Схема отопления двухэтажного дома – обзор вариантов, рейтинг лучших циркуляционных насосов

Схема отопления двухэтажного дома: нормативные требования к проектированию. Виды схем отопления и их основные характеристики. Краткое описание схемы Тихельмана. Преимущества и недостатки открытых и закрытых систем отопления.

Виды отопительных систем

Практика показывает, что большинство домовладельцев выдвигает к системе отопления двухэтажного дома 3 основных требования:

1. В доме всегда должно быть тепло.
2. Минимальный расход энергоносителей – природного газа, дров, электричества и так далее.
3. Красота. Трубы, арматуру и приборы обогрева желательно убрать с глаз, чтобы не портили интерьер.

Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователей. О стоимости монтажа мы поговорим в процессе рассмотрения систем.

Пожелания вполне понятны, но их следует увязать с техническими возможностями. Например, в отдаленных регионах случаются перебои с подачей электроэнергии либо отсутствует магистральный газ. Отсюда совет: сначала определите основное топливо и резервный энергоноситель, подберите котел и отопительные приборы. Отразите пожелания на бумаге – набросайте своими руками черновой проект.

Далеко не всегда хозяин дома может сам обустраивать инженерные сети – разрабатывать схемы, монтировать оборудование и трубы. В таком случае есть смысл обратиться к специалистам инженерной фирмы, которая занимается перечисленными работами. Например, в центральном регионе РФ услуги по установке котлов и монтажу систем отопления оказывает компания «ТеплоМосква».

Такой основательный подход позволит смонтировать схему отопления двухэтажного дома, которую не придется переделывать впоследствии. На выбор есть 5 вариантов систем:

• самотечная (она же – гравитационная и конвекционная);
• однотрубная;
• двухтрубная;
• лучевая (иначе – коллекторная);
• водяные контуры напольного обогрева, называемые теплыми полами.

Примечание. Первая схема подразумевает естественную циркуляцию теплоносителя по трубам и сообщающийся с атмосферой расширительный бак. В остальных реализован принцип принудительной циркуляции с помощью насоса и работа под давлением (используется закрытый мембранный бачок).

Пример чернового проекта отопления 2-этажного особняка

Указанные системы допускается комбинировать друг с другом. К примеру, на первом этаже сделать теплые полы, а на втором собрать лучевую схему. Теперь подробно рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Источник: http://otivent.com/shema-otoplenija-dvuhjetazhnogo-doma

Какие схемы отопления бывают?

Ниже мы привели основные критерии, которые следует учитывать при выборе той или иной схемы для дома в два этажа.

• Геометрия здания.
• Проведена ли электроэнергия, а также другие аналогичные факторы.
• Каков тепловой источник, где он располагается.
• Какой теплоноситель используется, как он циркулирует.
• Количество этажей (в нашем случае их два).

Главных из всех приведенных критериев – это именно способ циркуляции носителя тепла. Она может быть естественной (в таком случае жидкость перемещается по магистралям за счет температурной разницы) и искусственной (когда жидкость движется под напором, созданным специальным прибором – циркуляционным насосом). В обоих случаях вода двигается по системе одинаково.

Источник: http://v-teplo.ru/shema-otopleniya-dvyhetajnogo-doma.html

Из чего состоит система отопления

Основные конструктивные детали отопительной системы частного дома:

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

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

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

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

Таким образом  получается схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией.

Система отопления состоит из множества связанных между собой элементов Источник opechi.ru

Источник: http://m-strana.ru/articles/skhema-otopleniya-dvukhetazhnogo-doma/

Виды двухтрубных систем

В настоящее время в частном домостроительстве используются следующие виды двухтрубных схем:

• с естественной циркуляцией;
• с принудительной циркуляцией;
• коллекторная система;
• схема с двухконтурным котлом.

Каждая из приведенных систем имеет свои особенности, преимущества и недостатки, определяющие ее сферу применения. Рассмотрим все схемы по порядку и раскроем их особенности.

Источник: http://cotlix.com/sxemy-otopleniya-dlya-dvuxetazhnogo-doma

О естественной циркуляции

Схема, в которой движения воды инициируется естественным путем, встречается достаточно редко. Это потому, что для нее требуется достаточно большой диаметр трубопроводов, да и бак расширительный нужно установить – он будет компенсировать расширение носителя тепла во время повышения температуры.

Обратите внимание! Бак этот должен устанавливаться только в наивысшей точке системы!

Зачастую для бака выбирают теплое и «уютное» местечко – чердак дома. Прибор утепляют, а также оснащают специальной «дыхательной» трубкой и емкостью, куда бы выливалась лишняя вода. Если случится перелив. Данная схема отопления двухэтажного дома требует, чтобы трубопровод устанавливался под уклоном, направленным от котла к самому дальнему отопительному прибору. Иными словами, туда, куда движется носитель тепла. Эту особенность воплотить порой достаточно сложно.

Подробнее о выборе и установки расширительного бака, читайте здесь

Не обойтись без такой системы в двух случаях:

• когда в доме нет электричества;
• когда нет места, чтоб установить циркуляционный насос.

Более того, если часть системы отключить, то распределить жидкость по оставшейся части будет достаточно сложно. Но есть у системы преимущества – главное из них в том, что она полностью автономна. Если вы будете использовать с ней котел на твердом топливе, то станете независимым от центрального энергоснабжения.

Обратите внимание! Рассчитать естественную систему отопления достаточно сложно: здесь и гидравлический расчет, и перепады, и разного рода сопротивления. Если всего этого не сделать, то о работоспособности системы не будет и речи.

Источник: http://v-teplo.ru/shema-otopleniya-dvyhetajnogo-doma.html

Вода как носитель тепла

Немалое распространение получил водяной принцип нагрева воздуха, применяемый сегодня как на дачах и в коттеджах, так и в многоквартиных жилых сооружениях. Такое отопление двухэтажного частного дома в качестве теплоносителя использует воду с примесями некоторых соединений.

По водопроводной инфраструктуре она подается от нагревательной установки к батареям. После того, как они отдают тепло окружающему воздуху, остывший теплоноситель возвращается в котельную для повторного нагрева.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/

Разновидности отопительных систем

В настоящее время выделяют пять отопительных схем, применимых для установки в частной двухэтажке.

К таким разновидностям относятся:

• Естественное обращение теплоносителя;
• Однотрубная инженерия;
• Двухтрубный аналог;
• Лучевой вариант;
• Наполный обогрев.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/

Однотрубная

Данная схема устроена так, что подача воды в радиаторы осуществляется последовательно от блока к блоку.

Преимущества:

• Низкая стоимость материалов и монтажных работ.
• Долговечность.
• Простота установки.

Недостатки:

• Невозможность проводить ремонты отдельных элементов без отключения всей системы.
• Невозможность регулировки параметров сети.

Схема вертикальной разводки однотрубной системы отопления

Источник: http://udobnovdome.ru/sistema-otopleniya-dvuxetazhnogo-doma/

Комбинация инженерных решений

Данные подходы к организации отопления при необходимости можно объединять и взаимодополнять. В результате будет собрана высокопроизводительная и недорогая система отопления двухэтажного дома.

Чтобы безошибочно оценить сильные и слабые стороны каждой из перечисленных разновидностей, следует подробно их изучить.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/

Самостоятельный расчёт схемы отопления

Для расчета схемы необходимо собрать следующие исходные данные:

• Размеры всех внутренних помещений;
• Габаритные, наружные размеры сооружения;
• Размеры дверных и оконных проемов;
• Регион – средняя температура в зимний период;
• Требуемая температура внутри помещений;
• Позиционирование коттеджа по сторонам света;
• Высота и материал возведения наружных стен;
• Тип и толщина утеплителя на стенах, кровле, в подвале.

В конечном итоге на этапе закупок оборудования и материалов вам преимущественно потребуется знание мощности котла и радиаторов, на основе расчетов теплопотерь постройки, а также ряд гидравлических параметров для выбора насоса, расширительного бака и трубопроводов.

Читайте также: Выбираем отопление для частного дома

Расчет теплопотерь ограждающих конструкций

Его проще выполнить с использованием онлайн калькулятора (в интернете присутствует их достаточное количество). Однако результаты окажутся точнее, если воспользоваться соответствующей программой, к которой имеется развернутое объяснение. К примеру, можно скачать программу и видеоуроки к ней.

   

Теплопотери ограждающих конструкций – Тп, Вт;

где:

• • kвс – коэффициент теплопередачи внешних стены, Вт/(м2×°C);
  • fвс – площадь внешних стены;
  • tр – температура воздуха внутри помещения, °C;
  • ti – температура воздуха снаружи сооружения, °C.

kвс рассчитывается по формуле:

где:

• • d1 – толщина основного материала стены, мм;
  • λ1 – теплопроводность материала, Вт/(м×K);
  • d2 – толщина утеплителя, мм;
  • λ2 – теплопроводность утеплителя, Вт/(м×K);
  • dn, λn – аналогичные показатели последующих слоев – черновой штукатурки, внешних и внутренних отделочных материалов;
  • αвн – показатель теплоотдачи воздуха стене изнутри помещения;
  • αнар – показатель теплоотдачи стены наружному воздуху.

Все коэффициенты для расчетов берутся из нормативных документов – СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Таким же образом исчисляется расчёт теплопотерь через кровлю, оконные и дверные проемы, подвальное помещение. Все полученные данные суммируются.

Расчет мощности котла

Иногда мастера подбирают мощность котла и радиаторов по упрощенной методике – на каждые 10 м2 площади помещения необходим 1 кВт мощности теплогенератора +12…15% резерв. Точнее тепловая мощность оборудование рассчитывается по следующей формуле:

где:

• • Мк – мощность котла;
  • Тп – расчетные теплопотери дома.

Важно! Следует учитывать, что в этой формуле теплопотери должны включать расход тепла на вентиляцию помещений.

Затраты тепла на вентилирование

Этот вид теплопотерь (ε, Вт) для проектирования схемы отопления двухэтажного дома рассчитывается:

где:

• • Ln – объем удаляемого воздуха, принимается 3 м3/час на 1 м2 площади помещения;
  • ρ – плотность воздуха внутри дома, принимается 1,1 кг/м3;
  • C – удельная теплоемкость воздуха, принимается 1 кДж/(кг×K);
  • tp – температура воздуха внутри дома, °C;
  • ti – температура воздуха снаружи строения, °C;
  • k – показатель учета встречного теплового потока, принимается 1.

Гидравлические расчеты для схемы отопления

В маркировке любого циркуляционного насоса, среди прочих, особенно важны две следующие цифры, к примеру, 25/40 или 25/80. Первая – соединительный размер, вторая – высота подачи жидкости. При этом основное назначение циркуляционного насоса состоит в преодолении гидросопротивления контуров отопления. На практике, насосы с маркировкой  25/60 способны обеспечивать циркуляцию теплоносителя в радиаторных схемах с 15 тепловыми приборами или теплых водяных полов до 130м2.

Чтобы точнее подобрать параметры насоса необходимо рассчитать гидравлическое сопротивление системы.

Гидропотери в трубопроводе

Потери напора от трения теплоносителя в трубах:

где:

• • ΔPpt – снижение напора в трубопроводе из-за трения, Па;
  • R – удельные потери напора от трения (указываются в документации производителей труб), Па/м;
  • L – общая длина трубопроводов, м.

Гидропотери в местах максимального сопротивления

Местами максимального сопротивления считаются фитинги, запорная арматура, любые устройства и оборудование врезанные в систему:

где:

• • ΔРс – снижение напора в точках сопротивления, Па;
  • Σξ – сумма показателей гидросопротивления на всех участках;
  • V – скорость теплоносителя, м/с;
  • ρ – плотность теплоносителя .

Расчет скорости теплоносителя

где:

• • V – скорость теплоносителя;
  • m – расход теплоносителя, кг/с;
  • ρ – плотность теплоносителя, кг/м3;
  • f – площадь сечения трубы, мм.

Расчет расхода теплоносителя

где:

• • Q – общая мощность системы отопления, кВт;
  • Ср – удельная теплоемкость воды принимается 4,19 кДж/(кг×°С);
  • ΔPt – разница температур подачи и обратки, °C.

Расчет объема бака

Независимо от его типа (закрытый, открытый), упрощенно его емкость можно принять на 10-15 % больше объема всего теплоносителя в системе.

Источник: http://project-home.ru/blog/sxema-otopleniya-dvuxetazhnogo-doma-raznovidnosti-sistem

Инженерная номенклатура отопительных решений

Чтобы получить как можно более полное представление о схемах установки водяного отопления, применяемых в двухэтажных жилых домах, необходимо кратко изложить их основые технические характеристики.

Основной для классификации служит метод поставки теплоносителя в залы, кухню, прихожую и встроенный санузел.

Исходя из финансовых возможностей установщика и ряда архитектурных параметров здания в нем можно смонтировать:

1. Однотрубную конфигурацию. Данный метод предусматривает соединение обеих батарейных подводок с общей линией, выполняющей функцию как подающей инфраструктуры, так и обратной.
2. Двухтрубную инфраструктуру. Двухтрубное отопление двухэтажного дома предусматривает, что нагревательные конструкции снабжаются теплой водой из одной магистрали, а охлажденный носитель запускают на повторный нагрев по другой трубе.
3. Коллектор. В данном случае на каждую батарею носитель подается по отдельной линии, образованной парой трубопроводных конструкций – подающей и обратной. Что касается магистралей, укладываемых в полу, то они сводятся к распределительному коллектору, что стало причиной появления альтернативного названия данной отопительной конструкции – лучевая.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/

Открытые и закрытые системы

В открытых системах в качестве расширительного бака применяется самая простая емкость, которая сообщается с атмосферой. Она устанавливается в наивысшей точке контура, поэтому попутно играет роль воздухоотводчика. Преимущества данной схемы:

• дешевизна;
• простота конструкции.

Недостатки:

• Значительные теплопотери.
• Теплоноситель испаряется (постоянно приходится подливать).
• В рабочей среде растворяется воздух, поэтому систему часто приходится развоздушивать, к тому же коррозия труб протекает более интенсивно.
• При избыточном давлении хотя бы в 1 атм (при использовании циркуляционного насоса) открытый бак пришлось бы поднимать на высоту 10 м.

В закрытой системе применяют герметичный бак с резиновой мембраной, которая подпирается сжатым воздухом. Такой резервуар можно устанавливать где будет удобно. А вот в самой верхней точке системы придется установить автоматический воздухоотводчик.

По перечню достоинств и недостатков закрытая система противоположна открытой: обходится дороже и сложнее в монтаже, но зато не требует никакого обслуживания и может работать с любым циркуляционным насосом. Только необходимо следить за давлением сжатого воздуха и при необходимости подкачивать его насосом.

Источник: http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/montazh-sistem-otopleniya/sxema-otopleniya-dvuxetazhnogo-doma.html

Контуры напольного обогрева

Как и коллекторная схема, водяной теплый пол монтируется в процессе строительства или ремонта двухэтажного дома. Есть 2 способа устройства напольного обогрева:

• замоноличивание змеевиков из труб в цементно-песчаной стяжке;
• раскладка труб греющих контуров в теплораспределительных металлических пластинах без заливки стяжки.

Для справки. Бетонирование трубопроводов принято делать на первых этажах жилых зданий. Второй способ применяется для прокладки внутри деревянных перекрытий.

Концы труб Ø16 х 2 мм, уложенных змейкой либо улиткой, подсоединяются к гребенке, о которой говорилось выше и подробно рассказано в отдельной публикации. Коллектор со смесительным узлом или термоголовками RTL обеспечивает подачу в контуры теплоносителя с температурой не выше 50 °С.

Преимущества теплого пола очевидны – реальная экономия энергоносителей 15—20% за счет нагрева поверхности до температуры 20—25 °С и комфорт для проживающих в доме. Теперь о негативных моментах:

1. Устройство теплого пола в двухэтажном жилище – затея не из дешевых. По стоимости материалов и монтажа это самый дорогой вариант отопления помещений.
2. Греющие контуры, особенно в цементной стяжке, очень инертны в плане регулировки. Представьте, холодный монолит выходит на рабочий режим в течение суток. Чтобы комната не перегревалась, треть от потребной тепловой мощности должны поставлять батареи, быстро реагирующие на изменение температуры воздуха.
3. В случае неисправности либо утечки воды в контуре бетонную стяжку придется ломать.

Способ устройства теплых полов без цементной стяжки

Невзирая на перечисленные проблемы, теплые полы используются домовладельцами все чаще – слишком уж комфортный обогрев и ощутима экономия топлива. В отличие от других систем отопления, греющие контуры абсолютно не портят интерьер помещений.

Источник: http://otivent.com/shema-otoplenija-dvuhjetazhnogo-doma

Метод организации движения носителя

Конструкции отопления, установленного в полу, по принципу действия не отличаются от коллекторных систем. Однако в качестве нагревательных элементов в данном случае выступают трубопроводные контуры, жестко зафиксированные в стяжку или же спрятанные в межэтажное перекрытии. На строительном рынке за таким системми закрепилось название «теплые полы».

По методу организации движения воды нагревательные системы подразделяются на два вида:

1. Гравитационные.
2. Принудительные.

При использовании гравитационного принципа разогретый носитель, который весит меньше холодной воды, благодаря силе тяжести устремляется по контуру вверх. В итоге возникает довольно медленная, но достаточная циркуляция.

Что касается коллекторов и теплых полов, то в таких конструкциях сила тяжести не способна запустить циркуляцию из-за недостаточно острых углов наклона труб и ограниченности их диаметров.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/

Однотрубный вариант отопления

Наиболее доступной для реализации в двухэтажке является однотрубная система. Именно этот вариант следует выбрать тому, кто задумался, как сделать отопление в двухэтажном доме быстро и недорого.

Основными характеристиками и особенностями данной модификации являются:

• Малый расход ресурсов;
• Нагрев носителя газом или электричеством;
• Возможность установки печи из кирпича;
• Соответственно, применимость в качестве топлива торфа, дров и прочей органики.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/

Выбираем подходящую схему

После ознакомления с применяемыми в двухэтажных домах системами отопления пришло время вернуться к вашему черновому проекту, где подобраны типы радиаторов и котла, определена расстановка данного оборудования и перечислены пожелания. Дальше выбираем схему в соответствии с рекомендациями:

1. При частых перебоях электроснабжения выбор невелик – нужна самотечная система. Если дом топится кирпичной печкой, стоит использовать ее в качестве источника тепла и не покупать котел.
2. Если вы так и не поняли, чего хотите, смело собирайте двухтрубную тупиковую схему закрытого типа. Ее легко адаптировать к различным условиям и оборудованию. Впоследствии установите твердотопливный, газовый или электрокотел – разницы нет, отопление будет работать.
3. При повышенных требованиях к дизайну интерьера принимайтесь за коллекторную разводку. Чтобы не ошибиться с размерами труб, тяните до гребенки диаметр 32 мм, а подводки к батареям делайте Ø16 х 2 мм (наружный).

   Совместное подключение радиаторной сети и греющих напольных контуров, управляемых комнатными терморегуляторами

4. Теплые полы устраиваются при наличии средств и желания. Их лучше совместить с любой системой, кроме гравитационной.

Совет. Напольное отопление без радиаторной сети подходит далеко не всем. Чтобы прогреть помещение теплым полом, его поверхность придется довести до 30 °С и более. Длительное пребывание в такой комнате у многих вызывает ощущение духоты и дискомфорта.

В маленьком дачном домике на 2 этажа стоит сделать однотрубную систему из труб ППР. При 3—4 батареях на каждой ветви она будет работать безукоризненно. Использовать «ленинградку» в большом коттедже мы не рекомендуем. Подробнее о выборе разводки смотрите на видео от эксперта:

Источник: http://otivent.com/shema-otoplenija-dvuhjetazhnogo-doma

Как не переплачивать на отоплении

Схема «одна труба» позволяет достичь ощутимого экономического эффекта. Отопление в двухэтажном доме своими руками такой конфигурации нуждается в гораздо меньшей длине инфраструктуры, чем двухтрубный аналог.

Другими сильными сторонами такого инженерного подхода являются:

• Низкая трудоемкость установки и ее дешевизна;
• Элементарность ремонтных процедур;
• Сохранность стилистической гармонии интерьера за счет незначительного внедрения в его композицию инженерии;
• Наличие технических отводов для запитывания инфраструктуры теплого пола.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/

О совместимости с различными котлами

При выборе схемы отопления в двухэтажный дом нужно учесть тип источника тепла. Например, с настенным газовым котлом способны работать все системы, кроме гравитационной. При отключении электричества теплогенератор попросту остановится. Лучший вариант для самотека – энергонезависимый напольный агрегат либо кирпичная печь с водяным контуром (баком – котлом, но не змеевиком!).

Прямая стыковка самотечной разводки с твердотопливным котлом крайне нежелательна, хотя домовладельцы все равно это делают.

Из-за малой скорости движения и медленного отбора теплоты отопительный агрегат станет перегреваться и закипать, рано или поздно случится авария. Обязательно нужна буферная емкость, отбирающая лишнюю энергию, причем подключенная по всем правилам самотека – большими диаметрами и с уклонами. Сооружение выйдет громоздким и некрасивым.

Закрытые системы двухэтажных домов совместимы с любыми котлами, в том числе двухконтурными. Единственная рекомендация: при подключении к твердотопливным агрегатам лучше использовать теплоаккумулятор, который не даст теплоносителю закипеть и предотвратит аварию.

Источник: http://otivent.com/shema-otoplenija-dvuhjetazhnogo-doma

Необходимость подключения циркуляционного насоса

Контур однотрубной инженерии без большого труда укладывается под напольным настилом. Единственным моментом, который нельзя упускать из внимания поклонникам недорогих решений, является тот факт, что простой ориентации трубы горизонтально или вертикально будет недостаточно.

Дело в том, что самотечная конфигурация будет работать в одноэтажке, а в двухэтажной постройке она окажется бесполезна. Чтобы запустить ее в дело, придется обзавестись специальным насосом и предусмотреть его монтаж еще на проектной стадии.

Чтобы насос не создавал никаких неудобств, его можно зачехлить шумовой изоляцией и установить подальше от спален и кухни.

Источник: http://masterotoplenie.ru/otoplenie-v-dvuhetazhnom-dome/