Схемы систем отопления двухэтажного дома

Проект отопления двухэтажного дома

Наиболее комфортные условия (22 – 24 градуса) поддерживают:

• в детских и комнатах пожилых людей;
• в ванной комнате и туалете;
• в сауне, спортзале или бассейне.

Для следующей группы помещений нормами установлена температура от 21 градуса:

• спальни и комнаты для гостей;
• комнаты обслуживающего персонала;
• помещения, сдаваемые внаем.

В жилой зоне минимально допустимая температура составляет 18°С:

• гостиная;
• рабочий кабинет;
• столовая.

В кухне, домашней мастерской или зимнем саду обычно устанавливаются дополнительные средства обогрева, стационарная же система отопления рассчитывается на 15 – 16 градусов.

В проходной зоне, куда входят прихожая, гараж или лестничная клетка, минимальная температура составляет 12 градусов.

Типовая схема отопления и водоснабжения коттеджа

Далее выполняют расчет теплопотерь, в котором помимо указанных температур учитывают:

• Термическое сопротивление материалов, из которых сделаны ограждающие конструкции.
• Средняя температура самого холодного месяца в регионе строительства, а также за весь отопительный сезон.
• Коэффициент сезонной работы котла (для средней полосы – 0,5, севернее – 0,7, южнее – 0,3).

Величина теплопотерь через ограждающую конструкцию рассчитывается по формуле:

W= A * dT * (1/R * S),

где

• W – мощность тепловых потерь;
• А – площадь поверхности ограждающей конструкции;
• dT – разница между внутренней и наружной температурами;
• R – термическое сопротивление материала (при расчете многослойной конструкции данные параметры для каждого слоя необходимо суммировать);
• S – толщина слоя материала.

По вычисленным теплопотерям подбирают радиаторы в каждое помещение (их теплоотдача должна компенсировать утечки тепла с запасом в 20%) и теплогенератор.

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.

Порядок монтажа

Собирается однотрубная система следующим образом:

• В хозяйственном помещении устанавливается на пол или вешается на стену котел. С помощью газового оборудования может быть устроена самая надежная и эффективная однотрубная система отопления двухэтажного дома. Схема подключения в этом случае будет стандартной и позволит произвести все работы, при желании, даже и самостоятельно.
• На стены вешаются радиаторы отопления.
• На следующем этапе монтируются стояки «подводящий» и «обратный» на второй этаж. Располагают их в непосредственной близости от котла. Внизу к стоякам присоединяется контур первого этажа, вверху – второго.
• Далее выполняется подключение к магистралям батарей. На каждый радиатор следует установить запорный кран (на подводящем отрезке байпаса) и кран Маевского.
• В непосредственной близости от котла на «обратной» трубе монтируется расширительный бак.
• Также на «обратной» трубе поблизости от котла на байпасе с тремя кранами подключается циркуляционный насос. Перед ним на байпасе врезается специальный фильтр.

На заключительном этапе производится опрессовка системы в целях выявления неисправностей оборудования и протечек.

Как видите, однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, может очень даже удобным и практичным оборудованием

Однако при желании использовать такую простую конструкцию, на первом этапе важно произвести все необходимые расчеты с максимальной точностью

Задумываясь над установкой отопления, первоначально определяются, какой вид топлива будет использоваться

Но наряду с этим крайне важно решить, насколько планируемый обогрев будет действительно независимым. Так, по-настоящему автономной будет система отопления без насоса, которой для работы не нужна электроэнергия. Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод.

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

В качестве источника тепла, служащего для нагревания воды, используются котлы (бойлеры). Их принцип действия основан на превращении определённого для них рода энергии в тепло с последующей его передачей теплоносителю. По типу источника нагрева котельное оборудование бывает газовым, твердотопливным, электрическим или мазутным.

По типу соединения элементов контура система отопления может быть однотрубной или двухтрубной. Если все приборы контура включены относительно друг друга последовательно, то есть теплоноситель проходит по порядку все элементы и возвращается в котёл, то такая система называется однотрубной. Её существенным недостатком является неравномерность прогрева. Это связано с тем, что на каждом элементе происходит потеря какого-то количества тепла, поэтому разница температур котла может быть существенной.

Система двухтрубного типа подразумевает параллельное подключение радиаторов к стояку. К недостаткам такого подключения относят осложнение конструкции и увеличенный в два раза расход материала по сравнению с однотрубной системой. Но построение контура обогрева для больших многоэтажных помещений выполняется только таким соединением.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

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

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

Двухтрубная система отопления. Принцип действия

Ознакомившись с первым типом отопительной системы, однотрубной, самое время разобраться с особенностями и принципом действия двухтрубной схемой отопления. Тщательный анализ технологических и технических параметров отопления такого типа позволяет потребителям сделать самостоятельный выбор — какое отопление эффективнее в конкретном случае, однотрубное или двухтрубное.

Основной принцип – наличие двух контуров, по которым теплоноситель расходится по системе. Одна труба обеспечивает подачу теплоносителя к радиаторам отопления. Вторая ветка предназначена для того, чтобы уже охлажденный теплоноситель после прохождения через радиатор возвращался снова в котел. И так постоянно, по кругу, пока работает отопление. На первый взгляд уже само наличие в схеме двух трубопроводов может оттолкнуть потребителей. Большая протяженность магистралей, сложность разводки – факторы, которые нередко отпугивают владельцев частных домов от двухтрубной системы отопления.

Это на первый взгляд. Как и однотрубные, двухтрубные системы делятся на закрытые и открытые. Отличие в данном случае заключается в конструкции расширительного бака.

Закрытые с мембранным расширительным баком наиболее практичные, удобные и безопасные в эксплуатации. Подтверждением сказанного являются очевидные преимущества:

• еще на стадии проектирования можно оборудовать отопительные приборы терморегуляторами;
• параллельное, независимое подключение радиаторов;
• техническая возможность добавления  нагревательных приборов уже после завершения монтажа;
• удобство применения скрытой прокладки;
• возможность отключения отдельных радиаторов или веток;
• удобство регулировки системы.

Исходя из вышесказанного, можно сделать один однозначный вывод. Двухтрубная система отопления, гораздо гибче и технологичнее однотрубной.

Для сравнения представлена следующая схема:

Двухтрубная Система очень удобна для эксплуатации в доме, в котором планируется увеличение жилой площади, возможны варианты пристройки, как вверх, так и по периметру здания. Уже на стадии работы можно легко устранить допущенные при проектировании технические ошибки. Такая схема более устойчива и надежна чем однотрубная.

При всех очевидных преимуществах, перед тем как остановить свой выбор на этом типе отопления, уместно напомнить о недостатках двухтрубной системы.

Если у вас есть под рукой грамотный специалист, проведены необходимые технические расчеты, то перечисленные недостатки легко компенсируются преимуществами двухтрубной схемой отопления.

Как и в  случае с однотрубной системой, вариант с двухтрубной предполагает использование вертикального либо горизонтального расположения трубопроводов. Вертикальная система – радиаторы подключены к вертикальному стояку. Такой тип удобен для двухэтажных частных домов и коттеджей. Воздушные пробки вам не страшны. В случае с горизонтальным вариантом —  радиаторы в каждой комнате или помещении подключены к трубопроводу, расположенному горизонтально. Двухтрубные горизонтальные схемы отопления в основном рассчитаны для обогрева одноэтажных зданий и жилых домов большой площади с необходимостью поэтажной регулировки. Возникающие воздушные пробки легко устраняются путем установки кранов Маевского на радиаторах.

На рисунке представлена вертикальная двухтрубная система отопления. Ниже можно увидеть, как выглядит двухтрубная система горизонтального типа.

Традиционно подключение радиаторов может быть осуществлено с помощью нижней и верхней разводки. В зависимости от технических условий и проекта —  выбор варианта разводки зависит от самого владельца дома.  Верхняя разводка удобнее. Все магистрали можно спрятать в чердачном пространстве. В системе создается необходимая для хорошего распределения теплоносителя циркуляция. Основной недостаток двухтрубной схемы отопления с верхним вариантом разводки —  необходимость установки мембранного бака вне отапливаемых помещений. Верхняя разводка не позволяет сделать забор технической воды для бытовых нужд, а так же соединить расширительный бак с баком для горячей воды, используемой в быту. Такая схема не подходит для жилых объектов с плоской крышей.

Система отопления частного дома радиаторами

Радиаторное отопление по сравнению с теплыми полами хотя и менее эффективно, однако используется намного чаще благодаря простоте монтажа, меньшим финансовым расходам на его устройство.

Для его организации к котлу подключают трубопровод, который ведут в отапливаемые помещения и затем подсоединяют к нему радиаторные теплообменники.

Трубы для подачи теплоносителя к радиаторам прокладывают под стяжкой или по поверхности вдоль стен.

Температура радиаторов, как и теплоносителя в системе, обычно не превышает 80 С и может регулироваться как на отдельных теплообменных приборах при помощи терморегуляторов, так и в общем на котле.

Рис. 9 Самотечная отопительная система двухэтажного дома – схема

Самотечная

При организации отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома в самом верхнем помещении, которым обычно является чердак, устанавливают расширительный бак большого объема. От котла, расположенного в подвале, к нему подводят трубу, по которой нагретый теплоноситель поступает в емкость. Из расширительного бака по наклонному трубопроводу горячая вода направляется в радиаторы обычно по диагональной схеме подключения, и затем возвращается в котел для подогрева.

К недостаткам самотечной системы отопления в частном доме относят не слишком высокий напор — для создания давления в один бар бак должен находиться на расстоянии около 10 м от котла. Ситуацию исправляют, подключив в контур специальный повысительный или циркуляционный насос.

Так как скорость течения жидкости в самотечных системах невелика и редко превышает 0,2 м/с, для доставки теплоносителя в необходимых объемах используют трубопровод больших диаметров в 32 или 40 мм.

Хотя самотечная система может функционировать при отсутствии электричества, если котел энергонезависимым, ее практически не используют в современных домах коттеджного типа из-за низкой эстетичности и неудобства пользования помещениями виду прокладки труб большого диаметра под потолками и вдоль стен.

К тому же гравитационная система без циркуляционного электронасоса не позволяет подключать к ней контуры теплых полов.

Рис. 10 Принудительная система отопления система отопления двухэтажного частного дома коллекторной

Принудительная

Данный вид отопления используют в подавляющем большинстве индивидуальных домов, где подача теплоносителя к радиаторным теплообменникам происходит за счет проталкивания его по трубам насосом.

При монтаже отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией используют закрытый расширительный бак, устанавливаемый рядом с насосом и котлом на нижнем этаже дома или в подвале. Для обеспечения циркуляции отопительной жидкости по контуру используют циркуляционный электронасос и дополнительные агрегаты, если применяют прогрев помещений теплыми полами.

Трубопровод принудительный системы прокладывают под полом или над его поверхностью, поэтому он имеет намного более высокую декоративность, чем гравитационный аналог. Также в принудительной системе в сравнении с самотечной иногда проще регулировать температуру отдельных теплообменных приборов.

Рис. 11 Биметаллический и панельный радиатор — конструктивное устройство

Радиаторы

В качестве радиаторов современных отопительных систем чаще других используют биметаллические разновидности, имеющие ряд неоспоримых преимуществ в сравнении с ранее популярными алюминиевыми. Они собираются из секций любой длины и имеют четыре резьбовых патрубка для подсоединения к трубопроводной магистрали по любой из выбранных схем подключения. Обычно к одному верхнему патрубку подключают трубу подачи с терморегулятором, ко второму нижнему обратки, вверху устанавливают кран Маевского, а внизу на четвертый отвод — заглушку.