Рассматриваем вопрос отопления двухэтажного дома своими руками

Виды водяных систем отопления

Теперь давайте рассмотрим варианты монтажа водяного отопления. Как и в случае со способом циркуляции, мы имеем более простой и дешевый вариант, уступающий по техническим характеристикам более усложненному и затратному.

Однотрубные системы отопления

Первым — простым и дешевым — является однотрубная система водяного отопления дома, в которой жидкость будет последовательно проходить по всем трубам, радиаторам и другим приборам отопления, если они имеются в цепочке и по обратной трубе возвращаться в котел. Данный вариант лучше подходит, опять же, для небольшого помещения.

Минус таких систем – невозможность их грамотной балансировки. Первый прибор всегда горячий, последний всегда теплый.

Двухтрубные системы отопления

Для помещений большей площадью лучше остановить свой выбор на более совершенной двухтрубной системе. В этом случае будет использовано нижнее подключение радиаторов. Но действительно совершенной такая прокладка отопления станет в том случае, если вы подключите циркуляционный насос. В противном случае будет затруднен обогрев дальних комнат.

Кроме того, уменьшить скорость остывания жидкости в системе возможно с помощью установки специальных байпасов на каждую из батарей, а также регуляторов подачи жидкости к отдельно взятому радиатору.

Отличием двухтрубной системы водяного отопления является прокладка цельной трубы к дальнему из радиаторов, от которого делается разветвление к промежуточным приборам отопления. Таким образом, пройдя по всей системе отопления, теплоноситель возвращается в котел по специальной обратной трубе, что позволяет равномерно распределить теплоотдачу по всему помещению.

Конечно, главным недостатком такого обогрева является его дороговизна и сложность монтажа, но комфорт, который вы получите взамен того стоит.

Лучевая система отопления

Схема лучевой системы отопления

Два выше описанных вида прокладки отопительных труб являются представителями периметрального способа. Но есть альтернативный — лучевой. При такой прокладке трубы подводятся отдельно к каждому радиатору: одна, по которой теплоноситель поступает в отопительный прибор, другая — обратная. Такая система позволяет отрегулировать комфортный температурный режим в каждом из помещений дома. Кроме того при поломке одного из радиаторов или трубы нет необходимости отключать все отопление, достаточно сделать это только на нужном участке.

В виду большого количества труб при монтаже лучевой системы, все коммуникации монтируются прямо в пол или стены, что благоприятно сказывается на интерьере дома.

Наиболее оптимально при лучевой прокладке использовать насосную циркуляцию теплоносителя.

Отопление теплым полом

Наиболее оптимальным способом равномерно прогреть все помещение является прокладка водяных теплых полов в доме. Возможно использовать только эту систему, а возможно сочетать ее с другими отопительными приборами. Например, когда в комнатах установлены радиаторы, а в коридорах, ванной и санузле — теплый пол. То есть особенно актуальными теплые полы будут для помещений с кафельным или мраморным покрытиями.

Использование системы «теплый пол» возможно ё при принудительной циркуляции теплоносителя.

Из преимуществ, которые дает водяное отопление теплым полом можно выделить:

• Равномерный прогрев помещение. Стяжка, отдающая тепло путем излучения, отдает его в равных долях в каждом квадрате комнаты.
• Рациональное распределение тепла. Тепло движется снизу вверх.
• Комфорт и микроклимат.
• Отсутствие приборов отопления на стенах в большинстве случаем

Примеры

Разбираемся на примерах.

Расчет для двухтрубного контура

• Двухэтажный дом площадью в 340м².
• Строительный материал – инкерманский камень (природный известняк), характеризуемый низкой теплопроводностью. → Коэффициент утепления дома = 1.
• Толщина стен – 40 см.
• Окна – пластиковые, однокамерные.
• Теплопотери 1 этажа – 20 кВт; второго – 18 кВт.
• Двухтрубный контур с отдельным крылом на каждом этаже.
• Материал труб – полипропилен.
• Температура подачи — 80⁰C.
• Температура на выходе — 60⁰C.
• Дельта температур — 20⁰C.
• Высота потолков – 3 м.
• Регион – Крым (юг).
• Средняя температура пяти самых холодных дней зимы – (-12⁰C).

1. 340×3=1020 (м³) – объём помещения;
2. 20- (-12)=32 (⁰C) – разница (дельта) температур между помещением и улицей;
3. 1020×1×32/860≈38 (кВт) – мощность отопительного контура;
4. Определение сечения трубы на первом участке от котла до разветвления. Согласно таблице, приведённой ниже, для передачи тепловой мощности в 38 кВт подходят трубы с сечением в 50, 63 или 75 мм. Первый вариант предпочтительнее, т.к. обеспечивает наибольшую скорость движения носителя.
5. Для разводки потока носителя на первый и второй этаж, справочники предписывать трубы с диаметром в 32 мм и 40 мм для мощностей 18 и 20 кВт соответственно.
6. На каждом этаже контур делится на две магистрали с равноценной нагрузкой по 10 и 9 кВт соответственно и сечением в 25 мм.
7. По мере снижения нагрузки вследствие остывания теплоносителя диаметр труб следует уменьшить до 20 мм (на первом этаже – после второго радиатора, на втором – после третьего).
8. Обратная разводка производится в той же последовательности.

Для вычисления по формуле D = √354х(0.86хQ/∆t)/V, берём скорость носителя в 0,6 м/с. Получаем следующие данные √354х(0.86×38/20)/0,6≈31 мм. Это номинальный диаметр трубопровода. Для реализации на практике следует подбирать различные диаметру труб на разных участках трубопровода, которые в среднем сведутся к расчётным данным согласно алгоритму, описанному в пунктах 4-7.

Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией

Как и в предыдущем случае, расчёт производится по обозначенной схеме. Единственное исключение заключается в действии насосного оборудования, увеличивающего скорость движения носителя и обеспечивающего равномерность его температуры в контуре.

1. Значительное снижение мощности (до 8,5 кВт) происходит только на четвёртом радиаторе, где и осуществляется переход на диаметр в 15 мм.
2. После пятого радиатора происходит переход на сечение в 12 мм.

Однотрубная или двухтрубная?

Как можно понять из названия, эти системы различаются по числу магистральных трубопроводов, подающих теплоноситель в радиаторам. В однотрубной схеме все подводки от батарей присоединяются к одному общему трубопроводу, он является одновременно подающим и обратным. Ярким примером такой системы считается знаменитая «ленинградка», показанная ниже на рисунке:

При кажущейся простоте монтажа и экономии материалов однотрубная система обладает одним серьезным недостатком. Поскольку каждая батарея сбрасывает остывшую воду в общую магистраль, то к следующему радиатору теплоноситель приходит с более низкой температурой и так далее, до конца ветви. Из-за чего самый последний отопительный прибор может быть еле теплым. Что это значит?

Комнату все равно надо обогревать, а значит, придется наращивать теплоотдачу батареи, то есть, увеличивать количество секций. Получается, мы сэкономили на трубах и фитингах, но потратились на дополнительные секции. Прибавьте сюда трудности с регулированием в двухэтажных домах и невозможность естественной циркуляции.

Недостаток двухтрубной системы состоит лишь в том, что на ее сборку нужно больше материалов, так как в этом случае подающий и обратный коллектор разделены. То есть, теплоноситель приходит ко всем батареям по одной трубе, а уходит – по другой. Данная схема системы отопления частного дома обладает множеством достоинств, а потому наиболее популярна. Это повод для того чтобы остановить свой выбор именно на двухтрубной системе.

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.

Важные значения

Когда напор теплоносителя, поступающий в трубы, имеет высокое значение, эффективность работы отопительной системы находится на максимальном уровне. А это, в свою очередь, позволяет как минимизировать теплопотери, так и обеспечить абсолютно все комнаты в квартирах многоэтажки необходимым теплом.

В многоэтажных домах допускается использование нескольких вариантов отопления: центральное, собственная котельная и индивидуальное.

Существует такое понятие, как рабочее давление в системе отопления многоквартирного дома. Условно оно подразделяется на три подвида:

1. Статическое давление. Этот показатель дает сведения о том, насколько сильное (или слабое) давление оказывает теплоноситель на трубы (батареи) изнутри. Он зависит от того, на каком по высоте уровне находится отопительное оборудование: чем выше стояк, тем большее значение у этого показателя.
2. Динамическое давление, то есть то, с которым теплоноситель движется по трубам.
3. Максимальное (допустимое) давление. Показывает значение безопасной эксплуатации труб, то есть с каким давлением может поступать в радиаторы (трубопроводы) носитель, чтобы не возникало аварийных ситуаций на трассе (порывов и прочего). Этот вид имеет наибольшее значение при запуске отопления в начале сезона: в это время возможны гидроудары из-за резкого увеличения давления в трубах. А это может привести к серьезным авариям как на узлах, так и на самих трубопроводах.

В этом видео вы узнаете как устроена ГВС в многоэтажке

Требования по ГОСТу

Какое давление в отопительной системе многоэтажного дома необходимо для нормального обогрева жилых помещений, прописано в СНиПах и ГОСТах. Опираясь на эти показатели, проводится и монтаж самих отопительных конструкций:

1. Здания высотой до 5 этажей — показатель не должен превышать значения 3−5 атмосфер.
2. Девятиэтажные жилые дома — до 7 атмосфер, но не ниже 5 атмосфер.
3. Жилые дома выше 10 этажей — от 7 атмосфер.

Соответствие этим нормативам обеспечивает получение тепла в домах на уровне +20…+22°C при относительной влажности 30−45%. Для получения этого значения температуры делается расчет, учитывающий все возможные нюансы, которые могут возникнуть в процессе работы системы. Чтобы потери тепла были минимальными, нужно следить за разницей показаний давления теплоносителя в трубах на первом и последнем этаже: значение не должно быть существенным.Это интересно: нормативы отопления СНиП.

Реальная величина

То, какое давление в центральной системе отопления дома будет в реальности, зависит от многих причин, среди которых наибольшее значение имеет мощность подающего оборудования и его состояние. Но это не единственное, что влияет на то, насколько будет тепло в квартире. Что еще имеет значение:

1. Диаметр труб, по которым циркулирует теплоноситель. Очень часто в многоквартирных домах жильцы при проведении ремонта на своих радиаторах отопления уменьшают диаметр трубы подачи. Это приводит к тому, что общий напор теплоносителя в системе ослабеет, а значит, в квартирах других жильцов батареи будут греть слабо.
2. Этаж, на котором расположена квартира, и ее удаленность от стояка. Считается, что это не имеет значения для обогрева жилья, но это не соответствует действительности: чем дальше находится жилое помещение от трубы основной подачи теплоносителя, тем прохладнее будут радиаторы в нем. К примеру, в угловых квартирах напор теплоносителя обычно слабее.
3. Изношенность отопительных приборов и трубопроводов — если оборудование уже ветхое, то не стоит ждать того, что показатели останутся на уровне, прописанном ГОСТом

Оборудование, комплектующие и материалы

Следующий шаг после разработки схемы – подбор всех элементов отопления:

• теплогенератора;
• радиаторов, коллектора теплых полов;
• труб;
• расширительного бачка, циркуляционного насоса, арматуры и деталей обвязки отопителя.

Сразу оговоримся, что в качестве отопительного агрегата будем рассматривать водогрейный котел. Установить воздушный или геотермальный тепловой насос без помощи специалистов у вас не получится, а присоединение водяного контура печки выполняется аналогично обвязке твердотопливного теплогенератора.

Как рассчитать вместительность расширительного резервуара, правильно подобрать насос и арматуру:

1. Полезный объем бачка должен составлять минимум 10% от общего количества теплоносителя, циркулирующего в тепловой сети. Водяная рубашка котла тоже считается.
2. Если площадь здания не превышает 150 м², то циркуляцию обеспечит насос с 25/40 либо 32/40. Первая цифра – диаметр резьбового присоединения, вторая – развиваемое давление. Агрегат 25/40 оснащен трубной резьбой 1” и способен выдать напор 0.4 Бар.
3. Для коттеджа больших размеров и напольных контуров насос лучше подобрать по алгоритму.
4. Отсекающие шаровые краны ставятся перед теплогенератором, расширительным резервуаром, насосным агрегатом и на патрубке подпитки. Дополнительное оборудование – буферная емкость, бак косвенного нагрева, гелиосистема – тоже должны отсекаться кранами.
5. Каждый радиатор отопления снабжается термостатическим клапаном на входе и балансировочным вентилем на выходе. В нерегулируемом исполнении на подающем патрубке батареи ставится шаровой кран.

Окончательный список комплектующих составляется после выбора основных элементов – теплосиловой установки, батарей и насоса с баком. Соответственно, дальше мы рассмотрим вопрос…

Двухтрубная схема подключения отопления

Система с двумя контурами отличается от однотрубной конструкции тем, что для нее требуется на порядок больше материалов. Впрочем, этот недостаток можно назвать единственным – во всем остальном двухтрубное отопление превосходит свой упрощенный аналог, поэтому монтаж отопления двухэтажного дома лучше выполнять именно по этой схеме.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома функционирует следующим образом:

• Подающая магистраль предназначена для перемещения разогретого теплоносителя в радиаторы;
• Обратный трубопровод забирает остывший теплоноситель и возвращает его к отопительному оборудованию.

В двухконтурных системах могут использоваться любые отопительные приборы. Особого внимания требует их монтаж – перед тем, как сделать отопление в частном двухэтажном доме, нужно разобраться в способах подключения радиаторов.

Они могут встраиваться в систему по следующим схемам:

1. Нижнее подключение. Такой способ подключения отопительных приборов предполагает подводку труб снизу и позволяет скрыть магистрали под напольным покрытием. Недостатком нижнего подключения является снижение теплоотдачи – верхняя часть радиаторов может не прогреваться. Кроме того, такое подключение будет очень неэффективным в сочетании с чугунными радиаторами.
2. Одностороннее подключение. При диагональном подключении обратная труба подключается к нижнему патрубку радиатора, а подающий контур подводится сверху. Эффективность теплоотдачи в таком случае существенно выше, чем в предыдущем примере, но использовать такое подключение можно только для батарей с количеством секций менее 15.
3. Диагональное подключение. Самый популярный способ подключения радиаторов в двухэтажных домах. В такой схеме подводящий контур подводится с одной стороны сверху радиатора, а обратный контур подключается снизу на другой стороне, за счет чего обеспечивается максимально полное прохождение теплоносителя по внутренним полостям прибора.

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

Схемы по направлению теплоносителя

С горизонтальной разводкой

Схема газового отопления с горизонтальным типом разводки производится следующим образом:

…

• от газового котла пускают трубопровод по полу первого этажа или подвала;
• далее трубы заходят в радиаторы и соединяют их в одну систему.

Такой вариант схемы подходит для одноэтажных домов. Ее особенностью является обязательное устройство отвода воздуха с помощью кранов Маевского и использования расширительного бака.

С вертикальной разводкой

Данный вариант используется для обогрева многоэтажных домов. Схема вертикальной разводки отличается тем, что теплоноситель от агрегата подается на верхний этаж или чердак, а оттуда спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все радиаторы и возвращается обратно в котел.

Для удаления лишнего воздуха на чердаке устанавливается расширительный бак. Вариант с вертикальной разводкой более эффективен, чем с горизонтальной, так как в первом образуется более высокое давление.

…