажа системы, уменьшается в два раза, что существенно упрощает работу и дает возможность сэкономить на материалах;
• Система довольно проста, и ее вполне можно сделать своими руками, без привлечения специалистов;
• Однотрубная система довольно проста в эксплуатации и легко обслуживается при необходимости;
• Небольшое количество используемых труб делает интерьер помещений практически неизменным, а при большой необходимости все трубы можно вообще спрятать в подпольном пространстве;
• При правильной конфигурации к однотрубной системе можно подключить теплый пол или же установить под дверными проемами трубу, подающую теплоноситель для парового отопления.

Несмотря на завидное количество достоинств, однотрубная разводка отопления в двухэтажном доме всегда оказывается малоэффективной. Самая большая проблема заключается в том, что при монтаже возникает масса проблем – разрешимых, но все же проблем. В частности, горизонтальная разводка «ленинградки» не позволяет обустраивать теплый пол.

Расчет

Основной параметр, на который следует опираться в расчетах для монтажа системы своими руками, – мощность отопительного устройства

Еще одно немаловажное значение – мощность отопительных радиаторов. Выбирать котел можно, ориентируясь на наиболее доступное топливо

В расчете может участвовать, к примеру, агрегат, работающий на газе. Не менее популярны в схемах расчета твердотопливные агрегаты. Котлы для отопления могут быть и электрическими. В вопросе выбора не следует переусердствовать со слишком мощными агрегатами: такое оборудование может оказаться слишком затратным. Мощность котла правильно высчитывать с учетом теплопотерь. Специалисты в этой работе используют сложные формулы.

В них участвуют такие показатели, как:

• влажность;
• возможная температура в комнатах;
• наружная температура зимой;
• материалы стен;
• количество окон.

Немаловажное значение у типов и диаметра трубопроводов. Полимерные или стальные трубы имеют свои преимущества и недостатки

Например, стальные трубы не получится соединить между собой без сварки. Эта работа требует специальной подготовки и наличия инструментов. Полимерные изделия проще в сборке, надежны в плане воздействия коррозии.

Батареи, применяемые в схеме, могут быть ребристые, радиационные, конвективные. Характеристики современных изделий достаточно высоки, но при выборе следует учитывать, что в отопительной системе частного дома редко используются радиационные варианты.

В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?

Только не в 3-х этажном доме. «Самотечный» теплоноситель движется «лениво». Имеющиеся 20 кг разницы в весе тонны нагретой и холодной воды не создадут достаточной разницы давлений между «подачей и «обраткой для интенсивного движения по трубам, батареям.

В двухэтажном доме «самотек» будет работать неплохо, но второй этаж должен быть полноценным, имеющим чердак, позволяющий установить расширительный бачок. От котла в подвале (приямке) до бачка идет главный вертикальный стояк подачи. От стояка отходит т.наз. «лежак», уклоняющийся вниз. От «лежака» опускаюся стояки к этажным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает устройство отопления многоэтажного дома.

Самотечная однотрубная вертикальная система 2-х этажного дома.

Мансардный второй этаж вашего дома, имеющий окна в крыше (невысоких стенах) затрудняет монтаж самотечной системы. Мансарда исключает установку открытого расширительного бачка, наполненного антифризом. Герметичный бачок с газоотводящей трубкой, выведенной наружу, спасет положение, увеличивая затраты.

Наклонные трубы-«лежаки» плохо вписываются в пространство мансарды, могут пересекать оконные проемы, портя интерьер помещения.

«Самотек» больше подходит одноэтажным домам в местностях, характеризуемых ненадежным электроснабжением.

1 Естественная циркуляция нагретой воды по трубам – еще актуальна, но отходит в прошлое

Сейчас в проектах отопления частного двухэтажного дома уже не встретишь чертежей отопительных контуров, работающих без включения в схему циркуляционных насосов. Но еще не так давно обогрев частных домовладений с индивидуальным водяным отоплением осуществлялся исключительно благодаря естественному движению воды по трубам. В некоторых домах, построенных и оборудованных всем необходимым раньше, системы отопления с самотечной циркуляцией теплоносителя функционируют по сей день.

Система отопления с естественной циркуляцией постепенно отходит в прошлое

За счет чего движется жидкость в таких трубных контурах? Циркуляцию здесь обеспечивает разница в плотности воды с различной температурой. Горячая жидкость легче (меньше плотность), поэтому стремится вверх, более холодная – вниз. Нагретый котлом теплоноситель уходит по стояку наверх, на его смену приходит остывшая вода из обратного трубопровода. Это называется конвекцией, которая обеспечивает половину энергии, необходимой для осуществления естественной циркуляции.

Вторую половину движущей силы придает жидкости гравитация. Чтобы сила притяжения действовала эффективнее, горизонтальные трубы контура (лежаки) устанавливают с уклоном в сторону движения теплоносителя. Подающий трубопровод наклонен к радиаторам отопления, обратный лежак – к котлу. Кроме уклона труб в самотечном контуре большое значение для успешного осуществления циркуляции имеют такие факторы:

• положение котла относительно обратной трубы (чем ниже установлен агрегат, тем лучше);
• диаметр трубных коммуникаций (чем шире просвет трубопровода, тем ниже сопротивление);
• сечение внутренних отверстий в батареях (та же закономерность, что и для труб).

Соблюдение этих правил позволяет сделать эффективный самотечный контур в доме своими руками. Однако условия, которые необходимо соблюдать при монтаже системы с естественным движением теплоносителя, являются причиной таких ее недостатков:

• громоздкие трубы (обычно стальные) нельзя проложить скрыто, они всегда на виду;
• для котла необходимо делать углубленную площадку, что делает неудобным его обслуживание;
• необходимо поддерживать разницу между горячим и остывшим теплоносителем не менее 25 градусов;
• оптимальными батареями отопления, имеющими наибольший внутренний просвет и меньшую подверженность коррозии (при естественной циркуляции в теплоносителе много воздуха), являются чугунные (выбор невелик);
• большой объем теплоносителя и необходимость монтировать громоздкий расширительный бак открытого типа;
• сложно провести правильные теплотехнические расчеты для равномерного обогрева комнат.

Кроме того, самотечный контур не способен полноценно обогреть габаритные постройки. Эффективная естественная циркуляция возможна при длине лежаков до 45 м и площади до 180 м2 (в двухэтажном доме). Эти минусы делают самотечные контуры минимально востребованными у домовладельцев. Но все же остаются приверженцы отопительных гравитационных систем, аргументирующие свои предпочтения такими преимуществами самотечных контуров:

• независимость от бесперебойной подачи электричества;
• бесшумность движения жидкости по трубам;
• эффективность отопительной системы при эксплуатации твердотопливных котлов (высокая инерционность частично нивелирует частые и значительные температурные перепады).

Жидкость по трубам в таких системах движется за счет разницы плотности горячей и холодной воды

При монтаже гравитационных контуров применяются две схемы трубной разводки – однотрубная, когда теплоноситель от батарей отводится по той же трубе, что и подается, и двухтрубная, когда подача жидкости и ее отведение обратно к котлу осуществляется двумя коммуникациями. Для отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией применяются те же схемы разводки. На второй этаж теплоноситель подается по стояку, отходящему от котла, остывшая жидкость сверху отводится по обратной вертикальной трубе. Лежаки на обоих этажах присоединяются к стоякам согласно примененной схемы разводки отопительных коммуникаций.

Расчет элементов системы отопления

Чтобы произвести расчет отопительной системы, нужно изготовить план отопления двухэтажного дома

При этом важно не только выбрать тип системы и продумать разводку, но и рассчитать мощность котла

Обычно рекомендуют воспользоваться принципом, что на каждый квадратный метр отапливаемой площади нужна мощность котла в 100 Вт. Этот принцип не учитывает важные параметры самой постройки и ее теплопотери.

Лучше выполнять расчет отдельно по помещениям с учетом следующих параметров:

• назначение комнаты;
• ориентация ограждающих конструкций помещения (и их количество);
• габариты и количество оконных проемов (какие стеклопакеты);
• учитывают наличие или отсутствие дверей;
• обязательно делают расчет мощности по площади.

За основу такого расчета берется описанный выше принцип, но при этом учитываются другие поправки и коэффициенты, которые влияют на комфортность помещения и позволяют компенсировать возможные тепловые потери.

Проект отопления двухэтажного дома

Наиболее комфортные условия (22 – 24 градуса) поддерживают:

• в детских и комнатах пожилых людей;
• в ванной комнате и туалете;
• в сауне, спортзале или бассейне.

Для следующей группы помещений нормами установлена температура от 21 градуса:

• спальни и комнаты для гостей;
• комнаты обслуживающего персонала;
• помещения, сдаваемые внаем.

В жилой зоне минимально допустимая температура составляет 18°С:

• гостиная;
• рабочий кабинет;
• столовая.

В кухне, домашней мастерской или зимнем саду обычно устанавливаются дополнительные средства обогрева, стационарная же система отопления рассчитывается на 15 – 16 градусов.

В проходной зоне, куда входят прихожая, гараж или лестничная клетка, минимальная температура составляет 12 градусов.

Типовая схема отопления и водоснабжения коттеджа

Далее выполняют расчет теплопотерь, в котором помимо указанных температур учитывают:

• Термическое сопротивление материалов, из которых сделаны ограждающие конструкции.
• Средняя температура самого холодного месяца в регионе строительства, а также за весь отопительный сезон.
• Коэффициент сезонной работы котла (для средней полосы – 0,5, севернее – 0,7, южнее – 0,3).

Величина теплопотерь через ограждающую конструкцию рассчитывается по формуле:

W= A * dT * (1/R * S),

где

• W – мощность тепловых потерь;
• А – площадь поверхности ограждающей конструкции;
• dT – разница между внутренней и наружной температурами;
• R – термическое сопротивление материала (при расчете многослойной конструкции данные параметры для каждого слоя необходимо суммировать);
• S – толщина слоя материала.

По вычисленным теплопотерям подбирают радиаторы в каждое помещение (их теплоотдача должна компенсировать утечки тепла с запасом в 20%) и теплогенератор.

Классификация двухтрубных систем

Двухтрубные системы имеют различные варианты монтажа и могут различаться типом расширительного бака (открытая и закрытая разводка), способом крепления (верхняя и и нижняя), вариантами компоновки (вертикальная и горизонтальная система) и способом подачи теплоносителя (тупиковая и последовательная разводка).

Открытая и закрытая разводка

Любая система отопления является замкнутым контуром, в котором присутствует расширительный бак. Он необходим, так как теплоноситель при нагреве расширяется, что приводит к повышению давления в трубах.

При использовании открытой разводки в контур устанавливается бак, у которого есть контакт с атмосферой, благодаря чему стабилизируется давление в системе, но часть жидкости при этом испаряется, и потому так важно регулярно контролировать объем воды, что создает дополнительные проблемы при обслуживании системы. Еще один недостаток открытой разводки – это возможность использовать для нагрева батарей только воду. Гликоли и антифризы в такой разводке использовать нельзя, при их испарении образуются токсичные пары, что недопустимо для открытого расширительного бака

Гликоли и антифризы в такой разводке использовать нельзя, при их испарении образуются токсичные пары, что недопустимо для открытого расширительного бака

Еще один недостаток открытой разводки – это возможность использовать для нагрева батарей только воду. Гликоли и антифризы в такой разводке использовать нельзя, при их испарении образуются токсичные пары, что недопустимо для открытого расширительного бака.

Основное отличие закрытой разводки – это наличие в отопительном контуре расширительного бака, у которого нет контакта с атмосферой. Бачок мембранного типа эффективно справляется с компенсацией высокого и низкого давления в системе, а также позволяет использовать для отопления антифризы и гликоли.

В закрытой разводке всегда стабильное давление, что исключает выход насоса и котла из строя, и продлевает срок эксплуатации отопительного оборудования.

Возможность использования антифриза предотвращает замораживание теплоносителя в зимнее время – это еще один бонус от использования закрытой разводки.

Вертикальная и горизонтальная система

Двухтрубная система отопления бывает горизонтальной и вертикальной.  Горизонтальная организация используется в одно-двухэтажных постройках, а для стравливания воздуха из контура на радиаторах применяются краны “Маевского”.

Преимущество горизонтальной компоновки – это простота установки и минимальные расходы на комплектующие. Недостаток один – высокая вероятность завоздушивания системы.

Вертикальная компоновка чаще используется в многоэтажных домах. Её главное преимущество – это вывод воздуха из контура отопления в автоматическом режиме.

Воздушные карманы уходят по трубам вверх, где стравливаются через выпускной вентиль или расширительный бак. Подключение к стояку осуществляется на каждом этаже по отдельности, что повышает надежность и эффективность отопления.

Верхняя и нижняя разводка

В двухтрубной системе отопления используется верхняя и нижняя разводка. В первом случае система отопления крепится под потолком, а к радиаторам, закрепленным возле окон и дверей балкона (зоны скопления холодного воздуха), идут ответвления от основного контура. В нижний, отводной контур отопления поступает остывающая в ходе циркуляции вода.

Верхняя разводка рекомендована для больших помещений, где качество отопления доминирует над интерьером. В жилых домах этот тип разводки практически не применяется.

При нижней разводке подающие и отводящие каналы расположены около пола, что делает трубы незаметными. Выделим следующие преимущества такой организации:

1. Простота монтажа,
2. Патрубки батарей и точки разводки находятся на одном уровне,
3. Монтаж идёт на одном уровне и требуется минимальный расход труб.

Попутная и тупиковая системы

В двухтрубных отопительных системах используется попутная и тупиковая подача теплоносителя. Разнонаправленная подача горячей воды и обратки применяется при тупиковом способе отопления. При такой схеме контура монтируются байпасы, а батареи закрепляются на замкнутых участках, что позволяет выключать каждый из радиаторов без нарушения работы отопления.

Попутная система называется петлей Тихельмана

В этом случае проще производится балансировка и настройка, что особенно важно при большой длине отопительного контура. Теплоноситель движется в попутном направлении, что повышает КПД отопительного контура. https://www.youtube.com/embed/0y70p0Imahk

6 Обогрев с принудительной циркуляцией за 8 шагов

Установка насоса в систему отопления будет оправдана и в случае одноконтурной разводки. Однако максимальную эффективность системе с принудительной циркуляцией обеспечит только двухтрубная разводка, обустраиваемая по следующим правилам:

1. 1. Котел можно установить на пол или повесить на стену в любой комнате, не отслеживая уровень размещения отопительного прибора.
2. 2. Далее от напорного и обратного патрубков котла на уровень пола спускают две трубы, используя либо муфты, либо угловые фитинги.
3. 3. К торцам этих труб монтируют две горизонтальные линии – напорную и обратную. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи.
4. 4. На следующем этапе нужно развесить батареи, не обращая внимания на уровень расположения патрубков относительно соседнего радиатора. Вход и выход из батареи можно расположить на одном уровне или на разных, на эффективность отопления этот факт не повлияет.
5. 5. Далее врезаем в напорную и обратную ветвь по тройнику, расположив их под входом и выходом каждой батареи. После этого соединяем тройник напорной трубы с входом в батарею, а фитинг на обратке – с выходом. Причем эту операцию придется проделать со всеми батареями. По аналогичной схеме в системе монтируем и отводы для подключения теплого пола.
6. 6. На следующем этапе устанавливаем расширительный бак. Для этого в участок напорной трубы между котлом и первой батарей врезаем тройник, отвод которого соединяем вертикальной трубой с входом в расширительный бак.
7. 7. Далее можно заняться монтажом циркуляционного насоса. Для этого в обратную линию между первой батарей и котлом монтируем вентиль и два тройника, собирая байпас для насоса. Далее от тройников отводим два Г-образных отрезка, между торцами которых и монтируем насос.
8. 8. В финале обустраиваем отвод для залива воды в систему. Для этого нужно врезать еще один тройник между насосом и котлом, подключив к его отводу шланг от водопровода.

Четко следуя простым шагам, можно самостоятельно с первого раза получить рабочую систему

Действуя по этому плану, можно собрать двухтрубную разводку в доме любой площади. Ведь конструкция подобной системы не зависит от количества батарей – принцип монтажа будет идентичен и для двух, и для 20 радиаторов.

Виды системы отопления тупикового типа

Тупиковая система отопления. являющаяся подвидом двухтрубной, характеризуется имеющейся выраженной разницей в длине циркуляционных колец — она, в свою очередь, может быть вертикальной и горизонтальной.

В вертикальной системе доминирует принцип присоединения всех приборов к вертикальному стояку (расположенные близко к стояку циркуляционные кольца обладают меньшей длиной в сравнении с теми, которые располагаются на дальнем расстоянии). Применение на практике такого принципа приводит к неравномерной интенсивности циркуляции воды — в результате, разные помещения в здании нагреваются по-разному.

Оценивая данную схему лишь с этой точки зрения, можно сделать вывод, что она не практична, так как невозможность равномерно отапливать все помещения является существенным её недостатком. Применяется схема, как правило, для обустройства многоэтажных домов .

Что касается горизонтальной тупиковой системы отопления, то её принцип заключается в подключении к отопительным приборам двух трубопроводов — прямого и обратного. В плане проектирования она проще, чем вертикальная, поскольку у обеих линий совпадают размеры соединительных элементов и труб.

Важно также то, что по расходу материалов она более экономична. Основным недостатком ее является сложность сбалансирования отдельно взятых радиаторов. Если сравнивать схему разводки системы отопления тупикового типа со схемами других типов, то первая имеет преимущество — ее можно устроить с любой циркуляцией теплоносителя (и естественной, и принудительной)

Если сравнивать схему разводки системы отопления тупикового типа со схемами других типов, то первая имеет преимущество — ее можно устроить с любой циркуляцией теплоносителя (и естественной, и принудительной)

Важно учитывать, что с естественной циркуляцией схема подходит только для строительства одноэтажных и двухэтажных домов. Использовать такую схему для многоэтажных зданий можно только при условии наличия принудительной циркуляции теплоносителя

Система с принудительной циркуляцией

Здесь движение теплоносителя по сети трубопроводов происходит за счет работы циркуляционного насоса, создающего в ней избыточное давление. Введение в схему перекачивающего устройства позволило добиться таких преимуществ:

• уменьшение диаметров труб. Скорость течения жидкости выросла, и теперь для обеспечения потребного расхода можно применить меньшее проходное сечение труб;
• повышение эффективности работы. Если схема отопления с принудительной циркуляцией разработана грамотно, то вода с высокой температурой успешно достигнет как ближних, так и самых дальних радиаторов;
• трубы можно укладывать наиболее удобным способом, что играет огромную роль в вопросах дизайна интерьера. Львиную долю магистралей можно спрятать, используя короба или конструкции пола и стен;
• удобство и комфорт при эксплуатации. Дело в том, что принудительная циркуляция дает возможность реализовать любые проекты по автоматизации поддержания климата в доме;
• экономичность в расходе энергоносителей. Вывод проистекает из предыдущего пункта, так как автоматика позволяет обогревать помещения по суточному графику в то время, когда там есть люди;
• система легко поддается регулированию.

Монтаж схемы с искусственным побуждением трудоемок, но относительно несложен, его можно спокойно выполнить своими руками. Взять хотя бы расширительный бак мембранного типа, который не надо ставить на чердаке, да еще и контролировать уровень воды, как при самотеке. Его место – в помещении топочной, около котла.

Самым существенным недостатком схемы является ее энергозависимость. Стоит только отключить двухэтажный дом от электроэнергии, и через некоторое время тепла в помещениях как не бывало. Способы устранения недостатка хотя и просты, но затратны: приобретение и использование электрического генератора или, на худой конец, блока бесперебойного питания.

Что же касается якобы высокой стоимости материалов, то мы уже обсуждали этот вопрос, говоря об однотрубной системе. Хотя следует отметить, что стоимость зависит от количества регулирующей арматуры и средств автоматизации, заложенных в проект отопления. В бюджетном исполнении сборка схемы обойдется немногим дороже однотрубной.

Двухтрубная отопительная система

Основное конструктивное отличие этой схемы — два контура, по которым циркулирует теплоноситель. Первый предназначен для подачи горячей жидкости к радиаторам, второй — для возвращения охлажденного теплоносителя в котел. В этом случае тоже получается замкнутый круг. Именно пара взаимосвязанных контуров — самый «отталкивающий» момент для многих владельцев частных домов. Большая длина магистралей, непростая разводка — причины нелюбви к двухтрубным конструкциям.

Двухтрубные отопительные системы также бывают открытыми или закрытыми. Разница между ними — наличие разных конструкций расширительного бака. Закрытые конструкции более практичны, удобны в эксплуатации. В них в роли бака используют мембранные емкости, их отличие — полная безопасность. Они позволяют добавлять в схему (или отключать) нагревательные приборы либо целые ветки, сильно упрощают регулировку системы.

Есть два основных вида соединения элементов двухтрубной конструкции — вертикальное и горизонтальное. В первом случае трубы подсоединяют к вертикальному стояку для каждого этажа отдельно. Это вариант удобен, почти идеален для двух- или трехэтажных домов или коттеджей. Воздушные пробки в этом случае владельцам не страшны.

Горизонтальную разводку, имеющую верхнее (на чердаке, под потолком) или нижнее (в подвале, под полом) расположение, обычно используют для одноэтажных строений большого метража. Или для больших зданий с несколькими этажами, если необходима поэтажная регулировка. Воздушные пробки устраняют с помощью кранов Маевского, их устанавливают на радиаторах.

Сейчас появился еще один вид системы — лучевое отопление. В этом случае распределение горячей жидкости идет через коллектор. Возможна регулировка: как скорости движения, так и температуры теплоносителя.

Плюсы

Какая система отопления лучше: однотрубная или двухтрубная? Если иметь в виду качество обогрева, то второй вариант имеет большое преимущество: это равномерный нагрев всех радиаторов, независимо от их удаленности от котла. Среди других плюсов:

• терморегуляция, которую можно предусмотреть на стадии проектирования отопительной системы;
• параллельное подключение элементов, дающее возможность относительно простой замены каждого из них;
• возможность добавления новых радиаторов, если хочется повысить эффективность обогрева;
• шанс продлить отопительную конструкцию в любом направлении: как горизонтальном, так и вертикальном;
• легкое устранение любых технических ошибок непосредственно во время монтажа;
• простые ремонтные работы, легкое обслуживание радиаторов.

Минусы

Самый большой недостаток этой системы — более высокая стоимость работ. Но есть и другие поводы задуматься о целесообразности ее реализации. К ним относят:

• большое количество коммуникаций, их придется прятать, а значит, неминуемы новые расходы, из-за этого могут возникнуть сложности в обслуживании;
• нужность принудительной циркуляции электрическим насосом;
• требовательность к автору при составлении довольно сложного проекта;
• монтаж, занимающий гораздо больше времени, отнимающий немало сил;
• необходимость покупки большого количества труб для разводки, кранов, регулирующих подачу теплоносителя на каждом радиаторе.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

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.

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.

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.