Способы обогрева двухэтажных домов
В подавляющем большинстве жилых домов используются водяные системы отопления, использующие жидкий теплоноситель. Конструкция такого отопления включает в себя трубопроводы, источник тепла, фитинги, устройства для регулировки и контроля, а также другие элементы, повышающие эффективность системы или удобство ее эксплуатации. Верный подбор элементов и грамотное проектирование позволяют создать своими руками отопление двухэтажного дома, обеспечивающее полноценный обогрев всего здания.
Схемы отопления двухэтажного дома классифицируются по ряду параметров:
- Количество контуров – однотрубные и двухтрубные;
- Разводка трубопроводов – верхняя и нижняя;
- Способ циркуляции теплоносителя – естественный и принудительный;
- Используемые стояки – вертикальные и горизонтальные;
- Составляя проект отопления двухэтажного дома, нужно выбрать способ перемещения теплоносителя – магистральный или тупиковый.
Для каждого конкретного случая нужно подбирать индивидуальный тип конструкции, который сможет поддерживать желаемый микроклимат в любое время года и будет достаточно простым в эксплуатации. Как показывает практика, самым лучшим вариантом отопления является система, функционирующая в автоматическом режиме, т.е. без вмешательства со стороны пользователей. Чтобы знать, как правильно развести отопление в двухэтажном доме, нужно рассмотреть каждый доступный вариант системы подробнее.
Двухтрубная система отопления для 2-этажного дома
По-настоящему комфортных условий проживания можно достичь лишь при установке двухтрубной обогревательной системы. Ее конструкция позволяет регулировать температуру в отдельных помещениях и экономить энергетические ресурсы.
Как работает схема с двумя магистралями?
В отличие от однотрубной схемы, двухтрубная состоит из пары магистралей с различным назначением: одна из них подает теплоноситель, вторая выводит обратно. Подключение радиаторов производится не в последовательном порядке, а параллельно. Один контур, с нагретым теплоносителем, отходит от стояка к радиаторам обоих этажей, второй монтируется к выходу котла и также разводится на оба этажа.
Радиаторы снабжены термостатическими клапанами, позволяющими выставлять комфортную температуру. При желании можно снизить интенсивность нагревания частично или полностью перекрыть поступление воды в прибор.
Часть устройств принципиально врезают в обратку, например, перед котлом традиционно монтируют мембранный бак, регулирующий давление, насос циркуляционного типа и предохранительный клапан
В современных 2-этажных домах применяют двухтрубные конструкции, так как они гораздо эффективнее однотрубных:
- уменьшают потери давления;
- не требуют мощного насоса;
- сохраняют температуру теплоносителя одинаковой для каждого радиатора;
- позволяют использовать внутри одной системы множество различных тепловых устройств (например, радиаторы, конвекторы и «теплый пол»);
- дают возможность производить ремонт и замену деталей без ущерба для общего функционала.
Главным недостатком является сложность самостоятельной установки – во время сборки консультация и контроль профессионалов обязательны.
Удачные решения устройства двухтрубной системы
Существует множество воплощений разнообразных схем, но при составлении проекта следует отталкиваться от индивидуальных требований.
Простейшая схема для обустройства обогревательной системы в 2-этажном доме. Для нее характерны следующие пункты: 2 контура для отопления и производства ГВС, жидкий теплоноситель, принудительная циркуляция (+)
Ряд универсальных схем подходят для обеспечения теплом домов различной площади и этажности.
Подробная схема двухтрубной разводки для одноэтажного дома с полностью оборудованным цокольным этажом. Проблема теплоизоляции пола в подвале решена подключением водяной системы «теплый пол»
Если установить дополнительное оборудование, например мембранный бак, возможности системы обогрева расширятся.
А и Б – два варианта устройства разводки, верхнего и нижнего типа. Дополнительное оборудование: расширительный бак, краны Маевского, воздушная линия (+)
На следующей схеме объединены три наиболее востребованных схемы разводки.
1 уровень – тупиковая разводка с параллельным монтажом обоих контуров; 2 уровень – встречная разводка, характеризующаяся двухсторонним радиаторным подключением; 3 – коллекторная разводка с улучшенной балансировкой
Все указанные схемы подходят для отопления 2-этажного здания.
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.
Основные критерии выбора насоса
Чтобы циркуляционный насос можно было использовать для отопления частного дома, нужно в первую очередь определиться с необходимыми значениями его основных показателей. И только затем уже выбирать производителя и модель по таким параметрам, как бренд, качество и цена.
Максимальный напор и расход
У каждого насоса существует две главные характеристики:
- максимальный напор – на сколько метров агрегат сможет поднять столб воды;
- максимальный расход – сколько кубометров в час пропустит насос при условии полностью горизонтального контура без сопротивления.
Эти две величины являются “идеальными”, недостижимыми в реальных условиях. Они служат крайними точками в кривой зависимости напора от расхода. Эта функция в графическом виде для разных режимов работы насоса есть в руководстве пользователя.
Для контура, по которому протекает теплоноситель, по сложным формулам составляют кривую зависимости между расходом воды и потерей напора по причине гидравлического сопротивления элементов сети.
Место пересечения этих двух кривых называют “рабочей точкой насоса”. Она покажет расход теплоносителя, который обеспечит этот аппарат для конкретной гидравлической системы.
Зная эту величину и сечение отопительных труб, можно рассчитать скорость движения воды по ним. Оптимальное значение находится в диапазоне от 0,3 до 0,7 м/с.
Расчетный расход теплоносителя при работе насоса на втором режиме будет равен 2.3 м3/ч. При диаметре труб 1,5 дюйма скорость протекания по ним будет 0,56 м/с. Рассматриваемая модель подходит для этой отопительной системы (+)
Желательно, чтобы по расчетам достаточным было бы функционирование насоса на второй (средней) скорости.
Это обусловлено следующими причинами:
- Погрешность в вычислениях. Реальные значения сопротивления отопительного контура могут отличаться от расчетных. В этом случае для достижения нормальной скорости, возможно, потребуется переключить режим на более или менее мощный.
- Вероятность добавления новых элементов, таких как радиаторы, устройства контроля и т.д. В этом случае возрастет сопротивление, что приведет к уменьшению скорости потока. Для решения этой проблемы может понадобиться переключение на третью скорость.
- Повышенный износ оборудования при максимальной нагрузке. Работа на средней мощности значительно продляет срок безаварийной эксплуатации механических устройств. Это правило относится и к насосам.
Сейчас современные устройства для принудительной циркуляции оснащают автоматизированными системами поддержания оптимальных параметров работы. С их использованием стало гораздо проще добиться нужной температуры в помещениях.
Другие важные характеристики
Насос необходимо подбирать, учитывая параметр “диаметр резьбы”. Он должен соответствовать внутреннему размеру труб отопления.
Для подсоединения насоса к трубам отопительного контура используют специальные накидные гайки, которые обычно идут в комплекте с оборудованием
Еще одним важным параметром является шум от работы прибора. Так как часто стоит задача выбрать тихий циркуляционный насос для системы отопления жилых помещений, то этот показатель практически все производители указывают наряду с техническими данными.
Чтобы не ошибиться в предназначении насоса, необходимо обратить внимание на диапазон допустимых температур, который определен для перекачиваемой жидкости. Верхний предел должен быть не менее 110°C, так как закипание воды в замкнутой системе происходит приблизительно при такой температуре. Если нижнее значение меньше 0°C, то допустимо включать насос при отрицательной температуре циркулирующего в системе антифриза
При замерзшей воде, даже в случае сохранившего свою целостность контура, производить пуск прибора нельзя. Сначала нужно будет разморозить систему
Если нижнее значение меньше 0°C, то допустимо включать насос при отрицательной температуре циркулирующего в системе антифриза. При замерзшей воде, даже в случае сохранившего свою целостность контура, производить пуск прибора нельзя. Сначала нужно будет разморозить систему.
Как сделать коллекторное отопление
В последнее время все большую популярность приобретает коллекторная система отопления дома. Главной отличительной особенностью такой системы является независимая подводка ко всем отопительным приборам, что делает работу каждого из них автономной – настройка одного радиатора никак не повлияет на теплоотдачу других.
Принципиальная коллекторная схема разводки отопления двухэтажного дома выглядит следующим образом:
- К стоякам первого и второго этажа подключаются обратные и подающие коллекторы;
- К каждому радиаторы подводится два контура (их чаще всего прячут в стенах или под напольным покрытием);
- На каждый коллектор и радиатор устанавливаются воздухоотводящие клапаны или краны Маевского.
Чаще всего коллекторная схема применяется в сочетании с теплыми полами – это позволяет сэкономить массу свободного пространства, что особенно важно, если здание имеет сравнительно небольшую площадь. Кроме того, прокладывая такое отопление двухэтажного дома с теплыми полами своими руками, можно сэкономить на радиаторах и стоимости работы специалистов.. Заключение
Заключение
Отопление в двухэтажных домах может обустраиваться по разным схемам, каждая из которых имеет свои особенности. В любом случае, перед тем, как сделать отопление в двухэтажном доме, сначала потребуется отобразить будущую систему в проекте, а потом грамотно выполнить каждый этап работы по ее обустройству.
Какая система отопления лучше однотрубная или двухтрубная?
При проектировании системы отопления встает вопрос «Какую систему отопления будем делать? Однотрубную или двухтрубную?». В этой статье мы разберемся, что это за системы и в чем их отличие. Для того чтобы все стало понятно, начнем с определений.
Определения однотрубных и двухтрубных систем
- Однотрубная — (сокращенно ОСО) это система, в которой все приборы отопления (радиаторы, конвекторы и так далее сокращенно обозначим их ПО) соединяются с котлом последовательно при помощи одной трубы.
- Двухтрубная — (сокращенно ДСО) это система, в которой к каждому ПО подводится две трубы. По одной из них теплоноситель подается от котла в ПО (она называется подача), а по другой остывший теплоноситель отводится обратно к котлу (она называется «обратка»).
Для полноты описания добавим еще два определения.
Согласно этим определениям есть деление по принципу прокладки подводящей магистрали:
- С верхней разводкой — горячий теплоноситель сначала подается от котла в самую верхнюю точку системы, а оттуда теплоноситель подается к ПО.
- С нижней разводкой — горячий теплоноситель сначала отводится горизонтально от котла, а потом поднимается вверх по стоякам к ПО.
Что такое «ленинградка»
По легенде, эта система получила свое название от города, где впервые была применена. Но достоверно это подтвердить конечно же нельзя, да и не особо хочется. Итак, «ленинградка» — это однотрубная система отопления, в которой ПО устанавливаются на «байпас».
Это позволяет регулировать температуру отдельных радиаторов или конвекторов или вообще их отключать, если есть такая необходимость. Все достоинства и недостатки однотрубной системы присущи для «ленинградки», поэтому для дальних радиаторов необходимо увеличивать количество секций.
Возможны различные варианты разводки труб:
- Горизонтальная — труба лежит в горизонтальной плоскости и на нее уже установлены радиаторы.
- Вертикальная — труба идет вертикально через этажи и к ней подсоединяются радиаторы.
ОСО типа «ленинградка» лучше всего применять для небольших частных домов, где количество этажей не превышает два. Для больших коттеджей с протяженными системами отопления такая «ленинградка» не подойдет.
Пример реализации «ленинградки»
Резюме статьи
Вопрос выбора типа системы отопления зависит от нескольких факторов:
- Вашего бюджета
- Площади вашего дома.
- Особенностей внутреннего устройства дома. Например, количество этажей
- Количество приборов отопления.
С тёплым полом
Обратите внимание! В системе «Тёплый пол» циркуляционный насос устанавливают в горизонтальном положении после смесительного узла на участке подающего трубопровода. В некоторых схемах разводки устанавливают по несколько таких приборов, каждый из которых будет перекачивать жидкость в пределах одного этажа.
Схема установки насоса в системе «Теплый пол». Во время заполнения системы теплоносителем не всегда есть возможность избавиться от присутствующего здесь воздуха
Скопившиеся газы часто блокируют перемещение жидкости, при этом не каждый из коллекторов может использоваться в качестве спускного клапана. Для решения подобной проблемы в циркуляционном насосе есть специальный выпускной вентиль, выполненный в виде диска
Во время заполнения системы теплоносителем не всегда есть возможность избавиться от присутствующего здесь воздуха. Скопившиеся газы часто блокируют перемещение жидкости, при этом не каждый из коллекторов может использоваться в качестве спускного клапана. Для решения подобной проблемы в циркуляционном насосе есть специальный выпускной вентиль, выполненный в виде диска.
Для спускания скопившихся газов нужно провернуть эту деталь отвёрткой против движения часовой стрелки. После подачи воды со щели, диск закручивают и опять запускают насос. Подобную процедуру повторяют несколько раз подряд.
https://youtube.com/watch?v=BRVIFYwwDkQ%3F
Комплектация
В первую очередь рассмотрим все компоненты системы.
Котел
Назначением данного агрегата является выработка тепловой энергии, которая будет передаваться рабочей среде контура отопления.
По виду используемого топлива котлы делятся на следующие виды:
- газовые;
- электрические;
- твердотопливные;
- жидкотопливные;
- комбинированные (например, способные работать на электричестве и солярке).
Наиболее удобным в эксплуатации, а потому и самым востребованным, является газовый котел. При выборе данного агрегата определяющими параметрами являются мощность и материал теплообменника.
Мощность
Бытует мнение, что мощность отопительного котла надо выбирать из расчета 100 Вт на метр квадратный отапливаемой площади. Однако эти данные являются чересчур усредненными. Как показывает опыт, для небольших строений площадью около 100 кв. м потребная мощность составляет примерно 130 Вт/кВ. м, в то время как для более крупных домов, площадь которых достигает 500 кв. м, этот показатель уменьшается до 80 Вт/кВ. м. Почему так получается?
Напольный отопительный котел в доме
Дело в том, что с увеличением отапливаемой площади, скажем, в 4 раза площадь ограждающих конструкций, через которые и «улетучивается» тепло, увеличивается только в 2,5 раза. Таким образом, объем теплопотерь, приходящийся на 1 кв. м отапливаемой площади, уменьшается, соответственно меньшей становится потребность в тепловой энергии на тот же кВ. м.
Материал теплообменника
Существует два варианта:
- сталь;
- чугун.
Чугун прочнее стали, да и коррозии он противостоит лучше.
Трубы и радиаторы
В индивидуальных системах отопления стальные трубы все чаще заменяют металлопластиковыми или полипропиленовыми.
Эти материалы теряют прочность при высокой температуре, но в частном доме, где настройкой работы отопительного контура занимается сам домовладелец, скачки температуры теплоносителя до критических значений исключены.
Традиционным материалом для радиаторов считается чугун, но при необходимости в увеличенной теплоотдаче применяют медные или алюминиевые приборы. При наличии высокого давления в системе вместо них следует устанавливать биметаллические радиаторы. В них наиболее ответственные элементы изготавливаются из прочной стали, а теплоотдающие поверхности – из мягких меди или алюминия.
Арматура
В отопительных системах применяется арматура трех видов:
- Запорная: в настоящий момент чаще всего применяют шаровые краны, недостатки которых с развитием технологий были сведены к минимуму. Если же предполагается частое использование запорного элемента, лучше установить традиционный вентиль.
- Регулирующая: позволяет плавно менять объем пропускаемого теплоносителя. Теоретически с этой целью можно использовать и запорную арматуру, но она очень быстро придет в негодность, поскольку на такой жесткий режим работы не рассчитана. Сегодня вместо ручных регулирующих кранов активно применяются автоматические, подключаемые к термодатчикам. Такие регуляторы самостоятельно управляют потоком теплоносителя, поддерживая заданный температурный режим.
- Кран Маевского: этот элемент используется с целью удаления воздушных пробок.
- Расширительный бачок: в эту емкость поступают излишки рабочей среды, образующиеся вследствие ее температурного расширения.
- Циркуляционный насос (применяется не всегда).
В некоторых моделях крана Маевского можно полностью выкрутить шток
Если сделать это по неосторожности в момент, когда система пребывает в рабочем состоянии, теплоноситель хлынет в помещение и будет заливать все вокруг, пока вы не перекроете ближайший запорный кран. Во избежание аварийных ситуаций такие краны Маевского лучше не устанавливать.
Особенности системы с принудительной циркуляцией
Функционировать в полную силу большая часть современных отопительных систем способна только при создании индивидуальной искусственной циркуляции, такой при которой теплоноситель движется по системе благодаря работе циркуляционного насоса.
Чтобы устроить принудительную циркуляцию отопления двухэтажного строения, есть некоторые предпосылки:
- монтаж трубопровода меньшего диаметра, что облегчает общую сборку разводки;
- обеспечение зональной регулировки (совместно либо вместо общей);
- наличие 2-го и выше этажей никоим образом не влияет на обогрев;
- снижение температуры теплоносителя без изменений параметров теплоотдачи;
- возможность использовать недорогих пластмассовых труб.
К недостаткам относится наличие электропитание – возможны перебои, но этого легко избежать, при использовании резервных ИБП. Проблема более громкого шума, решается при помощи укладки шумоизоляции в бойлерной.
Наиболее подходящим местом врезки циркуляционного насоса там, где температура падает до минимума, то есть перед котлом на обратной линии.
Естественная схема циркуляции – альтернативный вариант.
На данный момент автономные системы отопления с гравитационной циркуляцией, то есть работающей исходя из естественных законов физики, встречаются довольно редко. Принцип работы объясняется разницей плотности холодной и нагретой воды и наличие дополнительного контролирующего устройства – расширительного бака, монтируемый в верхней части стояка с горячей водой.
Особенность сети естественного типа является расположение под наклоном горизонтальных труб (разводящих и обратных) и расположение котла – его монтируют максимально низко. Подача теплоносителя осуществляется через расширительный стояк, сброс остывшей воды (или антифриза) – через обратный.
Если вы задумаетесь над тем, как правильно сделать отопление частного дома своими руками, то помните, что плюсами гравитационной схемы является независимость от электропитания, простота установки, отсутствие шума, которое производит циркуляционный насос. Но обогреть большой коттедж разводкой с принудительной циркуляцией получится быстрее и эффективнее.
