Варианты схем отопления двухэтажного дома с газовым котлом

Содержание:

Из чего состоит система отопления
Однотрубная схема отопления частного дома
Основные элементы отопительной системы
4 Двухтрубные разводки отопления – варианты для двухэтажного дома, схемы
3 Контур с двумя трубопроводами
Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве
Варианты устройства однотрубной системы
- Открытая система отопления
- Закрытая система отопления
Коллекторная система отопления
Схема для отопления двухэтажного дома
Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Из чего состоит система отопления

Основные конструктивные детали отопительной системы частного дома:

набор радиаторов;
теплоноситель – чаще всего вода, но может быть газообразная среда или незамерзающая жидкость, в зависимости от типа котла;
котел – электрический, газовый, твердотопливный, дизельный или керосиновый;
теплопровод.

Система имеет замкнутый принцип работы, то есть сначала теплоноситель подогревается котлом, направляется по трубопроводу в радиаторы, а потом, остывший, возвращается в теплоисточник. Набор отопительных приборов вместе с теплопроводом называют отопительным контуром.

Перечисленных элементов хватит, чтобы создать простейший проект отопления двухэтажного дома. Однако для повышения эффективности автономного отопления, в схему добавляют еще несколько деталей:

фильтр – нужен для защиты котла от засорения;
насос – для принудительной циркуляции теплоносителя по трубам;
приборы безопасности (клапан сброса давления, воздухоотводчик, манометр) – необходимы в системах с принудительной циркуляцией;
расширительный бак – собирает излишек теплоносителя, когда он перегревается и расширяется в объеме.

Таким образом получается схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией.

Система отопления состоит из множества связанных между собой элементовИсточник opechi.ru

Однотрубная схема отопления частного дома

Разновидности схем 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.

Основные элементы отопительной системы

Печи с водяным контуром для отопления дома: какую выбрать, все варианты реализации

От правильно организованной системы отопления двухэтажного частного дома напрямую зависит комфорт проживания. Данная коммуникация создана для поддержки оптимальной температуры, уменьшения потерь тепла и сохранности самого строения.

Центром отопительной системы в двухэтажном доме является котел, доводящий теплоноситель до оптимальной температуры. Исходя из технических характеристик, теплогенератор поддерживает требуемую температуру постоянно. В современных частных домах используют практически все типы обогрева, а иногда комбинируют вместе 2-3 типа.

Котлы способны работать на коксе, угле, дровах, дизельном топливе, дровах, торфе, пеллетах, природном газе и электроэнергии. Топливо выбирают исходя от его доступности. Более 70% предпочитают газовые котлы. Котел, работающий от электричества (конвектор), используют как резервный либо комбинированный вариант, бойлер заранее вносят в проект отопления двухэтажного коттеджа.

Мощность котла зависит от расхода теплоносителя, который определяется внутренним радиаторный объемом, емкости теплообменника и наполнения участков трубопровода.

Теплоносители в системе отопления: вода, антифриз или электролит для электродных котлов проточного типа. Вода обладает более высокой теплоемкостью и плотностью, но в зимний период требуется поддержание постоянной температуры в помещении. Люди, которые используют дом в зимний период нерегулярно, в качестве теплоносителя предпочитают использовать антифриз.

Антифриз с его вязкостью, коэффициентом расширения и теплоемкостью замедляет процесс теплообмена и снижает теплосъем радиаторов. В случае использования в качестве теплоносителя «незамерзайки» нужно увеличить проходное сечение системы и мощность насосов.

Важно! В случае наличия этиленгликоля в антифризе, его использование в котлах двухконтурного типа ограничивается. Некоторые присадки разрушают детали из полипропилена, чугуна, цветных металлов и резины

Обогревательный прибор представляет собой стальной, чугунный комбинированный или анодированный радиатор, задача которого отдавать свое тепло тем самым обеспечивая в помещении оптимально комфортную температуру. Теплоотдача и инерционность зависят от размеров и материала, из которого изготовлен прибор.

Длину радиатора изменяют, регулируя нужное количество секций.

Необходимое количество радиаторов (I) вычисляют по формуле:

Воздухоотводчик (кран Маевского) и вентиль-терморегулятор устанавливаются на входе теплоносителя в обогревательный прибор, для обеспечения равномерного расчетного теплосъема. Запорный вентиль монтируется на отводящем патрубке нужен для технического обслуживания.

Трубная обвязка (замкнутый контур) обеспечивает герметичность системы. Для монтажа отопительных систем частного дома используются бесшовные и полипропиленовые трубы с минимальным внутренним сопротивлением.

Задачей трубопровода является распределение, передача и возвращение теплоносителя в котел. Движение потока может быть заторможено шероховатостью внутренней поверхности, изменением диаметров проходного сечения, поворотов. Способ циркуляции (естественной или принудительной) определяется величиной гидравлического сопротивления.

4 Двухтрубные разводки отопления – варианты для двухэтажного дома, схемы

Варианты расчета мощности газовых котлов для отопления дома

Все преимущества контура с принудительным движением теплоносителя реализуются при устройстве и эксплуатации двухтрубной системы отопления двухэтажного дома. При такой разводке, имеющей несколько вариантов рабочих схем, подача теплоносителя и его отвод от батарей производится по разным коммуникациям. Радиаторы подключаются к системе параллельно, то есть независимо друг от друга.

Двухтрубная система отопления идеально подойдет для контура с принудительным движением теплоносителя

Горячий теплоноситель от котла поступает в стояк, от которого на каждом этаже отходит подающая ветка и снабжает каждый обогреватель. От батарей отводящие патрубки сбрасывают остывшую жидкость в обратную коммуникацию. «Холодные» лежаки впадают в отводящий стояк, переходящий на первом этаже в обратную трубу. На обратке перед входом в котел последовательно устанавливаются:

мембранный расширительный бачок;
циркуляционный насос в системе байпаса с комплексом запорной арматуры;
предохранительный клапан, сбрасывающий избыточное давление в отопительном трубном контуре.

Независимое снабжение теплоносителем каждой батареи в двухтрубном отопительном контуре дает возможность регулировать (в том числе автоматически) скорость тока жидкости через радиатор и за счет этого изменять температуру обогревателя. Это делается вручную с помощью запорного крана на входе подачи теплоносителя или с помощью термостатического клапана, который регулирует просвет входящего отверстия автоматически в соответствие с заданной температурой в помещении. На выходе радиаторов часто устанавливаются балансировочные клапаны, с помощью которых производится выравнивание давления на каждом участке системы и во всем контуре.

Двухтрубная отопительная система может быть реализована в нескольких вариантах, причем на разных этажах может быть применена другая схема. Самая простая разводка двумя трубами называется тупиковой. Она заключается в том, что обе трубы (подводящая и отводящая) прокладываются параллельно, поочередно подключаясь по пути к батареям, и замыкаются в итоге на последнем обогревателе. Сечение труб (обеих) по мере приближения к последнему радиатору уменьшается. Такая разводка требует тщательной регулировки давления с помощью балансировочных кранов (клапанов) чтобы добиться равномерного поступления теплоносителя к батареям.

Следующую схему разводки и подключения труб называют «петлей Тихельмана» или встречной. Суть ее в том, что подающая труба и обратка, имеющие одинаковый диаметр на всем протяжении, подводятся к радиаторам и подключаются с противоположных сторон. Эта разводка оптимальнее и не требует балансировки системы.

Самой совершенной, но и наиболее материалоемкой, является коллекторная система отопления двухэтажного дома. Снабжение каждого отопительного прибора на этаже производится индивидуально, от коллектора к радиаторам подводятся отдельные подающие и обратные трубы. Кроме батарей, к коллектору могут быть подключены внутрипольные конвекторы, теплые полы, фанкойлы. Преимущество в том, что на каждый обогревательный прибор или систему подается теплоноситель с необходимым давлением, температурой и скоростью циркуляции. Все эти параметры регулируются устройствами (сервоприводами, смесителями жидкости, термостатами, системами клапанов), установленными на распределительных коллекторах.

3 Контур с двумя трубопроводами

По-настоящему комфортные условия может создать двухтрубная обогревательная система. Для изготовления потребуется большее количество труб и других дополнительных материалов, но выполнение эффективного и качественного обогрева частного дома значительно важнее.

Внешне контур выглядит, как две трубы — для подачи и обратки, расположенные параллельно. Батареи патрубками сообщаются и с одной, и с другой. Нагретая вода поступает в каждый радиатор, затем остывшая выходит из него прямо в обратку. Горячий теплоноситель и холодный идут по разным трубопроводам. При такой схеме отопления температура нагрева радиаторов приблизительно одинаковая.

Проходя через трубы и радиаторы, водяной поток идёт по более «лёгкому» пути. Если попадается разветвление, где один участок с большим гидродинамическим сопротивлением, чем другой, то жидкий теплоноситель поступит во второй, который с меньшим сопротивлением. Следовательно, трудно будет сразу предугадать, какой участок будет нагрет сильнее, а какой — слабее.

Для регулирования прохождения воды через отопительные установки нужно, чтобы на каждой из них был установлен балансировочный дроссель. При помощи этого устройства владельцы жилья могут управлять потоком тепла и корректировать отопление в двухконтурной системе. Все радиаторы должны быть оснащены специальными кранами Маевского для устранения воздуха. Универсальная схема может дополняться любыми устройствами теплообмена: радиаторами, тёплыми полами, конвекторами. Они позволят правильно сделать отопление в двухэтажном доме.

Эффективность работы двухтрубной системы можно повысить коллекторной или лучевой разводкой. Такая схема называется комбинированной. Существует тупиковый вид двухтрубной системы, когда подающая и обратная линии контура заканчиваются на последнем теплообменнике. Фактически, водяной поток меняет направление движения, возвращаясь к котлу. Применение раздельной попутной схемы отопления для каждого этажа облегчит настройку контура и обеспечит оптимальный обогрев всего дома. Но для повышения эффекта необходимо сделать врезку балансировочного крана для каждого этажа.

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.

Варианты устройства однотрубной системы

Магистраль водяного отопления в обязательном порядке снабжается расширительным баком, выравнивающим давление. Он принимает излишки теплоносителя при расширении и возвращает его в трубопровод при остывании, не допуская скачков давления. Существует два принципиально отличающихся типа расширительных баков – открытый и закрытый. От того, какой из них будет встроен в магистраль, будет зависеть и вид системы отопления.

Открытая система отопления

Система отопления открытого типа предполагает прямой контакт теплоносителя с атмосферой. Используется при устройстве энергонезависимого или комбинированного отопления. Открытый расширительный бак представляет собой цилиндрическую или прямоугольную емкость, частично или полностью открытую. На определенном уровне выполняют отвод для слива излишней жидкости на улицу или в канализацию.

В схему открытой системы отопления с принудительной циркуляцией бак расширения включают непосредственно после котла, отвод устраивают в самой высокой точке магистрали. Сама емкость должна располагаться выше всех подключаемых приборов, поэтому часто бак выводят на чердак. В этом случае его необходимо утеплять при отрицательных температурах.

В связи с соприкосновением теплоносителя и воздуха в емкости бака, происходит насыщение горячей воды кислородом и ее естественное испарение. Отсюда вытекают ограничения и недостатки такой схемы:

Требуется постоянно следить за уровнем теплоносителя в баке и пополнять его вовремя;
Необходимо соблюдать уклоны трубопровода (5-7 градусов), чтобы высвобождающийся в магистрали воздух стравливался в расширительный бак и атмосферу;
Нельзя использовать антифриз вместо воды, поскольку он выделяет токсичные вещества при испарении;
Присутствие кислорода в теплоносителе снижает срок эксплуатации отопительных приборов со стальными деталями.

Внимание! Отсутствие уклонов при монтаже трубопровода открытой системы отопления приведет к завоздушниванию магистрали. Однако у открытого отопления есть и плюсы:. Однако у открытого отопления есть и плюсы:

Однако у открытого отопления есть и плюсы:

Не требуется следить за давлением в магистрали;
Подпитку теплоносителя можно осуществлять даже ведром, просто доливая его в емкость расширительного бака до необходимого уровня;
Даже при наличии небольших протечек система будет исправно функционировать – до тех пор, пока в трубопроводе будет достаточное количество воды.

Схема системы отопления открытого типа с принудительной циркуляцией

Закрытая система отопления

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией на данный момент имеет наибольшее распространение. Она представляет собой замкнутую гидравлическую магистраль, полностью закрытую от доступа воздуха.

Закрытая система водяного отопления подразумевает использование расширительного бака мембранного типа. Он представляет собой герметичный металлический корпус цилиндрической формы, внутренняя полость которого разделена мембраной. Одна часть наполнена воздухом, а во вторую выдавливается из магистрали вода, объем которой увеличивается при нагреве.

Устанавливать мембранный расширительный бак можно в любом месте магистрали, но для удобства обслуживания его подсоединяют к «обратке» – рядом с котлом.

Особенностью закрытой схемы является наличие небольшого избыточного давления в магистрали. Поэтому закрытая магистраль в своем составе должна содержать группу безопасности. Данный узел устанавливается на выходящем из котла трубопроводе (подающем) без запорной арматуры. Содержит манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан для сброса воды в аварийном режиме.

Важно! В схему закрытой системы обязательно включают группу безопасности

Находящийся под давлением теплоноситель быстрее прогревается;
Вероятность завоздушивания отопительной магистрали практически исключена;
Возможно наполнение антифризом, так как теплоноситель не испаряется и не насыщается кислородом (актуально для зданий периодического пользования);
Удобство обслуживания – все устройства, обеспечивающие функционирование, контроль и безопасность системы, устанавливают в одном месте;
При использовании современного оборудования можно сделать закрытую систему отопления полностью автоматизированной и интегрировать ее с программами типа «умный дом».

Недостаток – энергозависимость. Решается приобретением автономного генератора.

Схема системы отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией

Коллекторная система отопления

Горизонтальная разводка коллекторного типа в частных домах с двумя и более этажами наиболее распространена. Среди её явных преимуществ – возможность смонтировать отдельный коллекторный контур на каждом этаже и скрыть элементы трубопровода в полах или под плинтусами.

Чтобы претворить схему в жизнь, следует на каждом из этажей в специальном шкафу (или нише) установить коллекторную гребёнку, а под полом провести трубы; тогда, помимо прямого назначения, эти элементы будут подогревать пол.

К каждому из радиаторов подключаются две трубы – подающая и отводящая. Каждая из них отходит от коллекторного узла, включающего два коллектора, которые соединяются с подающим и обратным трубопроводами. При желании можно на каждую подающую трубу установить арматуру запорного типа, чтобы отключать любой отдельный радиатор, не прекращая работы остальных – к примеру, с целью регулирования температуры помещения или для обслуживания этого радиатора.

Схема для отопления двухэтажного дома

Для двухэтажных коттеджей существует множество различных схем, показать их все затруднительно, да и нет нужды. Поэтому ограничимся несколькими примерами. Распространенный вариант – однотрубная принудительная система с вертикальными стояками и верхней разводкой теплоносителя. Ее единственный плюс – универсальность, если выдержать все уклоны и вместо автоматического воздухоотводчика поставить вверху расширительный бак, то схема будет работать как с насосом, так и без него.

Самая популярная система отопления для двухэтажного дома – двухтрубная горизонтальная с нижней разводкой. Ее можно сделать как тупиковой, так и попутной, закрытой и открытой. Секрет популярности в надежности и эффективности ее работы, а также в доступной стоимости монтажа.

Также можно использовать коллекторный тип разводки или обогрев теплыми полами, а то и скомбинировать эти 2 схемы. На первом этаже устроить греющие контуры в стяжке пола, а на втором – поставить радиаторы и подвести к ним трубы лучевым способом. Но в любом случае распределительный коллектор придется устанавливать на каждом этаже.