Схемы систем отопления двухэтажного дома

Система отопления частного дома радиаторами

Радиаторное отопление по сравнению с теплыми полами хотя и менее эффективно, однако используется намного чаще благодаря простоте монтажа, меньшим финансовым расходам на его устройство.

Для его организации к котлу подключают трубопровод, который ведут в отапливаемые помещения и затем подсоединяют к нему радиаторные теплообменники.

Трубы для подачи теплоносителя к радиаторам прокладывают под стяжкой или по поверхности вдоль стен.

Температура радиаторов, как и теплоносителя в системе, обычно не превышает 80 С и может регулироваться как на отдельных теплообменных приборах при помощи терморегуляторов, так и в общем на котле.

Рис. 9 Самотечная отопительная система двухэтажного дома – схема

Самотечная

При организации отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома в самом верхнем помещении, которым обычно является чердак, устанавливают расширительный бак большого объема. От котла, расположенного в подвале, к нему подводят трубу, по которой нагретый теплоноситель поступает в емкость. Из расширительного бака по наклонному трубопроводу горячая вода направляется в радиаторы обычно по диагональной схеме подключения, и затем возвращается в котел для подогрева.

К недостаткам самотечной системы отопления в частном доме относят не слишком высокий напор — для создания давления в один бар бак должен находиться на расстоянии около 10 м от котла. Ситуацию исправляют, подключив в контур специальный повысительный или циркуляционный насос.

Так как скорость течения жидкости в самотечных системах невелика и редко превышает 0,2 м/с, для доставки теплоносителя в необходимых объемах используют трубопровод больших диаметров в 32 или 40 мм.

Хотя самотечная система может функционировать при отсутствии электричества, если котел энергонезависимым, ее практически не используют в современных домах коттеджного типа из-за низкой эстетичности и неудобства пользования помещениями виду прокладки труб большого диаметра под потолками и вдоль стен.

К тому же гравитационная система без циркуляционного электронасоса не позволяет подключать к ней контуры теплых полов.

Рис. 10 Принудительная система отопления система отопления двухэтажного частного дома коллекторной

Принудительная

Данный вид отопления используют в подавляющем большинстве индивидуальных домов, где подача теплоносителя к радиаторным теплообменникам происходит за счет проталкивания его по трубам насосом.

При монтаже отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией используют закрытый расширительный бак, устанавливаемый рядом с насосом и котлом на нижнем этаже дома или в подвале. Для обеспечения циркуляции отопительной жидкости по контуру используют циркуляционный электронасос и дополнительные агрегаты, если применяют прогрев помещений теплыми полами.

Трубопровод принудительный системы прокладывают под полом или над его поверхностью, поэтому он имеет намного более высокую декоративность, чем гравитационный аналог. Также в принудительной системе в сравнении с самотечной иногда проще регулировать температуру отдельных теплообменных приборов.

Рис. 11 Биметаллический и панельный радиатор — конструктивное устройство

Радиаторы

В качестве радиаторов современных отопительных систем чаще других используют биметаллические разновидности, имеющие ряд неоспоримых преимуществ в сравнении с ранее популярными алюминиевыми. Они собираются из секций любой длины и имеют четыре резьбовых патрубка для подсоединения к трубопроводной магистрали по любой из выбранных схем подключения. Обычно к одному верхнему патрубку подключают трубу подачи с терморегулятором, ко второму нижнему обратки, вверху устанавливают кран Маевского, а внизу на четвертый отвод — заглушку.

Порядок монтажа

Собирается однотрубная система следующим образом:

• В хозяйственном помещении устанавливается на пол или вешается на стену котел. С помощью газового оборудования может быть устроена самая надежная и эффективная однотрубная система отопления двухэтажного дома. Схема подключения в этом случае будет стандартной и позволит произвести все работы, при желании, даже и самостоятельно.
• На стены вешаются радиаторы отопления.
• На следующем этапе монтируются стояки «подводящий» и «обратный» на второй этаж. Располагают их в непосредственной близости от котла. Внизу к стоякам присоединяется контур первого этажа, вверху – второго.
• Далее выполняется подключение к магистралям батарей. На каждый радиатор следует установить запорный кран (на подводящем отрезке байпаса) и кран Маевского.
• В непосредственной близости от котла на «обратной» трубе монтируется расширительный бак.
• Также на «обратной» трубе поблизости от котла на байпасе с тремя кранами подключается циркуляционный насос. Перед ним на байпасе врезается специальный фильтр.

На заключительном этапе производится опрессовка системы в целях выявления неисправностей оборудования и протечек.

Как видите, однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, может очень даже удобным и практичным оборудованием

Однако при желании использовать такую простую конструкцию, на первом этапе важно произвести все необходимые расчеты с максимальной точностью

Задумываясь над установкой отопления, первоначально определяются, какой вид топлива будет использоваться

Но наряду с этим крайне важно решить, насколько планируемый обогрев будет действительно независимым. Так, по-настоящему автономной будет система отопления без насоса, которой для работы не нужна электроэнергия

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод.

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

В качестве источника тепла, служащего для нагревания воды, используются котлы (бойлеры). Их принцип действия основан на превращении определённого для них рода энергии в тепло с последующей его передачей теплоносителю. По типу источника нагрева котельное оборудование бывает газовым, твердотопливным, электрическим или мазутным.

По типу соединения элементов контура система отопления может быть однотрубной или двухтрубной. Если все приборы контура включены относительно друг друга последовательно, то есть теплоноситель проходит по порядку все элементы и возвращается в котёл, то такая система называется однотрубной. Её существенным недостатком является неравномерность прогрева. Это связано с тем, что на каждом элементе происходит потеря какого-то количества тепла, поэтому разница температур котла может быть существенной.

Система двухтрубного типа подразумевает параллельное подключение радиаторов к стояку. К недостаткам такого подключения относят осложнение конструкции и увеличенный в два раза расход материала по сравнению с однотрубной системой. Но построение контура обогрева для больших многоэтажных помещений выполняется только таким соединением.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип функционирования оборудования

Система предусматривает проталкивание горячей воды наверх. Использование данной схемы отопления дома позволяет выполнять монтаж котла ниже отопительных радиаторов.

С верхней части вода в трубе с небольшим углом продвигается дальше

Здесь нужно обратить внимание на трубы, что отходят от главной ветки, подключенные к отопительным батареям, поскольку они должны быть тоньше

Наиболее актуальным этот принцип является для систем с верхним типом раздачи, откуда самотечная система проталкивает воду к радиаторам.

В случае, когда используется схема, подразумевающая нижнюю раздачу, отопление частного двухэтажного дома самотечным способом возможно, только если есть разгонный контур. Это означает, что следует создать перепад высот, путем подключения трубы к котлу, подымающуюся к расширительному бачку. Далее труба опускается на уровень окон и оттуда делается разводка по батареям.

Следует учесть: помехой самотечной системы отопления может быть низкий потолок, поскольку предусмотрено, что труба от верхней точки котла должна на 1,5 метра отходить, и плюс расстояние на расширительный бачок.

Наибольшим плюсом, которым обладает гравитационная отопительная система, является, то, что самотек воды выполняется без участия других систем. Это означает, что в случае использования дровяного котла. горячая вода будет поступать в систему самотеком без использования насоса или какого-либо другого оборудования, требующего включения электричества.

Правда, при помощи таких схем можно обогревать только дома небольшой площади, поскольку существует ограничение длины контура труб не более 30 метров. Такая система еще носит название ленинградка.Разновидности самотечных отопительных систем

Используется одна или две трубы, и это не влияет на принцип работы, поскольку вода поднимается как можно выше, где учитывается уклон, а далее она поступает во все элементы системы. Двухтрубный вариант системы закрытого типа отличается тем, что вода переходит в соседнюю ветку, через вход обратки котла.

Отличием однотрубной системы является то, что здесь на вход вода поступает от последнего радиатора. Подобный принцип применяется и в отопительных системах, сделанных своими руками.

Воздушное отопление

Применяется воздушное отопление для двухэтажного дома относительно недавно. Иногда использование подобного варианта отопления является единственно возможным в определенных условиях. Он характеризуется тем, что достаточно быстро доставляет тепло и имеет доступную стоимость, а также не имеет необходимости в воде, масле или антифризе. Горячий воздух является переносчиком тепла, нагрев которого осуществляется в результате соприкосновения с нагревательным элементом.

Печь Булерьян

Подобное теплотехническое устройство имеет оригинальную конструкцию и способно создать условия, при которых происходит равномерное распределение тепла в доме. Эта печь состоит из металлических частей, где топливник является основным элементом, так как именно там происходит горение топлива. Отличительной характеристикой булерьяна является соединение труб с топливником практически по всей его площади. При этом забор холодного воздуха происходит снизу, а отдача горячего идет вверх.

Печь булерьян в интерьере

Реализация отопления при помощи подобного устройства дает возможность осуществить обогрев нескольких помещений за счет сооружения разводки по ним. Перемещение нагретого воздуха может происходить естественным путем или принудительно.

Эти печи зарекомендовали себя с положительной стороны, так как имеют ряд преимуществ:

• Сгорание топлива происходит практически без остатка. Это становится возможным за счет его тления на протяжении длительного периода времени при ограниченной подаче воздуха. Вследствие чего КПД по сравнению с традиционной буржуйкой значительно выше.
• Компактность печи позволяет осуществлять установку в любых помещениях. При этом организация котельной не требуется.
• Полное отсутствие неприятных запахов и копоти.
• Монтаж воздуховодов имеет меньшую стоимость относительно установки труб водяного отопления.

Организация подобного отопления имеет некоторыми недостатками:

• Проект строительства здания должен предусматривать наличие воздуховодов. Монтаж их в готовом здании невозможен.
• Для хранения твердого топлива, необходимого для работы печи, требуется организовать специальное место.

Кирпичная печь

Классический вариант русской печи обладает значительными габаритами. Для отопления двухэтажного дома размеры печи возрастают в соответствии с его площадью.

Преимуществами традиционных печей являются:

• Определенных стандартов при сооружении кирпичной печи не предусмотрено. Поэтому имеется возможность кладки в соответствии с индивидуальными пожеланиями заказчика.
• Тепловой мощности одного устройства может быть достаточно для отопления двухуровневого строения.
• Установка печи может быть осуществлена в любом удобном месте дома.
• Если отсутствует возможность газового отопления, то применение твердотопливных печей наиболее оптимально в плане экономической целесообразности.

Кирпичная печь

К недостаткам кирпичных печей относят:

• Необходимость в сооружении склада для хранения топлива.
• Эффективность работы устройства зависит от правильности выполнения кирпичной кладки.
• Необходимость периодического контроля над работой агрегата.

Для реализации отопления двухэтажного здания при помощи русской печи возводят топливник на нижнем уровне, а на верхний проводится колпак, называемый парусом. Кроме этого специалисты усовершенствуют обычную печь и оборудуют ее теплообменником, который присоединяется к отопительной системе.

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.

Теплопотери частного дома

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка. Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Как сделать однотрубную систему отопления: устройство и элементы

В состав системы входят следующие элементы: котел, магистральный трубопровод, радиаторы, расширительный бачок, помпы или насосы, обеспечивающие перемещение теплоносителя. Кроме того, замкнутый контур подразумевает возможность естественной циркуляции. В этом случае вода двигается за счет разницы плотности при изменении температуры: нагретая в системе вода вытесняется тяжелой холодной водой, из-за чего попадает в стояк.

Из стояка горячая вода разносится по всей системе, попадая в радиаторы и тем самым обеспечивая обогрев помещений. Для функционирования естественной системы циркуляции трубопроводы должны быть расположены с постоянным уклоном, составляющим не менее 3-5 градусов.

Такое правило далеко не всегда выполнимо, поскольку при таком уклоне перепад высоты на один метр трубопровода будет доходить до нескольких сантиметров. Для осуществления принудительной циркуляции используется насос, расположенный на обратной стороне контура непосредственно перед входом в котел. Такой насос создает давление, необходимое для перемещения жидкости с заданной скоростью. Использование циркуляционного насоса тоже подразумевает создание уклона трубопровода, но его в таком случае можно снизить до 0,5-1 градуса.

Чтобы вода не застаивалась в системе при отсутствии электричества, в комбинированных системах или системах с принудительной циркуляцией устанавливается разгонный коллектор, который поднимает жидкость на определенную высоту. Как правило, верхняя точка коллектора является местом присоединения расширительного бачка, который позволяет регулировать давление в системе и может предотвратить разрыв труб при слишком большом расширении жидкости. Схема однотрубного отопления частного дома предусматривает наличие закрытых расширительных бачков, которые не дают возможности теплоносителю контактировать с воздухом. Такой бачок оборудован встроенной мембраной, которая с одной стороны прижимается воздухом, а с другой стороны – теплоносителем. Установка подобных устройств возможна на любом участке системы.

Расширительные бачки открытого типа гораздо удобнее в использовании, но очень требовательны к месту установки. Так, установка такого приспособления возможна исключительно в высшей точке отопительной системы, а доступ воздуха к теплоносителю может привести к появлению преждевременных неполадок, поскольку в таком случае система будет подвержена коррозийному влиянию. Перед установкой необходимо провести расчет однотрубной системы отопления.

Детали системы устанавливаются по следующему алгоритму:

1. Отопительный котел.
2. Разгонный коллектор, оборудованный ответвлением для расширительного бачка.
3. Трубопровод, установленный с уклоном. Обязательно проведение контура в жилые помещения.
4. Отопительные элементы.
5. Циркуляционный насос.

Система отопления двухэтажного дома

Отопление воздухом

Воздушная система отопления делится на два условных типа:

• принудительная вентиляции
• гравитационная

Гравитационная система

Предусматривает движение воздуха за счет различия температур. Как известно, такие условия заставляют воздух двигаться самостоятельно. Движение также объясняется и различающейся плотностью воздуха.

Теплый воздух проходит по путям воздуховодов, и освобождается под потолком. Затем движение происходит в сторону окон и дверей, где преобладает холодный воздух, и происходит вытеснение холодного воздуха.

Плюс данной системы заключается в независимости от электричества, а минусом является то, что происходит постоянный приток холодного воздуха из окон и дверей.

Это приводит к тому, что воздух в рабочей части остается холодным, а скопившийся под потолком горячий воздух образует перегрев

Система принудительной вентиляции

Предусматривает наличие специального оборудования, которое обеспечивает движение воздуха в заданных направлениях. Воздух, при этом, нагревается посредством специальных устройств, которыми, как правило, выступают теплогенераторы.

Такие устройства позволяют прогреть воздух до 60 градусов, а затем вентиляционная система разносит горячий воздух по установленным путям.

Холодный воздух поступает обратно в генератор, путем решеток и обратных воздуховодов, и схема повторяется.

Минусом такой системы является то, что образуется большое количество шума

Отопление электричеством

Известно несколько способов электрического отопления, в число которых входит:

• потолочные инфракрасные обогреватели
• пленочные системы отопления
• кабельные системы отопления
• электроконвекторы.

Электроконвекторы

Электроконвекторы устанавливают там где нет возможности использовать магистральный газ.

Принцип действия таких конвекторов заключается в том, что они обеспечивают циркуляцию горячего воздуха в помещении, при этом конвекторы обладают высокой защитой от влаги, и их установка возможно также и в ванных комнатах.

Дорогие модели обладают функцией, позволяющей не сушить воздух. Работа основана на нагреве воздуха специальными элементами, и затем, за счет увеличения в объеме, воздух поднимается выше и происходит циркуляция.

Уровень температуры может регулироваться, термостат при этом, может быть встроенным, а также выносным.

Режимы могут быть отрегулированы в зависимости от требований заказчика, и выключение требуется только при длительном отсутствии в доме.

Разница между встроенным и выносным термостатом заключается в том, что первый невозможно установить в другой точке.

Выносной термостат может быть установлен на стене, на уровне 1 метра, и при этом противостоять сквозняками.

Выбираю систему отопления для дома, прочитайте статью Как выбрать электрический котел отопления, возможно это то, что нужно вам

Если вы сомневаетесь в том как подключить радиатор к системе отопления, эта статья поможет вам во всем разобраться.

Водяное отопление

Такая схема водяного отопления двухэтажного дома является самой простой и доступной из всех представленных.

Котел нагревает воду до необходимой температуры, после чего нагретая вода поступает по трубам во все помещения, концентрируясь в батареях и радиаторах.

Теплоносителем в данной системе может выступать вода или антифриз для системы отопления, которые за счет циркуляции по замкнутой системе из трубопроводов, отдает тепло, полученное в начале цикла от отопительного котла.

В настоящее время особое применение получили системы водяного отопления частного дома:

• с естественной циркуляцией (работа такой системы осуществляется при разности давлений в контуре)
• с принудительной циркуляцией (с помощью работы циркуляционного насоса)

Современные системы водяного отопления включают в себя набор следующих вспомогательных элементов:

1. Отопительный котел
2. Подающий (главный) стояк
3. Система разводящих трубопроводов
4. Прямой и обратный стояк
5. Обратный трубопровод с запорными вентилями

Кроме того, водяное отопление в двухэтажном доме можно сделать своими руками и устраивать по схемам, как с верхней, так и с нижней разводкой. Подобная двухтрубная система отопления двухэтажного дома имеет прямой и обратный стояк, и оснащается горизонтальной разводкой.

Принцип работы водяного отопления –  в переносе воды, нагретой в котле, наверх по системе трубопроводов и далее по всем разводящим трубопроводам.

С помощью разводки теплоноситель попадает в радиаторы, где со временем охлаждается и становится тяжелее. После охлаждения вода по обратным стоякам с помощью самотека стекает в обратный трубопровод и опять поступает для нагрева в котел.

Как выбрать трубы для пола?

При укладке водяного теплого пола допустимо использовать трубы:

1. Медные.
2. Металлопластиковые.

Первые имеют просто идеальные характеристики для рассматриваемых систем. Однако они дороги и сложны в монтаже своими руками. Малейшая ошибка при их пайке потом приведет к порыву медного трубопровода и протечке воды в бетон.

Чаще всего при устройстве водяного ТП применяется металлопластик из сшитого полиэтилена PEX-AL-PEX сечением 16 или 20 мм. Этот вариант дешевле меди и оптимально подходит для теплых полов.

Популярные варианты труб для пола

Использовать в данном случае трубы из ПВХ или полипропилена нельзя. В напольной системе обогрева их следует укладывать без пайки и фитингов на поворотах. А поливинилхлоридные и полипропиленовые изделия смонтировать так невозможно, они при сгибе ломаются. В итоге оптимальный выбор один – сшитый полиэтилен. Трубы из него без проблем справятся и с температурой горячей воды в ТП, и с ее давлением.