Отопление двухэтажного частного дома своими руками – схемы

Правила расчетов элементов сети отопления

Кроме длины трубопроводов, количества радиаторов, выбора сети и схемы требуется определение мощности нагревательного котла. Стандартная формула – на 10 м2 площади уходит 1 кВт тепла применяется только в зонах с мягким или умеренным климатом. Двухэтажный дом с недостаточным утеплением, панорамным остеклением и высокими стенами потребляет намного больше тепла. Потому к расчетной мощности прибавляется до 50% запаса

Оптимальная схема отопления в двухэтажном доме учитывает ряд нюансов:

• назначение помещения;
• ориентацию стен – на юг, север;
• размеры помещения;
• количество окон и степень их герметичности;
• габариты дверных проемов.

https://youtube.com/watch?v=tasLQR9J8mU

Комплектация

В первую очередь рассмотрим все компоненты системы.

Котел

Назначением данного агрегата является выработка тепловой энергии, которая будет передаваться рабочей среде контура отопления.

По виду используемого топлива котлы делятся на следующие виды:

• газовые;
• электрические;
• твердотопливные;
• жидкотопливные;
• комбинированные (например, способные работать на электричестве и солярке).

Наиболее удобным в эксплуатации, а потому и самым востребованным, является газовый котел. При выборе данного агрегата определяющими параметрами являются мощность и материал теплообменника.

Мощность

Бытует мнение, что мощность отопительного котла надо выбирать из расчета 100 Вт на метр квадратный отапливаемой площади. Однако эти данные являются чересчур усредненными. Как показывает опыт, для небольших строений площадью около 100 кв. м потребная мощность составляет примерно 130 Вт/кВ. м, в то время как для более крупных домов, площадь которых достигает 500 кв. м, этот показатель уменьшается до 80 Вт/кВ. м. Почему так получается?

Напольный отопительный котел в доме

Дело в том, что с увеличением отапливаемой площади, скажем, в 4 раза площадь ограждающих конструкций, через которые и «улетучивается» тепло, увеличивается только в 2,5 раза. Таким образом, объем теплопотерь, приходящийся на 1 кв. м отапливаемой площади, уменьшается, соответственно меньшей становится потребность в тепловой энергии на тот же кВ. м.

Материал теплообменника

Существует два варианта:

• сталь;
• чугун.

Чугун прочнее стали, да и коррозии он противостоит лучше.

Трубы и радиаторы

В индивидуальных системах отопления стальные трубы все чаще заменяют металлопластиковыми или полипропиленовыми.

Эти материалы теряют прочность при высокой температуре, но в частном доме, где настройкой работы отопительного контура занимается сам домовладелец, скачки температуры теплоносителя до критических значений исключены.

Традиционным материалом для радиаторов считается чугун, но при необходимости в увеличенной теплоотдаче применяют медные или алюминиевые приборы. При наличии высокого давления в системе вместо них следует устанавливать биметаллические радиаторы. В них наиболее ответственные элементы изготавливаются из прочной стали, а теплоотдающие поверхности – из мягких меди или алюминия.

Арматура

В отопительных системах применяется арматура трех видов:

1. Запорная: в настоящий момент чаще всего применяют шаровые краны, недостатки которых с развитием технологий были сведены к минимуму. Если же предполагается частое использование запорного элемента, лучше установить традиционный вентиль.
2. Регулирующая: позволяет плавно менять объем пропускаемого теплоносителя. Теоретически с этой целью можно использовать и запорную арматуру, но она очень быстро придет в негодность, поскольку на такой жесткий режим работы не рассчитана. Сегодня вместо ручных регулирующих кранов активно применяются автоматические, подключаемые к термодатчикам. Такие регуляторы самостоятельно управляют потоком теплоносителя, поддерживая заданный температурный режим.
3. Кран Маевского: этот элемент используется с целью удаления воздушных пробок.
4. Расширительный бачок: в эту емкость поступают излишки рабочей среды, образующиеся вследствие ее температурного расширения.
5. Циркуляционный насос (применяется не всегда).

В некоторых моделях крана Маевского можно полностью выкрутить шток

Если сделать это по неосторожности в момент, когда система пребывает в рабочем состоянии, теплоноситель хлынет в помещение и будет заливать все вокруг, пока вы не перекроете ближайший запорный кран. Во избежание аварийных ситуаций такие краны Маевского лучше не устанавливать.

Двухконтурная система отопления

Данный способ раскладки – самый популярный способ эффективного отопления частного дома. Он намного эффективнее, в сравнении с одноконтурным, так как теплоноситель распределяется более рационально, что обеспечивает лучшую отдачу тепловой энергии.

В отопительных системах двухконтурного типа присутствуют 2 соединённые с радиатором трубы, которые выполняют иное назначение. Одна переносит разогретый до заданной температуры теплоноситель, вторая – выводит остывшую жидкость и передаёт её в котёл для последующего нагревания. Это обеспечивает то, что в батарею, установленную следующей (в ветви), остывшая вода уже не попадает. В большинстве случаев теплоноситель циркулирует в одном направлении. Также существуют отопительные системы, в которых передача теплоносителя происходит навстречу друг другу. Но встречаются они не так часто, как односторонние.

Чем отличается двухконтурное отопление от одноконтурногоИсточник cheremo.ru

Двухтрубная система отопления коттеджа даёт возможность поддержания комфортной температуры в конкретных комнатах по отдельности. Кроме того, она может быть автоматизирована таким образом, что будет отключаться при достижении заданного значения температуры. После остывания – запускается снова, снижает расход энергоносителя. Также это оптимизирует микроклимат внутри помещения, постоянно поддерживается определённый режим (отсутствуют резкие перепады: жарко или холодно).

Виды водяного отопления частного двухэтажного дома своими руками со схемами

Самые популярные и подходящие варианты отопительных систем с использованием воды – это с принудительной и естественной циркуляцией. Второй вариант не требует постоянного подключения к сети, практичен, так как перебои в подачи электроэнергии никак на наго не влияют. Выполняя монтаж такой системы, необходимо использовать трубы, имеющие внушительный диаметр, и устанавливать их под наклоном.

Вариант схемы отопления частного дома с естественной циркуляцией

Схема с естественным поступлением носителя тепла более приемлема для одного этажа, в двухэтажных постройках применяют метод принудительной подачи воды. Для него следует монтировать котел, бак расширительный, коллектор, прибор отопления и систему труб. Циркуляция происходит за счет работы насоса, а для нагрева используется разнообразное топливо. Может питаться и от электроэнергии для осуществления обогрева дома.

Возможная схема

Разберем, почему предпочтение отдают принудительной системе.

Естественный вариант поступления носителя тепла

Схема для двух этажей мало чем отличается от варианта с одним этажом. Она достаточно распространена и оправдывает свою популярность.

Расширительный бачок совсем необязательно монтировать на чердаке, однако, оставить его сверху, на втором этаже. Таким образом будет обеспечиваться сток носителя тепла. Поступая сверху в батареи, тепло будет распределяться равномерно по площади всего дома. Следует соблюдать наклон труб в 3-5 градусов для постоянного стока жидкости.

Расширительный бачок находится на втором этаже

Подающие трубы могут располагаться под потолком или подоконниками. Такая система обогрева здания имеет ряд достоинств:

• нет надобности в постоянном подключении к сети;
• работает без перебоев;
• легкость в использовании;
• нет шума в процессе эксплуатации.

Как можно скрыть большие трубы

Минусов в таком варианте намного больше, поэтому владельцы домиков в два этажа предпочитают схему отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома. Недостатки естественного поступления воды по кругу:

• сложный и длительный монтаж;
• нет возможности обогревать площадь свыше 130 кв. м;
• малая производительность;
• из-за большой разницы температур между подачей и обраткой повреждается котел;
• внутренняя коррозия из-за кислорода;
• постоянная надобность отслеживать состояние труб и невозможность применять антифриз;
• затратность установки.

Самостоятельный монтаж такой отопительной системы очень сложен, поэтому владельцы построек предпочитают принудительную систему, которую можно установить самостоятельно без затрат больших усилий.

Альтернативные варианты отопления двухэтажного дома

Геотермальное отопление

В некоторых случаях монтаж водяного отопления невозможен или нецелесообразен. В настоящее время возможно сделать другой тип теплоснабжения в 2х этажном доме с использованием альтернативных источников тепловой энергии.

Наиболее эффективным считается геотермальное отопление. При правильной организации оно практически не зависит от внешних погодных условий. Если же помимо отопления 2ж этажного частного дома нужно сделать своими руками и систему горячего водоснабжения – устанавливают солнечные коллекторы.

Солнечные коллекторы в отоплении

В зимний период их эффективность невысока. Поэтому солнечные коллекторы работают только вместе с основной отопительной системой частного двухэтажного дома. Преимуществом подобной схемы является возможность ее использования для нагрева хозяйственной воды в летний период.

Еще одним вариантом является монтаж системы пленочного электрического отопления. Принцип его работы основан на резистивном эффекте – при прохождении тока через карбоновые полосы происходит генерация ИК волн. Они в свою очередь нагревают поверхность предметов, попавших в область действия ПЛЭН. Однако для такой системы обязательным условием является хорошая теплоизоляция здания. Максимально возможная мощность схемы оставляет около 220 Вт/м². Поэтому тепловые потери в доме должны быть минимальны.

Все они характеризуются высокой стоимостью составных компонентов. Поэтому чаще всего применяются традиционные системы теплоснабжения 2-х этажного частного дома с газовыми или твердотопливными котлами.

В видеоматериале показан пример коллекторного отопления 2-х этажного дома.

Двойные схемы отопления двухэтажного дома

Рассматривая схемы отопления двухэтажного частного дома для монтажа своими руками, можно отметить, что некоторые специалисты используют двойные схемы – здесь монтируются однотрубные и двухтрубные участки. Например, если по пути следования теплоносителя стоит маленькая комнатка с небольшим радиатором, то через нее можно пройти одной трубой.

Схема коллекторной системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Мы уже говорили, что лучше всего подавать воду на этажи раздельными трассами – при необходимости, одну из них можно быстро перекрыть и ограничить подачу тепла. Также возможна вполне экономичная схема, когда трубы горизонтальные участки проходят только по первому этажу, а подача тепла на верхний этаж осуществляется путем сооружения вертикальных стояков на каждую отопительную батарею (или часть батарей).

Следующая схема предусматривает установку своеобразного коллектора в чердачном помещении. Туда поднимается одна вертикальная труба, подающая в этот коллектор горячий теплоноситель. После этого он самотеком распределяется по батареям отопления, протекая сверху вниз. Целесообразность применения такой схемы определяется специалистом теплотехники, а суть ее заключается в равномерном распределении тепла и экономии на трубах.

Схема с коллектором интересна тем, что она является однотрубной и двухтрубной одновременно, сочетая в себе достоинства обеих систем.

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.

Принципы построения

Двухтрубная система отопления

Схемы отопления в двухэтажных домах строятся на базе общих элементов конструкции.

В составе обязательно присутствуют:

• котёл-теплогенератор: электрический, газовый, на твёрдом или жидком топливе;
• теплообменники-радиаторы;
• система трубопроводов от котла к батареям;
• схема автоматики и защиты;
• расширительный бачок;
• теплоноситель;
• регулировочная аппаратура.

В современных газовых и электрических нагревателях автоматика и расширительный бачок встроены в конструкцию. Для твердотельных нагревателей делают защитную обвязку.

Элементы конструкции

Элементы отопительной системы

В продаже встречаются котлы, способные работать на двух видах топлива — в контуры газового или дровяного обогревателя в этом случае встроены электрические трубчатые нагреватели (ТЭНы).

Автоматика нагревателей позволяет перезапустить обогрев после отключения без участия пользователя или в ручном режиме. Схемы защиты своевременно отключают подачу энергоносителя при аварийных режимах работы (перегрев теплоносителя, превышение давления в системе). Обязательны такие устройства в газовых котлах. При отключении закрывается клапан и при возобновлении снабжения газ не поступит в помещения.

Расширительный бак — обязательный элемент системы отопления. При нагреве вода расширяется и излишки поступают в резервную ёмкость.

Если внутренняя часть устройства сообщается с воздухом, схему называют открытой. Если резиновая мембрана расширительного бачка не имеет соединения с воздухом, контуры будут закрытыми.

Достоинства и недостатки сетей отопления

Выбирая план отопления двухэтажного дома, следует заранее определиться с типом сети. Открытая схема может быть принудительной и гравитационной. Закрытые чаще всего оснащаются насосом для облегчения настройки.

К преимуществам открытых сетей относят:

1. Простоту формирования, возможность обустройства своими руками.
2. Удобство эксплуатации. Расширительный бак оперативно удаляет воздух, снижает риск образования воздушных пробок.
3. Энергонезависимость – система без насоса работает в автономном режиме.
4. Бесшумность и длительный срок службы.

В открытый бак несложно долить воды, если уровень теплоносителя снизился, однако есть и минусы. В частности, применять антифриз в открытых сетях нельзя – средство токсичное и будет отравлять воздух. К тому же придется четко посчитать зоны размещения котла – это самая низкая точка и бачка – самая высокая точка. Открытая емкость испаряет жидкость, требует утепления, кислород проникает в воду и вызывает газообразование.

Что касается герметичных сетей, плюсов больше:

• отсутствие контакта воды с кислородом;
• возможность запуска антифриза;
• регулировка интенсивности прогрева на каждом радиаторе;
• нет опасности завоздушивания сети;
• применяются трубопроводы меньшего диаметра;
• выкладка магистрали без расчета уклона;
• бак и котел устанавливаются в любой точке.

Минусы тоже есть – такая сеть для дома является энергозависимой, необходима установка группы безопасности.

В закрытых сетях с принудительной циркуляцией не нужна установка разгонного стояка – это снижает затраты на обустройство магистрали. Регулировка режима прогрева за счет интенсивности циркуляции теплоносителя хорошо экономит топливо.

Способы подачи теплоносителя в отопительную систему

Выбирая наиболее подходящий вариант системы отопления, домовладельцу придется принять решение по главному вопросу: как заставить теплоноситель двигаться по отопительному контуру. Эта задача решается одним из двух способов:

• естественным образом;
• принудительно.

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией

Как известно, нагретый газ или жидкость из-за меньшей плотности выталкивается более холодной средой вверх. Это явление называется конвекцией. При правильном конструировании системы отопления она может играть роль двигателя, который заставит теплоноситель циркулировать по замкнутому контуру из труб и радиаторов.

Важнейшим элементом такой схемы является разгонный коллектор – вертикальный участок трубопровода, идущий сразу после котла. Образующееся здесь мощное восходящее течение хорошо проталкивает теплоноситель через контур. В такой системе применяется расширительный бачок открытого типа, представляющий собой обычную емкость, подключенную к верхней точке отопительного контура.

Отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией

Наличие второго этажа позволяет сделать разгонный коллектор достаточно длинным, что при хорошем утеплении этого участка обеспечивает вполне пристойную циркуляцию теплоносителя. Однако, несмотря на это, даже в двухэтажных домах схема с естественным движением рабочей среды встречается все реже. Причина заключается в характерных для нее недостатках:

• требуются трубы большого диаметра;
• на горизонтальных участках трубопровода приходится соблюдать значительный уклон – 5 – 7 см на 1 м длины;
• после обхода контура температура теплоносителя падает более, чем на 25 градусов (обязательное условие для хорошей естественной циркуляции), поэтому котел приходится эксплуатировать в режиме высокой производительности, что сокращает срок его службы;
• максимальная длина трубопровода ограничивается 30-ю метрами.

Принудительный способ

В двухэтажных домах схема с принудительной циркуляцией применяется гораздо чаще хотя бы потому, что длина отопительного контура в таких постройках составляет, как правило, более 30-ти метров. Здесь рабочая среда перекачивается специальным насосом, который получил название циркуляционного. Он устанавливается у входа в котел, где теплоноситель является наиболее холодным. Так как система отопления является замкнутой, развиваемый таким насосом напор не зависит от этажности здания и определяется лишь сопротивлением контура (гидравлическим).

Схема отопления с принудительной циркуляцией

При данной схеме скорость движения теплоносителя увеличивается, поэтому он не успевает сильно остыть. Это обуславливает более равномерное распределение тепла по всему контуру, а также возможность эксплуатации котла в щадящем режиме. Кроме того, система с принудительной циркуляцией является более практичной: весной и осенью, когда на улице не очень холодно, она может эксплуатироваться в низкотемпературном режиме, чего при естественной циркуляции среды добиться не удалось бы. Горизонтальные участки трубопровода устанавливают с уклоном в 0,5 – 1 см на 1 м.

Из-за высокого давления, развиваемого насосом, приходится усложнять конструкцию расширительного бачка. Здесь он является закрытым и состоит из двух полостей, разделенных гибкой мембраной. В одну полость поступает расширяющийся теплоноситель, в другой содержится сжатый воздух, давление которого уравнивает давление в системе. Закрытый бак не обязательно располагать в наивысшей точке контура, обычно его монтируют рядом с котлом.

Предусмотрительные проектанты оставляют разгонный коллектор даже в системах с принудительной циркуляцией. В этом случае при отключении электроснабжения и последующей остановке насоса система продолжит функционирование в режиме конвекции.