Схема и особенности коллекторной системы отопления двухэтажного дома

Классические однотрубная и двухтрубная отопительные системы, обычно применяемые для обогрева частных домов, начали постепенно вытесняться более рациональными по конструкции коллекторными схемами.

В качестве главного преимущества коллекторной системы отопления двухэтажного дома обязательно указывают ее способность замедлить остывание теплоносителя.

Поскольку популярность коллекторной конструкции приобретает все большую популярность, есть смысл рассмотреть более подробно типовой проект отопления двухэтажного дома с ее применением.

Как устроена коллекторная система отопления двухэтажного дома

Главную роль в работе системы играет особый элемент, являющийся распределительным узлом, еще его называют гребенкой.

Распределительный узел является, по сути, видом сантехнической арматуры, предназначенным для распределения теплоносителя но всем магистральным и кольцевым элементам системы отопления.

Коллекторная система отопления

Коллекторную группу дополняют:

• расширительным баком;
• циркуляционным насосом;
• специальными, обеспечивающими безопасную работу системы, приборами.

Коллекторной схемой отопления предусматривается параллельное подключение всех ее компонентов к гребенке.

Строение коллекторного узла следующее:

• входная часть, подключенная к отопительному котлу посредством подающей трубы, служит для приема и распределения нагретого теплоносителя по всему контуру;
• выходная часть предназначена для сбора остывшего носителя и перенаправления его на вход отопительного агрегата, ее подключение производится к обратным патрубкам отдельных контуров.

Принцип действия системы

Главным отличием коллекторной схемы является независимое подключение каждого из отопительных элементов находящихся в сооружении. Это очень выгодно в том плане, что хозяева получают возможность регулировать температуру каждого радиатора отопления, при желании его несложно отключить совсем.

Иногда применяется вариант подключения смешанного типа, когда к гребенке подключается несколько контуров, что дает возможность независимого управления каждым из них.

Но при этом элементы сети, находящиеся внутри контура, подключаются последовательно.

Сама гребенка является отрезком трубы большого диаметра, она имеет один вход и несколько выходов, их количество соответствует числу контуров, которые потребуется подключить.

Посмотрим видео:

Плюсы и минусы коллекторной системы отопления двухэтажного дома

Как и любой другой вариант устройства отопительной системы, коллекторная имеет некоторые недостатки и бесспорные преимущества.

В качестве положительных моментов отметим:

• Возможность управления каждым из элементов в отдельности, т.е. в любом помещении внутри дома можно получить желаемую температуру;
• Отключать, или наоборот, подключать отопительные радиаторы, можно по желанию, каждый в отдельности, группой, или все вместе. Эти манипуляции не окажут никакого влияния на температуру батарей в рядом расположенных комнатах;
• Коллекторные схемы позволяют применять трубы небольшого диаметра, их несложно спрятать в стяжке;
• Не представляет особых сложностей ремонт обнаруженных поломок, поскольку имеется возможность автономного отключения каждого из элементов, система во время ремонта может функционировать в привычном режиме.

Для формирования нескольких контуров с разными параметрами, в том числе перепадами давления или различной температурой носителя, рекомендуется устанавливать гребенки, оснащенные функцией гидравлического компенсатора.

Преимущества их заключаются в возможности снизить потери при транспортировке тепла к радиаторам, т.е. появится возможность снижения мощности котла, а следовательно экономии топлива.

Главным недостатком коллекторной системы отопления является повышение расхода труб, причем в сравнении с однотрубной системой при последовательном подключении примерно в 2 — 2,5 раза. Сумма затрат при этом напрямую зависит от отапливаемой площади.

Также потребуется установка циркуляционных насосов.

К отрицательным моментам следует отнести зависимость системы от наличия электроэнергии. Даже если котел будет работать, в результате отключения электричества система перестанет обогревать дом, трубы остынут. Т.е. применение коллекторной системы рискованно в районах, где часто наблюдаются перебои электроснабжения.

Поскольку места соединений труб являются точками появления возможных дефектов, то укладывать их в стяжку не рекомендуется. При возникновении протечек придется разрушать монолитный бетон, занятие достаточно трудоемкое и затратное.

По этой причине рекомендуется все места стыков и соединений размещать над уровнем пола, обеспечивая к ним беспрепятственный доступ. Идеальный вариант если все соединения выполняются в коллекторном шкафу.

Многоквартирный дом, в каких случаях приемлема коллекторная система отопления

Стандартного решения при составлении схемы коллекторной системы нет, общепринятые стандарты планировки тоже отсутствуют. Подбором оборудования должны заниматься специалисты, учитывая конкретные задачи, которые требуется решать.

Не следует игнорировать мнение специалистов: такая система не может быть рекомендована для отопления в многоэтажных домах.

Варианты отопительной системы в многоэтажных домах

Проблема в том, что отопление в квартире обеспечивается подачей теплоносителя как минимум двумя стояками. Обязательное же условие рассматриваемой системы — подключение всех радиаторов к одному стояку.

Оставив один источник поступления тепла, потребуется перекрыть остальные, т.е. заварить их. Вся нагрузка сосредоточится на оставленном стояке, при этом в пределах конкретно взятой квартиры произойдет образование замкнутой гидравлической цепи.

Все находящиеся на верхних этажах радиаторы будут отрезаны от централизованной системы отопления и теплоноситель в них поступать не будет. Естественно, жильцы верхних этажей выразят недовольство и будут требовать в принудительном порядке восстановления прежних коммуникаций.

Единственным законным вариантом применения коллекторных схем в многоквартирном доме будет такой, когда в процессе строительства были установлены дополнительные вентили, позволяющие подключение контуров разных конфигураций.

Схема коллекторной системы отопления частного двухэтажного дома

Итак, оптимальный вариант применения коллекторной системы отопления — частный дом.

Составляя схему не следует упускать важные моменты. В системе должен присутствовать воздухоотводчик, место размещения автоматизированного клапана — коллекторы подачи и обратки.

Обязательным элементом является расширительный бак с объемом не менее 3% от суммарного объема теплоносителя в системе. Размещать его рекомендуется перед циркуляционном насосом, на обратке. Этими агрегатами оснащают каждый из контуров. Важным момент — низкая температура носителя обратки позволяет получать максимальную отдачу от работы насосов.

При установке гребенки с гидравлическим компенсатором установка расширительного бака производится перед основным насосом.

Фиксация циркуляционных насосов производится в в таком положении, когда вал расположен строго горизонтально.

Как регулировать коллекторную систему отопления двухэтажного дома

Выполняя разработку и расчет коллекторной системы отопления, инженер учитывает расход теплоносителя на каждый из радиаторов и контуров обогрева пола.

Теоретически предполагается, что для каждого отдельно взятого случая будет производиться регулировка.

Практика показывает, что обычного потребителя волнует только температура в помещениях.

К самостоятельной балансировке системы се же потребуется прибегнуть:

• если обнаружили, что расположенные ближе к котлу радиаторы нагреваются сильнее;
• какая-то из батарей издает шум притекающей воды;
• трубы, расположенные в стяжке пола прогревают его поверхность неравномерно.

Для самостоятельной диагностики неполадок особых приспособлений не потребуется.

Желательно подготовить:

• контактный электронный термометр;
• лист бумаги и карандаш.

Профессионалы обычно используют тепловизор, поскольку стоит он недешево, попытаемся обойтись подручными средствами.

При отсутствии схемы разводки труб, потребуется начертить ее самостоятельно. На эскизе проще будет определить очередность подключения отопительных элементов и вычислить расстояние от них до котла.

Специалисты также рекомендуют промыть грязевик, расположенный перед входом в котел и прогреть систему до температуры порядка 70 С +80 С.

Очень полезным устройством для диагностики окажется насос Grundfos Alpha 3, при помощи смартфона этот циркуляционный агрегат поможет узнать точную глубину регулировок. Конечно, стоимость этого умного изделия немаленькая.

Лучевая схема подключения радиаторов и контуров напольного обогрева предполагает подключение каждого элемента к распределительной гребенке, поэтому выполняют балансировку на коллекторе. В зависимости от наличия ротаметров выбирают метод настройки.

Для правильной настройки рекомендуется определить расход воды, протекающей по каждому из контуров, и количество выделяемого этим контуром тепла. В качестве расчетного значения используется разница температуры воды на входе и на выходе — 10 градусов.

Предлагаем посмотреть полезное видео:

В результате расчетов можно узнать расход теплоносителя, т.е. количество литров воды, которое должно проходить через контур за единицу времени.

Сама балансировка выполняется следующим образом:

• При заполненной системе включается циркуляционный насос напольного отопления.
• Используя ручную регулировку, требуется закрыть каждый из термостатических вентилей на 2-й части гребенки.
• После полного открытия первого вентиля настраивается соответствующий ротаметр.
• Для получения необходимого объема протока потребуется повернуть нижнее кольцо расходометра в определенное положение.
• Выполнив настройку, вентиль закрывают, переходят к настройке следующего контура.

Примерно так выполняется балансировка

Завершив работу, рекомендуется открыть все регуляторы и перепроверить расход воды по каждому ротаметру.

Для балансировки радиаторов лучевой разводки применяют аналогичные методы. Можно совместить вариант расчетного расхода с методом измерения температуры на поверхности радиаторов. Если коллектор не оснащен ротаметрами, то процесс настройки растянется на несколько суток.

Изначально установку делают приблизительно, с учетом мощности и длины контура, далее производятся замеры температуры на обратке, в зависимости от результатов выполняется корректировка величины протока.

Монтаж системы

Рациональным вариантом считается планирование и монтаж коллекторной системы отопления на этапе строительства дома. Выполнять работы после заливки чистового пола или его укладки нецелесообразно с экономической точки зрения.

Единственно правильным вариантом в таком случае будет открытый монтаж труб.

Полезным моментом будет установка коллекторного шкафа, представляющего собой короб. Он послужит для придания помещению более эстетичного вида, кроме того защитит аппаратуру от возможных механических повреждений. Обычно такие короба располагают в кладовых, гардеробных, в коридорах.

Если проектируется отопление двухэтажного здания, то рекомендуется устанавливать коллекторы на обеих этажах. Наличие дополнительных узлов позволит обеспечить одинаковую длину контуров.

Если монтаж системы производится наружно, трубы в последствие скрывают при помощи декоративного плинтуса.

Посмотрим видео о монтаже коллекторной системы отопления в двухэтажном доме:

Рекомендации по выбору комплектующих

Естественно, лучшим вариантом будет покупка распределительного узла, изготовленного на заводе. Поскольку продукция представлена в широком ассортименте, то несложно будет подобрать модель, подходящую под заданные параметры.

Трубы следует выбирать по следующим характеристикам:

• термостойкость;
• устойчивость к коррозийным процессам;
• прочность на порыв;
• гибкость, ведь их придется укладывать под разными углами.

Лучшим вариантом будет приобретение труб в бухтах, это позволит обойтись без соединений при разводке. При закрытом варианте прокладки внутри стяжки этот момент очень важен.

Диаметр труб и шаг их укладки определяют расчетным путем. При проектировании учитывают, что длина контура не может превышать 90 м.

Для систем частного дома рациональнее покупать сшитые полиэтиленовые трубы. Они допускают температуру воды в системе порядка 95 С и выдерживают давление в пределах 10 кгс/кв.см.

Для состыковки таких труб применяются натяжные фитинги, что позволяет получать неразрывные соединения.

Соединение труб из металлопластика при помощи накидных фитингов не относится к неразъемным, в соответствии со СНиПом его нельзя заливать бетоном.

Для монтажа лучевой системы отопления в многоквартирных домах потребуется учесть, что рабочее давление будет составлять от 10 до 15 атмосфер, а температура горячей воды от 100 до 120 С.

Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение гофрированным трубам из нержавеющей стали, они намного прочнее. Такие трубы имеют отличную гибкость, их удобно применять при обустройстве теплого пола.

Коллекторная система отопления двухэтажного дома позволяет обеспечить комфортную температуру в помещении при низком расходе топлива. Схемы применяются для создания теплого пола, преимуществом которого является равномерность распределения тепловых потоков по поверхности и распределение тепла по всему объему комнаты естественным способом.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Для комфортного проживания в частном секторе необходимо наличие коммуникаций, среди которых отопительная система занимает одно из важных мест. От неё зависит оптимальный температурный режим, сохранность домостроения и уют. При проектировании строительных планов специалисты включают именно схему с принудительной циркуляцией отопления двухэтажного дома. Это обуславливается необходимостью подъёма теплоносителя в системе на дополнительную высоту.

1 Разновидности схем отопления</span></h2>

Подробная схема отопления 2-х этажного частного дома с принудительной циркуляцией — это комплекс элементов, состоящий из трубопроводов, котла, фитингов, температурных датчиков и других узлов. При правильном их выборе и монтаже расходы на обогрев жилья существенно снизятся, а жильцы будут довольны уютным микроклиматом. В настоящее время отопительная система двухэтажного дома может выполняться разными способами:

• однотрубным и двухтрубным;
• с верхней и нижней разводкой;
• с гравитационной циркуляцией и принудительной;
• со стояками горизонтального и вертикального положения;
• с вариантом магистрального движения теплоносителя;
• тупиковая схема.

Хозяин коттеджа выбирает самую приемлемую и эффективную систему, которая бы обеспечивала поддержание нужной температуры в доме определённый промежуток времени, была оснащена простым, функциональным и удобным управлением, давала возможность выполнения отопления по типу «тёплый пол». Оптимальным считается вариант обогрева, когда все устройства системы функционируют при помощи автоматики.

‘ >Принудительная схема отопления. Схема отопления с принудительной циркуляциейРекомендуемЗакрытая система отопления: схема с принудительной циркуляцией

2 Однотрубная система</span></h2>

Самой простой является схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома. Также она называется «Ленинградкой». Такую схему отопления двухэтажного частного дома своими руками можно провести без особых сложностей. Отличается экономичностью, функционируя на газовом или электрическом котле, при помощи кирпичной печи, отапливаемой торфяными брикетами, дровами, углем. Выбирая «Ленинградку», можно сэкономить на средствах, так как труб, необходимых для установки обогрева помещения, потребуется в 2 раза меньше, если сравнивать с двухтрубной системой. Характеризуется ещё такими положительными моментами:

• малой трудоёмкостью при выполнении монтажа и его «бюджетностью»;
• простотой ремонта;
• не нарушает концепцию интерьера в доме (при небольшом количестве труб);
• возможностью изготовления контура «тёплый пол» (при выполнении определённых требований).

Однотрубный контур можно «спрятать» под пол или развести над ним. При установке трубы можно располагать в горизонтальном положении и в вертикальном.

Однако такая самотёчная система отопления может применяться только в одноэтажной постройке. В двухэтажном доме схема однотрубной системы отопления сможет функционировать только при наличии циркуляционного насоса.

Существуют ещё недостатки:

• невозможность изготовления «тёплого пола» при горизонтальном контуре;
• требует выполнения сварочных работ и необходимой проверки соединений;
• неравномерность теплоотдачи от батарей, находящихся в разных комнатах.

Схема однотрубной системы представляет собой трубу с подключением к ней всех радиаторов отопления. Нагретая котлом вода распространяется по всем батареям поочерёдно, в каждой отдавая определённое количество тепла. Следовательно, ближайшая к котлу будет горячая, а последняя — чуть тёплая.

‘ >2. Основные элементы системы отопления с принудительной циркуляциейРекомендуемКак сделать систему отопления с естественной циркуляцией

3 Контур с двумя трубопроводами</span></h2>

По-настоящему комфортные условия может создать двухтрубная обогревательная система. Для изготовления потребуется большее количество труб и других дополнительных материалов, но выполнение эффективного и качественного обогрева частного дома значительно важнее.

Внешне контур выглядит, как две трубы — для подачи и обратки, расположенные параллельно. Батареи патрубками сообщаются и с одной, и с другой. Нагретая вода поступает в каждый радиатор, затем остывшая выходит из него прямо в обратку. Горячий теплоноситель и холодный идут по разным трубопроводам. При такой схеме отопления температура нагрева радиаторов приблизительно одинаковая.

Проходя через трубы и радиаторы, водяной поток идёт по более «лёгкому» пути. Если попадается разветвление, где один участок с большим гидродинамическим сопротивлением, чем другой, то жидкий теплоноситель поступит во второй, который с меньшим сопротивлением. Следовательно, трудно будет сразу предугадать, какой участок будет нагрет сильнее, а какой — слабее.

Для регулирования прохождения воды через отопительные установки нужно, чтобы на каждой из них был установлен балансировочный дроссель. При помощи этого устройства владельцы жилья могут управлять потоком тепла и корректировать отопление в двухконтурной системе. Все радиаторы должны быть оснащены специальными кранами Маевского для устранения воздуха. Универсальная схема может дополняться любыми устройствами теплообмена: радиаторами, тёплыми полами, конвекторами. Они позволят правильно сделать отопление в двухэтажном доме.

Эффективность работы двухтрубной системы можно повысить коллекторной или лучевой разводкой. Такая схема называется комбинированной. Существует тупиковый вид двухтрубной системы, когда подающая и обратная линии контура заканчиваются на последнем теплообменнике. Фактически, водяной поток меняет направление движения, возвращаясь к котлу. Применение раздельной попутной схемы отопления для каждого этажа облегчит настройку контура и обеспечит оптимальный обогрев всего дома. Но для повышения эффекта необходимо сделать врезку балансировочного крана для каждого этажа.

‘ >Схема отопления двухэтажного дома теплый пол + коллекторное отоплениеРекомендуемВиды насосов, устанавливаемых в систему отопления

4 Принудительный способ</span></h2>

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Отопительная система с циркуляционным насосом отличается практичностью: в весенний и осенний периоды, когда нет морозов, её можно использовать с применением низкотемпературного режима, чего не сделаешь с естественной циркуляцией теплоносителя. Из-за повышения давления в контуре на фоне функционирования насоса усложняется устройство расширительного бака. Здесь он закрытого типа и разделён на две полости эластичной мембраной. Одна предназначена для излишка жидкости в системе, другая для сжатого воздуха, регулирующего давление в системе.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

‘ >Двухтрубная система отопления, разные схемы (схема Тихельмана)

5 Положительные и отрицательные характеристики</span></h2>

Принудительная циркуляция позволяет свободно располагать элементы отопительной системы относительно друг друга. Всё же основные правила монтажа обвязки котла, подключения радиаторов, установки трудных линий не следует игнорировать. Используя принудительную циркуляцию, можно заметить такие преимущества:

1. 1. Благодаря высокой скорости теплоносителя равномерно прогреваются все теплообменники (радиаторы), из-за чего обогрев помещений осуществляется более качественно.
2. 2. Принудительным нагнетанием водяного потока можно обогревать помещение любой площади и устраивать контур довольно большой протяжённости.
3. 3. Даёт возможность системе работать при пониженном температурном режиме (менее 60 градусов), благодаря чему создаётся оптимальная температура в частном доме.
4. 4. С низкой температурой и невысоким давлением (3 бара) для устройства системы можно использовать трубы из пластика, которые дешевле металлических.
5. 5. Диаметр тепловых линий меньше, по сравнению с тем, который необходим в контуре с естественной циркуляцией.
6. 6. Использование батарей отопления любых видов (рекомендуются алюминиевые радиаторы).
7. 7. Принудительная циркуляция теплоносителя способствует быстрому обогреву помещения.
8. 8. Регулирование температуры можно выполнять как по всему контуру, так и в определённых точках (корректировать нагрев на каждом теплообменнике).

Ещё одним преимуществом принудительного способа отопления является выбор места для монтажа теплогенератора на своё усмотрение. Обычно это первый этаж или подвал.

При всех достоинствах такого способа отопления существуют и недостатки. Например, при прохождении теплоносителя по системе слышен шум, который усиливается на поворотах тепловой линии и в местах сужения. Часто это может быть причиной излишней производительности насоса, несоответствующей конкретной отопительной системе. Второй недостаток — зависимость от электричества. При его отключении остановится движение теплоносителя в системе, так как питание циркуляционного насоса происходит от электросети.

‘ >Система отопления частного дома.

6 Составляющие отопительной системы</span></h2>

При правильно составленном проекте, грамотном монтаже, бережной эксплуатации схема отопления с принудительной циркуляцией является оптимальным и эффективным вариантом обогрева дома (двухэтажного и трёхэтажного). Для установки системы понадобится использование таких устройств и материалов:

• теплогенератора (иногда приобретают настенный тип);
• расширительного бака;
• циркуляционного насоса;
• отопительных приборов;
• труб;
• запорной и регулировочной арматуры.

Теплогенератор для системы с принудительным способом отопления может функционировать, используя любой доступный вид топлива. Главное, выбрать котёл с мощностью, при которой он смог бы обогревать отапливаемую площадь дома.

Принципиальным для такой системы должно быть наличие мембранного расширителя. При нагревании теплоноситель увеличивается в объёме в замкнутом пространстве. Для предупреждения аварийных ситуаций, при которых разрываются трубы и радиаторы, применяется расширительный бак. Он хорошо справляется с излишним давлением.

Благодаря схеме отопления с принудительной циркуляцией, которую обеспечивает напорный насос, теплообменные приборы могут быть разных видов и материалов. Хороший вариант — отопление «тёплый пол»:

1. 1. Для его функционирования не нужна высокая температура теплоносителя.
2. 2. Наличие напорного насоса в оборудовании системы оказывает действенное влияние на затруднённую циркуляцию теплоносителя (малый диаметр и большая длина) «тёплых полов».

Металлические трубы для устройства отопительной системы применяются очень редко из-за тяжёлого веса и высокий стоимости. К тому же они сильно поддаются коррозийным процессам, что ведёт к плохой циркуляции потока.

‘ >В чем отличией естественной от принудительной циркуляции

Поэтому лучше пользоваться современными материалами: армированным полипропиленом и металлопластиком, у которых нет таких недостатков. Приобретая их, следует помнить, что компрессионные фитинги, применяющиеся для соединений, могут через несколько лет выйти из строя из-за воздействия высокой температуры теплоносителя. Эти устройства лучше не использовать в отоплении, хотя категорического запрета не существует.

Фото

Отопительные системы загородных коттеджей высотой 2 и более этажа обычно проектируются инженерами–теплотехниками. Но хозяевам жилищ несложной планировки площадью до 200 м² не обязательно обращаться к специалистам – продумать и организовать обогрев здания можно самостоятельно. Задача данной публикации – пояснить, какая схема отопления двухэтажного дома лучше сочетается с конкретными условиями эксплуатации, котельным оборудованием и радиаторами. Предлагаем рассмотреть существующие варианты и выбрать оптимальный.

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).

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.

Схема с естественной циркуляцией

Чтобы понять принцип действия гравитационной системы, изучите типовую схему, применяющуюся в двухэтажных частных домах. Здесь реализована комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя происходит по двум горизонтальным магистралям, объединенным однотрубными вертикальными стояками с радиаторами.

Справка. Существуют и другие способы организовать самотек на двух этажах, например, разводить стояки прямо от расширительного бака трубами меньшего диаметра. Схема материалоемкая, с виду напоминает паука, а монтаж доставит немало хлопот.

Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:

1. Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
2. Нагретый теплоноситель движется по вертикальному коллектору и распределяется по горизонтальным магистралям, проложенным с уклоном в сторону радиаторов. Скорость течения невелика – порядка 0.1—0.2 м/с.
3. Расходясь по стоякам, вода попадает в батареи, где успешно отдает теплоту и охлаждается. Под воздействием гравитации она возвращается в котел по обратному коллектору, собирающему теплоноситель из остальных стояков.
4. Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.

В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится на байпасе параллельно подающей магистрали и функционирует при наличии электроэнергии. Когда свет отключается, насос бездействует, а теплоноситель циркулирует за счет гравитации.

Сфера применения и недостатки самотека

Назначение гравитационной схемы – теплоснабжение жилищ без привязки к электричеству, что актуально в отдаленных регионах с частыми отключениями света. Сеть самотечных трубопроводов и батарей способна работать вместе с любым энергонезависимым котлом либо от печного (раньше говорили – парового) отопления.

Разберем отрицательные стороны использования самотека:

• из-за малой скорости протока нужно повышать расход теплоносителя за счет применения труб большого диаметра, иначе радиаторы не прогреются;
• чтобы «подстегнуть» естественную циркуляцию, горизонтальные участки прокладываются с уклоном 2—3 мм на 1 м магистрали;
• здоровые трубы, идущие под потолком второго этажа и над полом первого, портят внешний вид комнат, что заметно на фото;
  

  

• затруднено автоматическое регулирование температуры воздуха – на батареи нужно покупать только полнопроходные термостатические клапаны, не препятствующие конвективной циркуляции теплоносителя;
• схема неспособна работать с теплыми полами и в 3-этажном доме;
• увеличенный объем воды в отопительной сети подразумевает длительный прогрев и большие затраты топлива.

Замечание. Последний отрицательный момент не играет особой роли – затраченная на производство тепла энергия никуда не денется. Она вернется в процессе остывания трубопроводов.

Чтобы выполнить требование №1 (смотри первый раздел) в условиях ненадежного электроснабжения, хозяину двухэтажного частного дома придется нести расходы на материалы – трубы повышенного диаметра и облицовку для изготовления декоративных коробов. Остальные минусы некритичны – медленный прогрев устраняется путем установки циркуляционного насоса, недостаток экономичности – монтажом специальных термоголовок на радиаторы и изоляцией труб.

Советы по проектированию

Если разработку самотечной схемы отопления вы взяли в свои руки, обязательно учтите следующие рекомендации:

1. Минимальный диаметр вертикального участка, идущего от котла, — 50 мм (имеется в виду внутренний размер условного прохода трубы).
2. Горизонтальный раздающий и собирающий коллектор допускается уменьшить до 40 мм, перед последними батареями – до 32 мм.
3. Уклон 2—3 мм на 1 м. п. трубопровода делается в сторону радиаторов на подаче и котла – на обратке.
   

   

4. Входной патрубок теплогенератора должен располагаться ниже батарей первого этажа с учетом уклона обратной магистрали. Возможно, в котельной придется сделать небольшой приямок под установку источника тепла.
5. На подводках к отопительным приборам второго этажа лучше поставить прямой байпас малого диаметра (15 мм).
6. Верхний раздающий коллектор постарайтесь уложить на чердаке, чтобы не вести под потолками комнат.
7. Используйте расширительный бак открытого типа с патрубком перелива, выведенным на улицу, а не в канализацию. Так удобнее следить за переполнением емкости. С мембранным бачком система работать не будет.

Важный момент. Все элементы гравитационной схемы, расположенные на чердаке двухэтажного дома, не забудьте тщательно утеплить, дабы не греть холодную крышу.

Расчет и проектирование самотечного отопления в коттедже сложной планировки стоит доверить специалистам. И последнее: магистрали Ø50 мм и более придется исполнять стальными трубами, медью либо сшитым полиэтиленом. Максимальный размер металлопластика составляет 40 мм, а диаметр полипропилена выйдет просто угрожающим из-за толщины стенок.

Плюсы и минусы однотрубной схемы

Однотрубная система отопления двухэтажного частного дома способна нормально функционировать только с принудительной циркуляцией от насоса. Конструкция следующая: по периметру этажа проходит одна магистраль, куда подключены все батареи. То есть, коллектор одновременно играет роль подачи и обратки.

Работа однотрубной схемы, получившей название «ленинградка», довольно сложна:

1. Если трубопроводы рассчитаны верно, то в каждый радиатор затекает приблизительно 1/3 горячей воды. Оставшиеся 2/3 объема двигаются по магистрали дальше.
2. Теплоноситель, прошедший батарею, избавляется от тепла и возвращается обратно в коллектор, понижая температуру потока на 1—2 °С.
3. Охлажденная вода течет к следующему радиатору, где процесс разделения и слияния потоков повторяется. Температура теплоносителя в коллекторе снова падает. Сколько батарей подключено к кольцевой магистрали, столько раз вода охладится.
4. Пройдя последний отопительный прибор, холодный теплоноситель возвращается в котел.

Важное условие нормальной работы системы: диаметра главной магистрали должно хватать на подачу тепла всем батареям. По факту применяются трубы размером 25—32 мм (DN 20—25) при подводящих патрубках радиаторов Ø15 мм (внутренний диаметр DN10).

Сторонники «ленинградки» называют ее главным плюсом низкую стоимость материалов и монтажа. Мы согласимся с утверждением, но с оговоркой: если производить сборку дешевым полипропиленом.

Однотрубная схема отопления, сделанная в двухэтажном доме из металлопластика, сшитого полиэтилена или металла, обойдется дороже двухтрубной из-за цены фитингов. Точный расчет предоставит наш эксперт Владимир Сухоруков ниже на видео.

Минусы «ленинградки» выглядят так:

• поскольку каждый последующий радиатор получает более остывший теплоноситель, нужно наращивать число секций для нагрева дальних комнат;
• чтобы не подбирать количество секций наобум, нужно произвести расчет остывания воды;
• максимальное число эффективно работающих батарей на одной ветви – 5—6 шт., иначе придется нарастить диаметр раздающей трубы до 40—50 мм;
• закольцованную магистраль сложнее провести по дому – мешают дверные проемы, особенно на втором этаже;
• отопительные приборы влияют друг на друга, что затрудняет организацию автоматического регулирования.

Пример. Представьте, что на всех радиаторах установлены термоголовки. Если в первой комнате воздух прогрелся до установленной температуры, термостат закроет проход теплоносителя в батарею. Тогда к остальным приборам пойдет более горячая вода, что заставит сработать остальные радиаторные клапаны.

Маленький плюс однотрубной разводки: одну ветку проще упрятать в стену либо под полы, нежели две. Отопительная сеть легко комбинируется с другими типами систем, работающих с принудительной циркуляцией.

Двухтрубная разводка – просто и надежно

Расписывать алгоритм работы двухтрубной схемы нет нужды, поскольку он прост до безобразия. Мимо всех отопительных приборов проложены 2 трубопровода – подающий и обратный. По первому горячий теплоноситель поступает в батареи, где охлаждается и возвращается в котел через второй. Подключение соответствующее – одна подводка врезана в подачу, вторая – в обратку.

В двухэтажных загородных домах применяется 2 типа двухтрубных систем:

1. Тупиковая или плечевая. Подающая и обратная магистраль заканчивается на последнем радиаторе, по факту теплоноситель меняет направления движения и течет обратно к котлу.
2. Попутная (кольцевая, петля Тихельмана). Трубопровод подачи заканчивается на последней батарее, а обратки – начинается от самого первого радиатора, проходит остальные обогреватели и возвращается к источнику тепла. Направление движения воды не меняется, отсюда и название.

Примечание. Обе системы функционируют принудительно от насоса и в подавляющем большинстве случаев работают под давлением 1—2,5 Бар. Делать их открытыми бессмысленно, проще и удобнее поставить мембранный расширительный бак рядом с котлом.

Двухтрубные схемы практически безупречны, поэтому начнем с перечисления недостатков:

• протяженные ветви с большим числом отопительных приборов требуют глубокой балансировки, но при количестве батарей 5—6 шт. проблем не возникнет;
• трубопроводы петли Тихельмана неизбежно натыкаются на дверные проемы, которые приходится огибать разными способами;
• отопительная сеть, собранная из полипропилена, обойдется дороже аналогичной однотрубной системы;
• всё.

Минусов у двухтрубных схем действительно мало: они надежны, стабильны в работе, легко поддаются автоматической регулировке и одинаково хорошо функционируют с теплым полом, радиаторами и другими видами обогревателей. Плечи тупиковой разводки могут делаться разной длины и загруженности по числу батарей, а петля Тихельмана – образец гидравлического равновесия, не нуждающийся в балансировке.

Для справки. В дачном коттедже площадью до 200 м² удастся обойтись диаметрами труб 10—20 мм (внутренний), не более.

Принцип коллекторного распределения теплоносителя

Лучевая схема – это современная разновидность двухтрубной разводки, удовлетворяющая всем новым и старым требованиям: эффективность, экономичность за счет автоматизированного управления, полностью скрытая прокладка труб и так далее. В чем особенности системы:

1. Теплоноситель от котла направляется в главный распределительный узел – коллектор.
2. Радиаторы подключены подводками DN10—15 к гребенке по двухтрубной схеме, каждый к своей паре штуцеров на подающем и обратном коллекторе. Магистрали отсутствуют.
3. Подводящие трубы утеплены и проложены скрыто по любому удобному маршруту – под напольным покрытием, за натяжными потолками либо в стенах.
4. С помощью расходомеров коллектора (ротаметров) доступна ручная регулировка количества воды, направляемой к батарее. Если гребенку оснастить сервоприводами, подключенными к комнатному терморегулятору, управление потоком теплоносителя будет производиться автоматически.

Совершенство коллекторных схем отопления двухэтажных домов несколько омрачает высокая цена материалов. Гребенки с ротаметрами, трубный утеплитель, сервоприводы, — все указанные элементы стоят приличных денег. Недостаток второй: подобную систему сложно собрать в обжитых помещениях, не делая ремонта. Чтобы упрятать пучок трубопроводов, придется разобрать полы либо снять обшивку потолков.

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.

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.

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).
   

   

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:

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.

Используемые источники:

• https://foxremont.com/engineering/otoplenie/kollektornaya-sistema-otopleniya-dvuhetazhnogo-doma.html
• https://oventilyacii.ru/otoplenie/vidy-shem-otopleniya-dvuhetazhnogo-doma-s-prinuditelnoj-tsirkulyatsiej.html
• https://otivent.com/shema-otoplenija-dvuhjetazhnogo-doma