Двухконтурная система отопления для частного дома, схемы

Схемы устройства системы в двухэтажном доме

Схема разводки отопления двухэтажного дома бывает однотрубной и двухтрубной. При однотрубной разводке радиаторы последовательно подключаются к одной подающей трубе. Единственные достоинства такой разводки в ее простоте и экономии материалов. Минусы заключаются в том, что температура теплоносителя в каждом последующем радиаторе снижается, что приводит к неравномерному прогреву помещений. Этот недостаток можно компенсировать увеличением секций в каждом последующем приборе, но для большого дома это не подходит.

Двухтрубная схема намного совершеннее. Однако она сложнее в монтаже и требует большего количества материалов. При такой разводке приборы подключаются параллельно, поэтому температура теплоносителя во всех радиаторах примерно одинаковая. Кроме этого, работу каждого прибора можно настроить отдельно, если использовать байпасы-перемычки с балансировочными вентилями или терморегуляторами.

Преимущества двухтрубных схем:

1. На входе во все батареи поддерживается одинаковая температура теплового носителя.
2. Общие потери давления существенно снижаются, поэтому можно применять насос небольшой мощности.
3. Каждый радиатор можно отключать и ремонтировать без остановки всей системы.
4. Эта универсальная схема походит для подключения радиаторов, конвекторов, теплых полов и др.

Кроме этого, разводка бывает горизонтальной и вертикальной. При использовании вертикальных стояков оба этажа обеспечиваются теплом одновременно, а при горизонтальной схеме каждый этаж имеет собственную разводку. Первая схема удобна при схожей планировке этажей, а также при открытом контуре. Ее недостаток заключается в сложном исполнении.

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.

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.

Тип системы

На этапе проектирования автономной отопительной радиаторной системы важно выбрать тип расширительного бака – это влияет на функциональность системы, особенности ее обустройства и обслуживания, выбор приборов отопления

Двухтрубная система отопления

Расширительный бак – обязательный атрибут автономной отопительной системы, который позволяет компенсировать тепловое расширение жидкости в замкнутом контуре. Без этого элемента при нагреве теплоносителя трубы лопнули бы из-за увеличения давления.

Открытая система

Схема с открытым расширительным баком

В данном случае расширительный бак представляет собой негерметичную емкость (обычно с крышкой), которую требуется установить в верхней точке контура. Чаще всего элемент монтируют на чердаке дома или под потолком. Так как жидкость постепенно испаряется, необходимо регулярно проверять ее уровень и подливать из емкости или специально проведенного крана. При недостатке воды в системе теплоноситель может перегреться и вскипеть.

Расширительный бак открытого типа

Использование открытого расширительного бака:

• делает невозможным использование антифриза вместо воды, так как при его испарении выделяются опасные для здоровья вещества
• ограничивает выбор радиаторов отопления – не рекомендуется использовать стальные, поскольку в теплоноситель свободно проникает кислород, способствующий быстрой коррозии металла

Закрытая система

Двухтрубная закрытая отопительная система

Расширительный бак для закрытой системы представляет собой емкость с эластичной мембраной внутри. Теплоноситель расширяется, заставляя растянуться мембрану – при этом сжимается воздух в оставшейся части герметичного бака. При остывании жидкости мембрана возвращает свою форму.

Такая конструкция эффективно компенсирует резкое повышение или понижение давления в контуре. Это предотвращает выход из строя оборудования, продлевает сроки его эксплуатации.

Мембранный расширительный бак

Установка мембранного расширительного бака удорожает отопительную систему, но делает ее более надежной, удобной и эффективной. Такой бак можно смонтировать в любом подходящем месте, он не требует постоянных ревизий,  позволяет выбрать любой тип радиатора и вид теплоносителя – воду или антифриз. Использование антифриза дает возможность не бояться перемерзания трубопровода, если в мороз котел перестанет работать.

Поэтапный бюджетный ремонт в новостройке своими руками. Секреты экономии и полезные рекомендации для новичков (Фото & Видео)

Схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома

Здесь мы рассмотрим несколько простых, наиболее распространенных двухтрубных схем водяного отопления двухэтажного дома, которые вполне можно сделать своими руками:

• с попутным подключением радиаторов, которые в свою очередь могут быть с горизонтальной или вертикальной, верхней или нижней разводкой;
• лучевую или коллекторную.

Каждая из них имеет свои особенности, свои плюсы и минусы и может быть как открытой, так и закрытой, как с естественной циркуляцией теплоносителя, так и с принудительной.

Такая схема отличается простотой и предполагает наличие двух горизонтальных контуров (петель) на каждом этаже. При этом, для того, чтобы сохранялись условия для естественной (гравитационной) циркуляции теплоносителя магистральные трубы контуров, как подающая, так и отводящая (обратка) должны быть смонтированы с уклоном 3-5. При верхней разводке подающей трубы сделать это достаточно просто. Недостаток – подающие трубы несколько портят интерьер.

Рис.1 Схема открытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с горизонтальной разводкой и естественной циркуляцией

Такой вариант будет наиболее подходящим для энергонезависимого твердотопливного котла, когда хотят достичь максимальной автономии и независимости от наличия электроэнергии. Для разводки по такой схеме могут использоваться, как металлические (желательно), так и пластиковые или металлопластиковые трубы. В последних двух случаях, необходимо, чтобы подающая магистраль (в данном случае стояк) на расстоянии 1,5-2 м от котла, была металлической.

Открытая, с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией

В данной схеме радиаторы на разных этажах подключаются с помощью вертикальных стояков. Система выполнена так, что может работать с естественной циркуляцией, но в нее, перед котлом, врезан байпас с циркуляционным насосом и запорной арматурой. Таким образом, система имеет возможность работать, как с принудительной, так и с естественной циркуляцией.

Рис. 2 Схема двухтрубного отопления двухэтажного дома с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией

Закрытая, с горизонтальной нижней разводкой и принудительной циркуляцией

Такая схема предполагает использование в качестве расширительного, герметичного мембранного бака и наличие в системе избыточного давления (обычно, около 1,5 бар(атм.)). Если в качестве генератора используется электрический или газовый котел, который автоматически отключается при отсутствии электроэнергии, то такой вариант может быть вполне приемлемым. Нижняя разводка подающей трубы позволяет более эстетично вписать ее в интерьер помещения. Кроме того, при такой разводке, трубы могут быть проложены скрытым способом, например, под полом.

Рис. 3 Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Закрытая лучевая (коллекторная) с нижней разводкой

Это еще один двухтрубный вариант, который отличается тем, что в нем каждый радиатор подсоединяется отдельно, с помощью специальных распределительных гребенок – коллекторов. Такие распределители, обычно, монтируются отдельно для каждого этажа, в нишах или других доступных, но малозаметных местах. Возможен также вариант размещения коллектора для всего дома в котельной или подвале. Но это потребует расхода дополнительное количества труб, что и так является одним из главных недостатков таких схем. Но, с другой стороны, они позволяют максимально удобно регулировать подачу тепла к каждому радиатору и наиболее равномерно распределять тепло по дому. При использовании коллекторной схемы разводки системы отопления, чаще всего, трубы укладывают скрытым способом, под полом или в нишах.

Рис. 4 Схема коллекторной (лучевой) системы отопления двухэтажного дома

Принципы проектирования

Рассчитывая водяной теплый пол, необходимо учитывать:

• только активную площадь системы, под которой расположены трубы с подогревом, а не всю квадратуру комнаты;
• шаг и способ укладки в бетоне трубопровода с водой;
• толщину стяжки – минимум над трубами должно быть 45 мм;
• требования по разнице температур в подаче и обратке – оптимальными значениями считаются 5–10 0С;
• вода должна в системе двигаться со скоростью 0,15–1 м/с – насос подбирать следует соответствующий этим требованиям;
• длину труб в отдельном контуре ТП и всей системе отопления.

Каждые 10 мм стяжки – это приблизительно 5–8% потерь тепла на нагрев бетона. Заливать его слоем более 5–6 см над трубами стоит только в крайнем случае, когда требуется повышенная прочность чернового основания.

Способы уладки контуров

Трубы в напольном контуре отопления укладываются:

• змейкой (петлями);
• спиралью (улиткой);
• сдвоенной спиралью;
• комбинированным способом.

Самым простым в реализации является вариант первый. Однако при укладке труб «змейкой» температура воды в начале контура и в конце различаться будет на 5–10 0С. А это достаточно заметная разница, которая ощущается босыми ногами. Поэтому в большинстве случаев рекомендуется выбирать «спираль» либо комбинировать способы, чтобы обеспечить по всему полу приблизительно равный температурный режим.

Способы укладки

Утеплитель

В качестве теплоизоляционного материала под трубы лучше всего класть экструдированный пенополистирол (ЭППС). Это влагостойкий и прочный утеплитель, который удобен в монтаже и спокойно переносит контакт со щелочным цементным раствором.

Толщина плит ЭППС подбирается так:

• 30 мм – если этажом ниже отапливаемое помещение;
• 50 мм – для первых этажей;
• 100 мм и более – если полы настилаются по грунту.

Утеплитель для пола

Коллекторно-смесительный узел

Один из основных элементов водяного пола – это смесительный узел с коллектором, запорной арматурой, воздухоотводчиком, термометром, термостатом и байпасом. Непосредственно в его составе либо перед ним ставится циркуляционный насос. Если регулировку ТП в планах производить вручную, то подключение контуров к коллектору можно выполнить через простые вентили. В противном случае придется на каждый отвод устанавливать термостаты и электрические клапаны.

Коллекторно-смесительный узел позволяет точно регулировать температуру воды в каждом контуре и благодаря байпасу защищает котел от перегрева. Устанавливается он в специальный шкаф либо нишу в комнате с теплым полом. При этом если настройку данного узла выполнить неправильно, то под ногами может получиться раскаленная сковородка, однако тепла в помещении хватать не будет. Именно от него зависит эффективность работы всей системы напольного обогрева.

Коллекторный узел

Общий принцип работы

Схема работы любой системы отопления заключается в преобразовании энергии сгоревшего газа, твёрдого (жидкого) топлива или электричества в тепловую. По трубам нагретая вода (антифриз) поступает в радиаторы, где отдаёт тепло в пространство.

Гравитационная система

Уклон труб при естественной циркуляции в отопительной системе

В основе функционирования лежат законы физики. Если контуры предусматривают естественное движение воды, то такая схема называется гравитационной.

Сделать контур тёплого пола в гравитационных системах без применения дополнительных насосов крайне трудно. Перепад труб в полу на несколько миллиметров приводит к завоздушиванию и прекращению движения теплоносителя.

Плотность нагретого теплоносителя ниже, чем холодного. За счёт разности плотности вода/антифриз из котла по подающему стояку (диаметр 60 – 80 мм) поднимается вверх. В верхней части всей системы устанавливают расширительный бачок открытого или закрытого типа.

По периметру помещений второго этажа прокладывают верхний контур разводки. Трубу диаметром 40-50 мм монтируют с уклоном 2 -3 см на метр длины. В местах установки радиаторов в разводку вваривают трубы диаметром 16 – 25 мм. По ним жидкость стекает в радиаторы. Затем теплоноситель поступает в батареи на первом этаже.

На уровне котла или немного ниже по периметру здания прокладывают нижний контур (обратку), в который собирается охлаждённая вода.

Схема находит применение в местах, где часто отключают электроэнергию, необходимую для работы насосов. Газовые котлы в этом случае оборудованы энергонезависимым приборами безопасности.

Эта же схема нужна для систем с котлами на твёрдом топливе. В случае отключения электричества циркуляция прекращается, а дрова/уголь продолжают нагревать воду. Остановить работу твердотопливного котла можно только быстро убрав горящее топливо, что крайне проблематично. Возникает повышенное давление, способное разрушить трубы и радиаторы.