Схема отопления двухэтажного дома: обзор разновидностей и их характерных особенностей

По мере освоения отечественными строительными компаниями каркасной технологии двухэтажные коттеджи становятся все более доступными.

Сегодня такой дом, очень теплый и уютный (если верить рекламным проспектам), может позволить себе даже человек со средним достатком. Н

о каким бы теплым ни было жилище, придется решать вопрос о его отоплении, если только это не хижина где-нибудь в знойных тропиках.

Давайте посмотрим, какой может быть схема системы отопления двухэтажного частного дома и как среди множества вариантов выбрать самый подходящий.

Проект отопления двухэтажного дома

Грамотное проектирование эффективной системы отопления начинается с определения желаемого температурного режима для каждого помещения загородного 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.

Схема отопления двухэтажного дома

На следующем этапе нужно определить способ прокладки трубопроводов и подключения батарей. Наметим проекты отопления частного двухэтажного дома. Тут есть два варианта:

Вертикальный

От котла пускают вертикальный участок до чердака, по периметру которого прокладывают раздаточное кольцо. Затем от кольца опускают несколько стояков, которые пронизывают все помещения. К ним и подключаются радиаторы.

Двухтрубная вертикальная система отопления

Таким образом, радиаторы с разных этажей, расположенные друг над другом, объединяются в последовательность. В подвале также прокладывается кольцо обратки, куда осуществляется слив остывшего теплоносителя из батарей.

Преимущества:

1. Остывающий теплоноситель двигать в направлении сверху вниз легче всего (хорошо подходит для систем с естественной циркуляцией).
2. Стояков можно установить сколько угодно, поэтому данная схема подходит для домов с большой площадью этажа.
3. Вертикальные трубы подачи и обратки не нужно разносить, поэтому они могут быть спрятаны в одной нише.

Недостатки: радиаторы подсоединяются к стоякам боковым подключением, из-за чего они работают менее эффективно.

Горизонтальный

В этом случае в последовательность объединяются радиаторы, расположенные на одном уровне (этаже).

Преимущества:

• Не понадобится разливное кольцо (далеко не всегда есть возможность его проложить, так как нужен утепленный чердак или технический этаж).
• Радиаторы подключаются по сквозной схеме.

Недостатки:

• Трубы подачи и обратки придется разносить (первая – выше батарей, вторая — ниже), так что скрытая прокладка скорее всего не получится.
• Затрудняется естественная циркуляция теплоносителя.

Однотрубное отопление: достоинства и недостатки

Даже в горизонтальном контуре трубы можно проложить скрыто, если воспользоваться однотрубной схемой подключения радиаторов. Это самый простой и дешевый вариант, при котором отопительные приборы образуют последовательность.

При этом для их соединения используется всего одна труба, к тому же ее можно прокладывать на любом уровне (сравните со схемой двухтрубного отопления двухэтажного дома, где труба подачи обязательно должна быть выше радиаторов).

Однотрубная и двухтрубная разводка

Пользуясь такой возможностью, домовладельцы часто прячут трубы отопления в конструкции пола, вследствие чего интерьер помещения сохраняет «первозданный» вид. А если еще и установить стильные трубчатые радиаторы – дизайн комнаты приведет ваших гостей в восторг.

Однако, у однотрубной схемы системы отопления двухэтажного дома есть и существенные недостатки:

1. К последним батареям контура теплоноситель приходит уже довольно остывшим. Поскольку при охлаждении воды газы в ней растворяются лучше, в такой системе часто имеет место самозавоздушивание. В результате на каждый радиатор приходится устанавливать воздушный дренаж.
2. Нет возможности независимой настройки мощности теплоотдачи на каждом приборе.
3. В случае ремонта одного из радиаторов отключать и дренировать приходится всю систему.

Практическая магия схемы Тихельмана

Принято считать, что в двухтрубной системе отопления распределение тепла между радиаторами из-за параллельного подключения осуществляется абсолютно равномерно.

Это не совсем так. Прежде всего, уясним, что гидравлическое сопротивление трубопровода пропорционально его длине.

В обычной двухтрубной системе путь через первый радиатор является для теплоносителя кратчайшим, а через последний – самым долгим.

Соответственно, в первом случае среде приходится преодолевать минимальное гидравлическое сопротивление, а во втором – максимальное. Понятно, что жидкость течет, образно говоря, более охотно через ближайшие к котлу радиаторы, чем через отдаленные.

Чтобы уравновесить систему, предлагается «обратку» начинать от выходного патрубка первого радиатора, затем прокладывать ее до последнего, попутно подключая прочие радиаторы. И только после врезки от последнего радиатора обратная магистраль направляется к котлу. Это и есть схема Тихельмана.

Таким образом, двигаясь через любой радиатор, теплоноситель будет проходить путь одной и той же длины с равным гидравлическим сопротивлением. При этом объемы среды, протекающей через каждый прибор, как и теплоотдача, станут равными.

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.

Расширительный бак для отопления закрытого типа

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.

Коллекторная схема, универсальность применения

Коллектор представляет собой емкость с отводами, через которые теплоноситель поступает к каждому радиатору по индивидуальному трубопроводу. На отводах устанавливается регулирующая арматура, а после нее – манометры.

Такая схема отопления двухэтажного дома обеспечивает следующие преимущества:

1. Не сходя с места, домовладелец может регулировать теплоотдачу на любом радиаторе.
2. Любой участок сети можно изолировать для обслуживания и ремонта.
3. При использовании специальной разновидности коллектора – гидрострелки – в отдельные радиаторы или контуры можно подавать теплоноситель с разной температурой (используется, в основном, для «теплого пола»).
4. Как и в однотрубной системе, трубы можно прокладывать как угодно, в том числе и в конструкции пола.

Коллекторная система отопления 2-этажного дома

Недостатки у данной схемы также весьма существенны:

1. Потребуется гораздо больше труб, чем для обычной двухтрубной системы. Соответственно, дороже обойдется и монтаж.
2. При открытой прокладке большое количество труб заметно портит интерьер.

Опять же по причине большой протяженности трубопроводов значительно возрастает гидравлическое сопротивление системы, поэтому работать в режиме естественной циркуляции она не может – обязательно нужен циркуляционный насос. Отдельный насос понадобится и для каждого контура, подключенного к гидрострелке. При отключении электричества, разумеется, система окажется абсолютно неработоспособной.

Чем руководствоваться, выбирая схемы разводки отопления в двухэтажном доме?

В вопросе выбора схемы отопления домовладелец вынужден балансировать между ее функциональностью и удобством эксплуатации с одной стороны, и стоимостью – с другой.

«Золотой серединой» с уверенностью можно считать двухтрубную систему.

Однако, утверждать однозначно, что она в любом случае окажется лучше однотрубной, нельзя – многое зависит от типа дома и расположения помещений в нем.

Если площадь этажа большим размером не отличается, и комнаты расположены в порядке убывания комфортности (например, детская – спальня – гостиная — кухня), то однотрубная система окажется более целесообразной.

Что касается коллекторной системы, то из-за значительных затрат на покупку материалов и монтаж рекомендовать ее пока можно лишь в исключительных случаях. Примером тому могут служить дома, часть которых сдается в аренду либо где помимо семьи проживает прислуга. То есть там, где домовладелец имеет ограниченный доступ в некоторые помещения, вследствие чего он не может непосредственно регулировать теплоотдачу установленных там радиаторов.

Видео на тему