Отопление двухэтажного частного дома своими руками – схемы

Из чего состоит отопительная система

Перечень необходимого оборудования зависит от схемы организации отопления. Перечислим основные компоненты для всей совокупности решений.

Газовый котел. Его функция – греть теплоноситель. Часто он оснащен закрытым расширительным баком, а иногда и циркуляционным электронасосом. Выбор такой компоновки облегчает проектирование и монтаж теплосети. Подбор котла осуществляется исходя из мощности, необходимой для отопления жилплощади.

Стандартная формула “100 Вт на 1 м²” усреднена. В действительности необходимая мощность зависима от отапливаемого метража, т.к. его увеличение непропорционально увеличению площади ограждающих конструкций – главной причины теплопотерь. Если для отопления 100-150 м² потребуется 130 Вт на метр, то для 400-500 квадратов хватит 80 Вт.

Отопительные приборы. Они нужны, чтобы отдавать тепло для поддержания нужной температуры в помещении. Это могут быть чугунные, стальные, алюминиевые или комбинированные радиаторы. Их энергоэффективность зависит от материала и количества секций батареи, а выражается в теплоотдаче и инерционности.

Трубопровод. Он применяется, чтобы передавать и распределять теплоноситель между батареями. Для его развертывания в основном применяют бесшовные изделия из полипропилена или стали. Низкий коэффициент внутреннего сопротивления позволяет использовать их в теплосетях с принудительной и естественной циркуляцией.

Входящие в состав антифриза присадки могут разрушать полипропиленовый теплопровод. Если в доме не проживают постоянно, следует использовать стальные конструкции.

Фитинги. Необходимы для соединения труб

Важно, чтобы они не нарушали герметичность и не уменьшали проходимость теплопровода

Расширительный бак. Компенсирует скачки давления внутри теплосети, вызываемые способностью вещества расширяться при нагревании. Устраняет риск разрушения отдельных ее компонентов. Существуют конструкции открытого и закрытого типов. Использование вторых предпочтительно из-за их универсальности, безопасности и простоты обслуживания.

Поскольку эксплуатация открытого расширительного бака сопряжена с испарением теплоносителя, в такой компоновке нельзя использовать антифриз.

Запорная арматура. Позволяет отключать отдельные элементы теплосети от контура для проведения техобслуживания или регулировки температуры в помещении.

Предохранительная арматура. В эту категорию входят балансировочный вентиль, автоматический воздухоотводчик (кран Маевского), обратный и предохранительный клапаны. Их задачи заключаются в том, чтобы не допустить возникновение дросселирующих потоков и уберечь систему от гидроударов.

Регулирующая арматура. Предназначена для балансировки отопительной системы и управления теплоотдачей отдельных радиаторов. Это помогает установить в каждом помещении индивидуальный микроклимат, не изменяя общих показателей теплосети.

Распределительный коллектор и гидрострелка. Отвечают за разделение гидравлических контуров и распределение теплоотдачи. Улучшают проходимость сети. Уменьшают теплопотери. Поскольку они служат локальными центрами управления, на них устанавливают термометр, манометр, расходометр и др. датчики.

Подбор труб по диаметру

Обеспечить хороший прогрев помещения можно, если правильно выбрать сечение труб. За основу тут берут тепловую мощность. От нее зависит, какой объем воды должен двигаться за определенное время. Для вычисления тепловой мощности используется формулы: G=3600×Q/(c×Δt), где: G − расход жидкости на обогрев дома (кг/ч); Q − тепловая мощность (кВт); c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C); Δt − разница температур между нагретой и остывшей жидкостью (стандартное значение — 20 °C).

Чтобы система работала сбалансировано, нужно рассчитать сечение труб. Для этого нужна следующая формула: S=GV/(3600×v), где: S – поперечное сечение труб (м2); GV − расход воды (м3/ч); v − скорость движения теплоносителя (0,3−0,7 м/с).

Варианты разводки труб

Считается, что разводка трубы в частный дом – трудная задача, однако, взглянув на фото, можно убедиться, что и однотрубная, и двухтрубная, и коллекторная система не представляют собой ничего сложного. Собрать их получится своими руками, если используются лучшие трубы, не имеющие дефектов. При желании, самому получится даже подключить двухконтурный котел.

Если планируется газовое отопление, схема, в том числе расположение трубы для подачи газа, должна быть согласована в компетентных органах. Соответственно, разводка в дом выполняется только после того, как система будет одобрена, будь она однотрубная, двухтрубная или коллекторная.

Коллекторная система отопления

Рассматривая лучшие варианты, привлекает внимание коллекторная система отопления в частный дом. Ее отличительная особенность – трубы ведут к коллекторам, за что коллекторная система и получила свое название

Такая разводка в частный дом универсальна. Она позволяет монтировать двухконтурный котел и трубы к нему наиболее удобным образом. Нужно отметить, что коллекторная система – не однотрубная система и не двухтрубная, иногда ее обособляют.

Коллекторная система имеет один недостаток – трубы в дом слишком вытянуты. Преимущество, которым обладает коллекторная система – это возможность сделать отопление 2-х этажного дома по принципу «теплый пол». Как оснастить им частный дом, получится узнать на нашем сайте, в том числе можно рассмотреть фото, где изображена коллекторная система.

Монтажные работы

Инструкция:

1. Выполняется установка бака.
2. По периметру помещения осуществляется прокладка трубопровода. Начинать нужно строго от котла. На нем же замыкается весь контур.
3. Когда магистраль проложена, на незначительном расстоянии от источника подогрева носителя тепла требуется осуществить врезку для вертикальной трубы. Процедура осуществляется технологическим способом.
4. На вышине данной зоны проводится установка расширительного бака.
5. Радиаторы и магистраль соединяются. Нижнее подключения (горизонтальное) должно быть с патрубками снизу.
6. Далее в батарею требуется врезать трубу входа и выхода. Высота – разная. Подключения при этом будет горизонтальным.

Монтаж байпасов

При заключительных работах необходимо будет снабдить установку приборами, которые будут осуществлять контроль. Также монтируются краны и байпасы. Это обеспечивает стабильность и корректность работы установки.

Если применяется вертикальный метод, возникает нужда в подключении циркуляционного насоса. Это будет «подушкой безопасности» в случае внезапного отключения света.

Основные требования

Если система проектируется с учетом СНиПа, проблем с ней не возникнет. Но этого мало. Хорошо продуманная конфигурация отличается такими качествами:

1. Энергоэффективность (экономичность). Эта характеристика особо важна в климатических зонах с низкой среднегодовой температурой и продолжительным отопительным периодом. Поддержание комфортного микроклимата в доме – одна из основных статей расходов домовладельцев.
2. Надежность и отказоустойчивость. Остановка системы посреди отопительного сезона опасна для здоровья жильцов. А регулярные перепады температуры и длительное промерзание наносят зданию непоправимый ущерб.
3. Максимальная безопасность. Следует предусмотреть все возможные негативные сценарии и минимизировать риск их возникновения.
4. Автономность и простота эксплуатации. Продуманная система отопления должна обходиться без вмешательства человека как можно дольше.
5. Полная управляемость. В грамотно реализованной системе настройке поддается все. Даже микроклимат в каждом отдельном помещении.
6. Эстетичность и бесшумность. Наличие отопительных инженерных сетей в доме должна выдавать только температура в помещениях. А работу электронасоса хорошо слышно даже днем. И если это не исправить, жильцы перестанут спать ночами.

В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?

Только не в 3-х этажном доме. «Самотечный» теплоноситель движется «лениво». Имеющиеся 20 кг разницы в весе тонны нагретой и холодной воды не создадут достаточной разницы давлений между «подачей и «обраткой для интенсивного движения по трубам, батареям.

В двухэтажном доме «самотек» будет работать неплохо, но второй этаж должен быть полноценным, имеющим чердак, позволяющий установить расширительный бачок. От котла в подвале (приямке) до бачка идет главный вертикальный стояк подачи. От стояка отходит т.наз. «лежак», уклоняющийся вниз. От «лежака» опускаюся стояки к этажным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает устройство отопления многоэтажного дома.

Самотечная однотрубная вертикальная система 2-х этажного дома.

Мансардный второй этаж вашего дома, имеющий окна в крыше (невысоких стенах) затрудняет монтаж самотечной системы. Мансарда исключает установку открытого расширительного бачка, наполненного антифризом. Герметичный бачок с газоотводящей трубкой, выведенной наружу, спасет положение, увеличивая затраты.

Наклонные трубы-«лежаки» плохо вписываются в пространство мансарды, могут пересекать оконные проемы, портя интерьер помещения.

«Самотек» больше подходит одноэтажным домам в местностях, характеризуемых ненадежным электроснабжением.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

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.

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.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Монтажа системы при планировании тёплого пола

Основные нюансы, которые необходимо учитывать при планировании монтажа тёплого пола:

При монтаже тёплого пола обязательно надо учитывать тип последующей отделки

Очень важное правильно подбирать напольное покрытие. Очень! Например, если поверх тёплого пола будет положена стяжка (а она обязательна и в любом случае будет), а сверху стяжки 10-сантиметровый паркет — то зачем тогда вообще нужен этот тёплый пол, если КПД подобной системы будет равен нолю? Все подобные моменты обязательно необходимо учитывать;
Трубопровод тёплого пола всегда и при любых обстоятельствах монтируется исключительно в стяжке самого пола

Тогда обычно люди задаются вопросом: а какая должна быть её толщина? Но ответить на этот вопрос специалисты смогут только в том случае, если будут владеть информацией обо всех исходных параметрах самого дома и требуемой для отопительной схемы мощности;

Даже если на первом этаже тёплый пол планируется установить только в некоторых частях, проводить теплоизоляцию придётся по всей поверхности пола, иначе тепло будет уходить в подвал, тем самым расходуя энергию фактически в никуда и понижая КПД целиком всей системы. Конечно, это при условии, что в подвальном помещении нет жилых комнат или не содержаться какие-либо животные. Для второго этажа данное условие необязательно;

Кстати, любая схема водоснабжения будет работать эффективнее, если будет обладать естественной, а не принудительной циркуляцией, что крайне важно. А сильно ли различаются системы отопления?. Например, в чём будет отличие системы отопления одноэтажного кирпичного частного дома с наличием полипропиленовых труб (трубы из полипропилена сейчас популярны) от двухэтажного деревянного, который отапливается электрокотлом?

Например, в чём будет отличие системы отопления одноэтажного кирпичного частного дома с наличием полипропиленовых труб (трубы из полипропилена сейчас популярны) от двухэтажного деревянного, который отапливается электрокотлом?

Общая схема устройства тёплого пола в доме

В любом случае система отопления в одноэтажном доме априори будет проще с технической точки зрения, чем в домах с двумя и более этажами. А если брать огромные дома, площадь которых начинается от 500 м², то там всё настолько сложно и совершенно запутано, что кажется, даже физик-ядерщик сразу не разберётся, куда вставлять тот или иной фитинг и при помощи каких насосов циркулирует вода или какой-то другой теплоноситель.

Естественная циркуляция нагретой воды по трубам – еще актуальна, но отходит в прошлое

Сейчас в проектах отопления частного двухэтажного дома уже не встретишь чертежей отопительных контуров, работающих без включения в схему циркуляционных насосов. Но еще не так давно обогрев частных домовладений с индивидуальным водяным отоплением осуществлялся исключительно благодаря естественному движению воды по трубам. В некоторых домах, построенных и оборудованных всем необходимым раньше, системы отопления с самотечной циркуляцией теплоносителя функционируют по сей день.

Система отопления с естественной циркуляцией постепенно отходит в прошлое

За счет чего движется жидкость в таких трубных контурах? Циркуляцию здесь обеспечивает разница в плотности воды с различной температурой. Горячая жидкость легче (меньше плотность), поэтому стремится вверх, более холодная – вниз. Нагретый котлом теплоноситель уходит по стояку наверх, на его смену приходит остывшая вода из обратного трубопровода. Это называется конвекцией, которая обеспечивает половину энергии, необходимой для осуществления естественной циркуляции.

Вторую половину движущей силы придает жидкости гравитация. Чтобы сила притяжения действовала эффективнее, горизонтальные трубы контура (лежаки) устанавливают с уклоном в сторону движения теплоносителя. Подающий трубопровод наклонен к радиаторам отопления, обратный лежак – к котлу. Кроме уклона труб в самотечном контуре большое значение для успешного осуществления циркуляции имеют такие факторы:

• положение котла относительно обратной трубы (чем ниже установлен агрегат, тем лучше);
• диаметр трубных коммуникаций (чем шире просвет трубопровода, тем ниже сопротивление);
• сечение внутренних отверстий в батареях (та же закономерность, что и для труб).

Соблюдение этих правил позволяет сделать эффективный самотечный контур в доме своими руками. Однако условия, которые необходимо соблюдать при монтаже системы с естественным движением теплоносителя, являются причиной таких ее недостатков:

• громоздкие трубы (обычно стальные) нельзя проложить скрыто, они всегда на виду;
• для котла необходимо делать углубленную площадку, что делает неудобным его обслуживание;
• необходимо поддерживать разницу между горячим и остывшим теплоносителем не менее 25 градусов;
• оптимальными батареями отопления, имеющими наибольший внутренний просвет и меньшую подверженность коррозии (при естественной циркуляции в теплоносителе много воздуха), являются чугунные (выбор невелик);
• большой объем теплоносителя и необходимость монтировать громоздкий расширительный бак открытого типа;
• сложно провести правильные теплотехнические расчеты для равномерного обогрева комнат.

Кроме того, самотечный контур не способен полноценно обогреть габаритные постройки. Эффективная естественная циркуляция возможна при длине лежаков до 45 м и площади до 180 м2 (в двухэтажном доме). Эти минусы делают самотечные контуры минимально востребованными у домовладельцев. Но все же остаются приверженцы отопительных гравитационных систем, аргументирующие свои предпочтения такими преимуществами самотечных контуров:

• независимость от бесперебойной подачи электричества;
• бесшумность движения жидкости по трубам;
• эффективность отопительной системы при эксплуатации твердотопливных котлов (высокая инерционность частично нивелирует частые и значительные температурные перепады).

Жидкость по трубам в таких системах движется за счет разницы плотности горячей и холодной воды

При монтаже гравитационных контуров применяются две схемы трубной разводки – однотрубная, когда теплоноситель от батарей отводится по той же трубе, что и подается, и двухтрубная, когда подача жидкости и ее отведение обратно к котлу осуществляется двумя коммуникациями. Для отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией применяются те же схемы разводки. На второй этаж теплоноситель подается по стояку, отходящему от котла, остывшая жидкость сверху отводится по обратной вертикальной трубе. Лежаки на обоих этажах присоединяются к стоякам согласно примененной схемы разводки отопительных коммуникаций.

Характеристики Ленинградки

При выборе установки следует обращать внимание, что она отличается по способу циркуляции теплоносителя:

• Вода передвигается принудительно. Ленинградка с насосом увеличивает циркуляцию, но при этом расходует электроэнергию.
• Вода движется самотеком. Осуществляется процесс благодаря физическим законам. Цикличность обеспечивается разностью температур и под действием силы тяжести.

Технические характеристики Ленинградки без насоса уступают принудительной по скорости передвижения теплоносителя и быстроте нагрева.

Для улучшения свойств оборудования его комплектуют различными приспособлениями:

• Шаровые краны – благодаря ним можно регулировать уровень температуры для обогрева помещения.
• Термостаты направляют теплоноситель в нужные зоны.
• Вентили используют для регулировки циркуляции воды.

Перечисленные дополнения позволяют модернизировать даже установленную ранее систему.

Достоинства и недостатки

К плюсам использования относят:

• Экономичность – стоимость элементов невысокая, монтаж можно провести самостоятельно. При эксплуатации экономится электроэнергия.
• Доступность – детали для сборки есть в любом строительном магазине.
• Система отопления частного дома Ленинградка при поломках легко ремонтируется.

Среди недостатков отмечают:

• Особенности монтажа. Для выравнивания теплоотдачи необходимо к каждому радиатору, расположенному далеко от котла, добавлять по несколько секций.
• Невозможность подключения к горизонтальной установке теплых полов или полотенцесушителей.
• Поскольку при формировании наружной сети используют трубы с большим сечением, то оборудование выглядит неэстетичным.

Как правильно монтировать?

Установка Ленинградки вполне осуществима своими руками, для этого выбирается 1 из способов:

1. Горизонтальный. Обязательное условие – закладывание в конструкцию напольного покрытия либо поверх него, выбрать необходимо на стадии проектирования.

Подающая сеть устанавливается под уклоном для обеспечения свободного передвижения воды. Все радиаторы должны быть расположены на одном уровне.

2. Вертикальный применяется в случае использования оборудования принудительного типа. Преимущество данного способа заключается в быстром нагреве теплоносителя даже при установке труб с маленьким сечением. Функционирование происходит благодаря монтажу циркуляционного насоса. Если хочется обойтись без него, тогда следует закупить трубы с большим диаметром и расположить их под уклоном. Вертикальная система водяного отопления Ленинградка монтируется байпасами, позволяющими выполнять ремонт отдельных элементов оборудования без его отключения. Длина не должна превышать 30 м.

Особенности монтажа системы отопления Ленинградка сводятся к соблюдению последовательности работ:

• Устанавливают котел и соединяют его с общей магистралью. Трубопровод должен проходить по всему периметру строения.
• Расширительный бак является обязательным элементом. Для его подключения врезают вертикальную трубу. Она должна быть расположена недалеко от нагревательного котла. Устанавливается бак выше всех остальных элементов.
• В подводящую сеть врезают радиаторы. Их снабжают байпасами и шаровыми кранами.
• Замыкают оборудование на нагревательном котле.

Видео-обзор система разводки отопления Ленинградка поможет понять порядок работ и соблюсти их последовательность.

«Несколько лет назад переехали жить за город. У нас установлена однотрубная система отопления в двухэтажном доме по типу Ленинградки. Для нормальной циркуляции подключил оборудование к насосу. Давления для обогрева 2 этажа хватает, не холодно. Все комнаты отапливаются хорошо. Устанавливается просто, дорогих материалов не требуется».

Григорий Астапов, Москва.

«При выборе отопления изучил много информации. По отзывам Ленинградка нам подошла за счет экономии материалов. Радиаторы выбрали биметаллические. Работает бесперебойно, полностью справляется с обогревом двухэтажного дома, но периодически следует прочищать оборудование. У нас спустя 3 года перестали на полную мощность работать радиаторы. Оказывается, на подступах к ним забился мусор. После прочистки функционирование возобновилось».

Олег Егоров, Санкт-Петербург.

«Система разводки отопления Ленинградка работает у нас уже не первый год. В целом довольны, легкий монтаж и простой уход. Трубы брал полипропиленовые, диаметром 32 мм, котел работает на твердом топливе. В качестве теплоносителя применяем антифриз, разбавленный водой. Оборудование полностью справляется с обогревом дома в 120 м2».

Алексей Чижов, Екатеринбург.