Система отопления двухэтажного дома: типовые схемы и специфика проекта разводки

Какая информация нужна мастерам?

До того как начнутся монтажные работы, следует обговорить со специалистами все нюансы, показать свое видение отопительной системы.

Мастерам необходимо предоставить:

• полную информацию о материалах, из которых выполнена кровля здания, перекрытия стен, оконные конструкции;
• план одноэтажного дома;
• чертежи, где отмечены места сантехнических узлов.

На срок эксплуатации системы теплоснабжения влияет не только качество инженерного проектирования и умелый монтаж, но и выбранные материалы, установленное котельное оборудование, а также рациональное использование отопительных элементов.

Лучший вариант для отопление в частном доме с газовым котлом

По сравнению с твердотопливным, газовый будет более выгодным вариантом, не надо заботиться о приобретении топлива. Такой котел работает постоянно. Монтаж и установка тоже, практически не отличаются. Единственно, если для установки твердотопливного не нужно никаких разрешений, то установка газового котла осуществляется только по согласованию с газовой службой.

Главным этапом при подготовке к установке оборудования служит этап проектирования. Здесь включены такие работы, как подготовка эскиза, технико-экономическая разработка, составление монтажных схем и рабочего проекта. Газовая служба в основном отвечает за подведение газа, а вот подготовка места и установка котла ложится на специальную организацию. Или это делается собственными силами при наличии соответствующего навыка. Но, так или иначе, а прежде чем устанавливать газовое оборудование необходимо согласовать это с газовщиками. Хорошо, если  у вас газ уже подведен, расходов будет гораздо меньше.

После утверждения проекта, вам нужно приобрести газовое оборудование, а также расходные материалы и комплектующие к нему. Затем устанавливается котел, подключается к нему вся система. И последним этапом – пробный запуск и проверка.

Вообще газовая система в зависимости от условий подачи газа может быть как централизованной, так и автономной. Централизованная – это когда вы подключаетесь к общей газовой трубе. Автономная подразумевает использование газа в баллонах. Однако, для отопления дома газовые баллоны не эффективны, их придется часто менять.  Для этих целей лучше подходит газгольдер. Это такая емкость, объем которой может достигать 20 кубометров.

При этом, что бы наполнить такую емкость вам придется заказывать машину, как показано на рисунке. Но результат того стоит. Правда, если в вашей местности проведен или проводится газопровод, то выбрать лучше все-таки надо его, поскольку затрат будет гораздо меньше, чем заказывать спецмашину.

Набор оборудования при газовом отоплении практически такой же, как и с твердым топливом.

Нужно приобрести:

• Газовый котел.
• Трубы и фитинги.
• Байпасы, которые будут отключать отдельные обогреватели от сети.
• Батареи отопительные (они могут быть и чугунными, и алюминиевыми и пр.)
• Расширительный бак.

Схема установки газового отопления показана на этом рисунке:

Под цифрой 1 показан расширительный бак. А под цифрой 2 – газовый котел. Если у вас одноэтажный дом, то можно использовать систему с естественной циркуляцией воды. Но при наличии двух, а особенно трех этажей без насоса не обойтись.

Таким образом, установка газовой системы отопления, несмотря на ее казалось бы простоту, упирается в первую очередь в составление проекта и утверждении ее в газовой службе. Как только вы решите этот вопрос, дальше можно заниматься монтажом самой системы.

Эффективность схем с принудительной циркуляцией

Полноценно функционировать превалирующая часть современных отопительных систем может только при создании искусственной циркуляции, то есть такой, при которой теплоноситель движется внутри сети благодаря работе циркуляционного насоса.

Схема устройства обогревательной системы с газовым котлом в 2-этажном доме: оборудование и приборы учета установлены на первом этаже (в цоколе, в подвале), в специально оборудованном помещении с хорошей шумоизоляцией (+)

Для устройства принудительной циркуляции в здании с несколькими этажами существуют свои предпосылки:

• установка трубопровода меньшего диаметра, что облегчает сборку разводки в целом;
• обеспечение зональной регулировки (наряду или вместо общей);
• наличие 2-го и более высоких этажей не влияет на эффективность обогрева;
• снижение температуры теплоносителя без изменений параметров теплоотдачи;
• возможность использования недорогих пластмассовых труб.

К минусам относится наличие электропитания – возможны перебои, но их легко избежать, используя резервные ИБП. Проблема более громкого шума также решается с помощью укладки слоя шумоизоляции в бойлерной.

Схема водяного отопления с принудительной циркуляцией: 1 – газовый или электрический котел; 2 – стояк; 3 – труба к расширительному баку; 4 – стояк для слива; 5 – верхняя горизонтальная разводка; 6 – расширительный бак; 7 – насос циркуляционного типа; 8 – обратная линия

Наиболее подходящее место врезки циркуляционного насоса там, где температура снижается до минимума, то есть непосредственно перед котлом, на обратной линии.

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.

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

Вода, воздух и электроэнергия

У владельца современного частного дома достаточно большой выбор вариантов организации отопления. Основными считаются воздушное, электрическое и водяное отопление.

Вариант #1 — обогрев с помощью воздушных потоков

Систему воздушного отопления необходимо предусмотреть еще на стадии составления проекта отопления двухэтажного дома, поскольку смонтировать ее в уже готовом строении крайне затруднительно. Воздушное отопление представляет собой систему воздуховодов, в которую нагнетается горячий воздух, поступающий из теплогенератора.

Горячий воздух поднимается вверх и вытесняет холодные слои к теплогенератору. Циркуляция воздуха при этом может быть гравитационной, т. е. основанной на протекании естественных физических процессов, или принудительной. В последнем случае предусмотрен монтаж специального вентилятора.

Воздушная схема отопления считается выгодной с экономической и экологической точки зрения, поскольку для ее реализации используется доступный возобновляемый ресурс — воздух. Однако для работы теплогенератора понадобится газ или жидкое топливо.

Вариант #2 — обогрев дома электричеством

Среди способов электрического отопления популярны такие устройства, как:

• электроконвекторы;
• система «теплый пол»;
• потолочные инфракрасные обогреватели.

Нередко в схему системы отопления двухэтажного дома включают «теплый пол» в качестве дополнительного источника тепла, наряду с воздушным, электрическим или водяным отоплением.

Инфракрасные обогреватели все чаще используют для отопления двухэтажного дома. Они просты в монтаже, эффективны, безопасны и расходуют минимальное количество электроэнергии

Электрическое тепло обычно используется там, где затруднительно или нецелесообразно использовать другие методы. ИК-обогреватели и конвекторы достаточно разместить в подходящем месте и обеспечить электропитанием. Монтаж системы «теплого пола» также не особенно сложен: греющий кабель размещают в бетонной стяжке или непосредственно под напольным покрытием. Основные недостатки этой системы — зависимость от наличия электроэнергии и довольно высокая стоимость энергоносителя.

Вариант #3 — традиционное водяное отопление

Самый привычный вариант отопления представляет собой систему соединенных между собой трубами радиаторов, по которым циркулирует горячая вода. Для подогрева теплоносителя могут быть использованы котлы, работающие на твердом или жидком топливе, газовые котлы, а также альтернативные варианты получения тепловой энергии:

• солнечные батареи;
• солнечные коллекторы;
• тепловые насосы;
• ветрогенераторы и т. п.

Чаще всего для частного дома выбирают газовый котел, как наиболее экономичный вариант. Там, где отсутствует централизованное газоснабжение, можно использовать сжиженный газ в баллонах. Нередки комбинированные системы, в которых наряду с газовым оборудование учтена возможность перейти на отопление твердым или жидким топливом.

Если владелец дома остановил выбор на газовом котле, составляется схема отопления двухэтажного дома, на которой должно быть указано размещение оборудования. Обычно в двухэтажном доме имеется либо подвал, либо чердак, либо то и другое. Разумно было бы установить котел в одном из этих мест.

Выбор отопительной системы

По типу теплоносителя для двухэтажных домов отопление выделяют:

• Воздушное. В качестве источника тепла выступает газовая печь.
  Главным недостатком является постоянное падение уровня кислорода в комнатах. Данный тип применяется в двухэтажных домах без постоянного проживания людей
• Комбинированное.
• Паровое. Теплоносителем является водяной пар. Из-за сложности внедрения практически не используется.
• Водяное. Наиболее целесообразный тип отопительной системы, теплоносителем в которой является подогретая вода.
  Выделяют несколько схем: с искусственной и естественной циркуляцией. Типы рассмотрены ниже.

Как выполняется воздушное отопление двухэтажного дома?

К данной категории относятся все существующие способы обогрева без использования труб и теплоносителя (масла, воды, антифриза и различных других), потому как нагрев в помещении воздуха осуществляется с помощью непосредственного контакта с нагревательными элементами.

Использование булерьяна

Схема установки булерьяна.

Данная печь представляет собой топливник, который состоит из толстых труб с открытыми вниз и вверх торцами. Трубы греются и тем самым обеспечивают конвективное перемешивание в комнате воздуха. Ускорят процесс их направленность в разные стороны. В случае необходимости обогреть несколько изолированных помещений понадобится от булерьяна сделать разводку воздуховодов с принудительной либо естественной циркуляцией.

Имеются некоторые достоинства подобной конструкции. Данные печи способны обеспечивать практически полное сгорание топлива при помощи того, что ими будет обеспечено длительное тление при ограниченном притоке кислорода. Следовательно, обеспечивается КПД, который не может быть достигнут традиционными печками-буржуйками.

Булерьян не будет занимать большое количество места в частном доме и не нуждается в собственном помещении. Для отопления 2-х этажей печь вполне может размещаться в столовой или гостиной. Запахов и копоти не будет.

Разводка воздуховодов может обойтись дешевле, чем разводка отопительной водяной системы.

Существуют и некоторые недостатки.

1. Воздуховоды практически не возможно проложить по окончании чистового ремонта таким образом, чтобы не испортить эстетику помещения. План отопления 2-х этажного дома, источника тепла и проводки понадобится продумать заранее.
2. Любое отопление печью двухэтажного дома подразумевает хранение запасов угля, дров, торфяных брикетов либо пеллет.

Использование кирпичной печи

Русская печь чаще всего имеет внушительные габаритные размеры. Она может занять до 1/3 площади дома и отапливать несколько комнат. При этом двухэтажные отопительные печки — это несколько другие, более сложные конструкции.

Порядовка русской печи.

Каких-либо стандартов в области конструирования печей из кирпича не существует. Конкретная реализация будет зависеть от размеров помещения, фантазии печника, расположения печи и так далее.

Типичная отопительная печь на 2 этажа — топливник, который расположен внизу, а также колпак, делающий на 2 втором этаже несколько витков.

Варианты исполнения могут быть разными. Например, достаточно будет положить чугунную плиту на топливник, проложив под нее асбестовый шнур для изоляции помещения от продуктов сгорания. В результате получится варочно-отопительная печь на 2 этажа.

Печь может располагаться в углу или посреди комнаты. Можно провести водяное отопление 2-х этажного дома с естественной циркуляцией при помощи обыкновенного помещения змеевика в топливник.

Конструкция русской печи.

Полезно знать, что если планируется реализовывать данный план, рекомендуется заказать теплообменник из нержавеющей стали, потому как стальная конструкция может прогореть через несколько лет.

Если нет газа, то печное отопление является самым дешевым способом обогрева. Печь из кирпича способна радовать владельцев большой тепловой инерционностью. В большинстве случаев она протапливается раз в сутки на протяжении 2-3 часов, а остальное время она сможет отдавать тепло, которое было накоплено.

1. Понадобится запас топлива, который может занять большое количество места во дворе.
2. Достаточно сложно сложить печь так, чтобы она не дымила в помещение, не растрескивалась и чтобы через кладку не проступал конденсат.

Если владелец дома не боится экспериментов, он может попробовать сложить данную печь самостоятельно.

Гравитационная система с естественной циркуляцией

Перемещение теплоносителя по системе происходит самотеком.

Принцип работы

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

Устройство

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

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

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

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

Преимущества:

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

Недостатки:

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

В каких домах выгоден монтаж насосных однотрубных систем?

Снижение длины труб отопления относительно двухтрубных схем присуще многоэтажным жилым домам, промышленным зданиям (цехам, складам), характеризуемым длинами контуров отопления в сотни метров. Применение «однотрубки» в них реально экономит отопительные трубы. Широкое применение в индивидуальном строительстве объясняется недопониманием реального соотношения затраты-достоинства данного типа отопления заказчиками и теплотехниками-практиками.

В небольших двухэтажных домах площадью около 100 кв.м (50 кв.м – первый этаж, 50 кв.м – второй) часто монтируют «однотрубку», хорошо работающую при коротких контурах, содержащих 4-5 отопительных приборов. Большие дома со множеством радиаторов плохо подходят для однотрубных схем, хотя реально работают объекты с десятком батарей в этажном контуре, как в показанной ниже смешанной вертикально — горизонтальной однотрубной схеме.

Однотрубная система смешанного (вертикально — горизонтального) типа.

Горизонтальные виды систем отопления

Горизонтальная двухтрубная распределительная система основана на коллекторном подключении радиаторов отопления. Гребенку располагают в специальном шкафу заводского изготовления. Элементы системы из полипропилена укомплектованы производителем.

Фирменная запорная арматура и фитинги ускоряют монтаж, улучшают качество сборки двухтрубной системы отопления с нижней разводкой из пропилена. Устройство индивидуальных врезок обеспечивает независимую работу элементов, повышает стабильность системы.

Коллекторный шкаф для системы отопления с теплым полом из полипропилена

Напольное отопление — тип водяного отопления, в котором греющие элементы, змеевики из полимерных труб, уложены в напольные конструкции. Каждое звено подключено к распределительной гребенке по независимой схеме отопления из пропиленовых труб. В частном доме, который оборудован теплыми полами, требуется балансировка независимых циркуляционных контуров.

Разобраться в устройстве системы отопления частного дома самостоятельно совсем несложно. Но для качественного обеспечения комфортного микроклимата в холодную пору лучше обратиться к специалистам.

Особенности однотрубной системы отопления

Выбор одно- или двухтрубного отопления не зависит от этажности дома – подходят оба типа, но для зданий с 2-мя и более этажами обязательна установка циркуляционного насоса.

Наиболее эффективным считается обогрев с жидким теплоносителем (водой или антифризом), тогда как для маленьких одноэтажных домов, например, летних дач, можно рассмотреть и другие варианты.

Принцип работы и отличительные признаки

Отопительные радиаторы, согласно однотрубной схеме подключаются последовательно, то есть теплоноситель сначала попадает в один прибор, ближний к котлу, от него по трубопроводу – в другой и т.д. Закольцованный контур, который представляет собой сеть, подходит и для 2-этажного дома, так как он удобно располагается вдоль стен по периметру.

Простейшая схема однотрубного отопления для 2-этажного здания: от стояка подачи теплоноситель поступает в отопительные радиаторы, подключенные в последовательном порядке

Наличие запорной арматуры способно улучшить пользование системой. Например, кран Маевского предназначен для удаления воздушных «пробок», которые часто возникают во время простоя, то есть в летний период. Кроме него используют различные модели балансировочных вентилей, шаровых кранов, специальных регуляторов.

Принудительный способ циркуляции в однотрубной конструкции при временном отсутствии электричества можно заменить естественным, но для этого необходим монтаж мембранного бака и расположение горизонтальных труб под наклоном до 5º.

Оценка недостатков и преимуществ

Основным плюсом однотрубных сетей считают более легкое составление проекта и непосредственно сам монтаж. Минимум труб позволяет не ориентироваться на сложную планировку помещений, а просто прокладывать трубопровод строго по периметрам обоих этажей. Ценится и экономия на приобретении для единственной магистрали меньшего количества элементов – труб, кранов.

Одна труба занимает намного меньше места, чем две, поэтому ее можно замаскировать под напольным покрытием, незаметно проложить в дверных проемах, то есть произвести монтаж без нарушений интерьера.

Одним из главных недостатков однотрубной системы, актуальным для дома с 2 этажами, является быстрое остывание теплоносителя во время последовательного перемещения сквозь радиаторы (+)

К недостаткам можно отнести необходимость в покупке более мощного циркуляционного электронасоса, вследствие чего возрастает плата за электроэнергию. Регулировать уровень температуры в конструкции с последовательным подключением сложнее: при понижении интенсивности нагрева в ближайшем радиаторе автоматически произойдет понижение температуры во всей магистрали.

Простейшая схема

Основная сложность монтажа отопительной системы заключается в необходимости подачи теплоносителя на второй этаж здания. А главное преимущество однотрубных сетей — в их простоте и дешевизне монтажа. Независимо от способа разводки — верхнего или нижнего — они позволяют существенно сэкономить на материалах и комплектующих, сократив общую протяженность трубопровода. При необходимости разные типы систем отопления можно комбинировать между собой, увеличивая тем самым эффективность их работы.

Схема однотрубной системы очень проста. От котла отходит одна труба, к которой подключаются радиаторы. Пройдя через все элементы отопительной сети, труба возвращается в нагревательный агрегат. В результате теплоноситель проходит по замкнутому кругу, повторяя этот цикл раз за разом.

Особенность однотрубных схем заключается в разнице температуры теплоносителя в разных частях сети. Выходя из котла, вода имеет максимальную температуру. По мере прохождения по замкнутому контуру она постепенно остывает, отдавая свое тепло каждому из установленных радиаторов. Они в свою очередь отдают его воздушному пространству помещений.

Принцип работы такой системы определяет ее технические особенности:

• В сети может быть строго определенное количество радиаторов.
• Система не может масштабироваться и изменяться в процессе эксплуатации.
• Радиаторы, расположенные в удалении от котла, меньше нагреваются и, как следствие, хуже обогревают помещение.
• Схема не подходит для домов большой площади с большим количеством отапливаемых помещений.

Эти особенности определяют и недостатки однотрубных систем, а также ограничения на их использование. С другой стороны, если правильно смонтировать сеть отопления в двухэтажном частном доме и подобрать эффективное нагревательное оборудование, можно обеспечить комфорт, уют, оптимальный микроклимат и благоприятный для человека температурный режим.

Однотрубные системы имеют и плюсы, чем и определяется их популярность. Важнейшее преимущество — дешевизна монтажа за счет сокращения количества труб и времени.

Важно! Подобная схема подходит для домов разной этажности и с разной планировкой. Независимо от архитектурных особенностей дома она будет полностью охватывать все помещения

При монтаже допускается прокладывать лежак в стяжке пола. Для систем типа «теплый пол» однотрубная схема — идеальный выбор. Прокладка трубопровода может выполняться и по поверхности пола. В этом случае необходимо, чтобы лежак проходил как можно ниже.