Схемы однотрубной системы отопления частного дома с нижней разводкой.

Для комфорта жильцов необходима эффективная работоспособная система отопления. Теплоснабжение должно выполнять обогрев помещений при любых погодных условиях. При проектировании должна быть рассчитана каждая схема системы отопления двухэтажного частного дома и принимают наиболее выгодный вариант для каждого конкретного случая.

Важно! Система отопления должна быть не только качественной. Правильное проектирование позволяет сокращать расходы на потребленное тепло до 40%. На этапе проектирования следует учитывать стоимость монтажных работ, обслуживания, применения котла, который работает на разных видах топлива и др.

Качественно выполненные системы отопления способны проработать с высоким КПД несколько десятков лет без ремонтов и дополнительного обслуживания.

Важно! Правильный проект и монтаж отопления обеспечит комфортный температурный уровень в любом доме.

Что необходимо учитывать при выборе отопительной системы

Кроме климатических условий при выборе схемы и системы необходимо учесть:

• наличие и тип материала, из которого изготовлены внешние стены, наличие изоляции;
• вид и качество остекления, количество окон;
• площадь и объем отапливаемых помещений.

Показатели температуры качественного отопления:

• Для жилых комнат +22°С.
• Ванных комнат +24°С.
• Для теплоносителя в пределах +60..80°С при наличии радиаторов.
• При отоплении теплыми полами показатель равен +30..35°С.

Гидравлика и балансировка

Если отапливаемая площадь строения не превышает 200 кв.м, расход теплоносителя распределяется естественным образом. В гидравлическом расчете для двухтрубной тупиковой системы отопления просчитываются потери давления в каждой из веток.

Балансировка необходима для соединения веток между собой таким образом, чтобы во всех ответвлениях потери давления были одинаковыми. Установка в магистралях ответвлений балансировочных кранов упрощает процесс. Это позволяет избежать ситуаций, когда теплоноситель, перемещаясь по пути наименьшего сопротивления, будет циркулировать только по ветке с низким давлением.

Основные узлы системы отопления

Котел, в котором происходит нагрев теплоносителя. Располагается ниже уровня радиатора и трубопроводов. После определения оптимального месторасположения котла необходимо наметить место установки радиаторов, прокладки трубопроводов и источника подачи воды в систему.

Трубопровод. Могут быть применяться стальные и пластиковые трубы. Металлические трубы характеризуются высокой теплопроводностью, высокой стойкостью к механическим воздействиям. К недостаткам относят подверженность коррозии.

Поливинилхлоридные трубопроводы имеют ряд преимуществ: малый вес, быстрый монтаж, длительный срок эксплуатации, устойчивость к коррозии. За счет низкой температуры уменьшаются тепловые потери в трубопроводах.

Важно! Антифриз нельзя использовать в качестве теплоносителя в трубах из металла.

Радиаторы – для осуществления теплоотдачи. Применяются из разных материалов:

• чугунные;
• алюминиевые;
• биметаллические.

Алюминиевые рассчитаны на давление до 18 атмосфер. Главным преимуществом является высокая теплоотдача. Не рекомендован слив теплоносителя из сети на долгое время из-за подверженности материала коррозии.

Элементы управления системой отопления

Биметаллические. Применяют при повышенных напорах до 40 атмосфер. Характеризуются высокой теплоотдачей и прочностью.

Стальные. Рассчитаны на работу при давлении до 8 атмосфер. Как и алюминиевые, подвержены коррозии.

Чугунные — классический тип радиаторов. Имеют высокий коэффициент теплоотдачи. Преимущества: медленное остывание, устойчивость к коррозии.

А также другие узлы системы:

• Циркуляционный насос (в случае искусственной циркуляции) для принудительной подачи воды в систему.
• Расширительный бак – для отвода избыточного давления теплоносителя.
• Термостатический и предохранительный клапан.
• Запорная арматура.
• Приборы КИПиА.

Выгодна ли самотечная однотрубная система двухэтажного дома

Намереваясь смонтировать данную дешевую схему, домовладелец сильно ошибается. Самотечная система (в просторечии, «самотек») обойдется вдвое-втрое дороже оснащенной циркуляционным насосом. Естественная циркуляция требует:

• толстых труб для минимизации гидравлического сопротивления теплоносителю;
• достаточности уклонов магистральных труб;
• расположения отопительного котла ниже уровня отопительных приборов в приямке на кухне /в подвале, показанного на рисунке ниже.

Самотечному отоплению 2-х этажного дома присущ стандартный недостаток — батареи второго этажа прогреваются лучше первого. Установка байпасов, регулировочных устройств наращивает стоимость системы.

Выбор отопительной системы

По типу теплоносителя для двухэтажных домов отопление выделяют:

• Воздушное. В качестве источника тепла выступает газовая печь. Главным недостатком является постоянное падение уровня кислорода в комнатах. Данный тип применяется в двухэтажных домах без постоянного проживания людей
• Комбинированное.
• Паровое. Теплоносителем является водяной пар. Из-за сложности внедрения практически не используется.
• Водяное. Наиболее целесообразный тип отопительной системы, теплоносителем в которой является подогретая вода. Выделяют несколько схем: с искусственной и естественной циркуляцией. Типы рассмотрены ниже.

А как работает правильно собранная схема?

При выполнении классической однотрубной схемы («ленинградской»), когда под радиаторами проложена магистральная труба, ситуация другая. Движущийся теплоноситель, встречая на своем пути первый тройник, распределяется на два потока в соответствии с величинами гидравлических сопротивлений прямого пути и бокового отвода тройника. Из-за большего гидросопротивления бокового отвода в радиатор затекает небольшая часть общего потока теплоносителя (обычный «коэффициент затекания» составляет 0,2-0,3). Эта малая часть остывает внутри батареи на несколько градусов, как показано на рисунке ниже, подмешиваясь на выходе к основному неостывшему потоку. Результирующая его температура оказывается выше, чем при пропускании всего объема жидкости через отопительный прибор.

Распределение теплоносителя в обвязке радиатора «ленинградской» схемы.

При движении по контуру температура жидкости все равно снижается, но в меньшей степени, до температуры уже не 35 °С, а примерно 45 °С, т.е. батареи в цепочке оказываются более выровненными по нагреву. Специалисты высказывают мнение, что однотрубная схема («Ленинградка») позволяет добиться равномерного прогрева до 10-11 радиаторов в контуре (по десять секций в каждом приборе).

Однотрубная

Данная схема устроена так, что подача воды в радиаторы осуществляется последовательно от блока к блоку.

Преимущества:

• Низкая стоимость материалов и монтажных работ.
• Долговечность.
• Простота установки.

Недостатки:

• Невозможность проводить ремонты отдельных элементов без отключения всей системы.
• Невозможность регулировки параметров сети.

Схема вертикальной разводки однотрубной системы отопления

Разновидности подключения

Горизонтальная разводка реализуется для мало- или одноэтажных домов по тупиковой схеме, прямоточной или с коллектором.

Вертикальная разводка с циркуляционным насосом считается наиболее эффективной. Все радиаторы подключаются к вертикальному стояку, что хорошо работает в многоэтажных зданиях.

Двухтрубная

Считается более универсальной. Устройство предполагает два контура: прямой (подачи) и обратный (возврат теплоносителя к котлу).

К каждому блоку радиаторов подходит 2 трубы: по одной поступает вода, по другой – отводится.

Для двухэтажных домов рекомендовано контур подачи присоединять в верхней точке, а обратку – в нижней – для обеспечения оптимального напора в трубопроводе.

Трубы монтируются, как правило, в стены для того, чтобы не испортить внешний вид комнаты.

Преимущества:

• Высокий КПД.
• Возможность регулировки параметров за счет вентилей, установленных на радиаторах. При необходимости можно исключить элемент из системы или снизить подачу теплоносителя на него.
• Возможность ремонта каждого узла без негативного влияния на остальные элементы отопления.

Недостатки:

• Высокая стоимость материалов.

Схема двухтрубной системы отопления

Распространенные ошибки при монтаже

Выше изображены «ленинградские» схемы горизонтальных однотрубных этажных контуров с радиаторами, подключенными к общей магистрали двумя тройниками. Через каждый прибор протекает только часть полного объема теплоносителя, циркулирующего по контуру. Можно встретить ошибочное подсоединение без магистральной трубы (см. контур первого этажа на рис. ниже).

Виды подключения радиаторов в горизонтальных однотрубных контурах.

Такой способ подключения радиаторов отопления является предельно дешевым. На каждый радиатор приходится один фитинг для присоединения металлопластиковой трубы Ду20 или Ду25 и отрезок трубы между соседними приборами. Дешевле не придумать. Но расплата за дешевизну – плохая работа половины радиаторов. Первый их них (по ходу движения теплоносителя) нагрет до температуры 55 °С, а последний при N=6-8 нагревается всего до 35 °С, поскольку теплоноситель, проходя через радиаторы, интенсивно остывает в них.

Гравитационная система с естественной циркуляцией

Перемещение теплоносителя по системе происходит самотеком.

Принцип работы

При подогреве теплоносителя происходит его расслоение: нижний слой с более высокой плотностью выталкивает более прогретую воду в систему. Разница плотностей обеспечивает естественную циркуляцию жидкости по трубопроводам.

Устройство

Расширительный бак устанавливается в верхней точке системы, который обеспечивает расширение воды в системе, производит сброс жидкости и подпитку в системе.

Котел необходимо устанавливать в подвальных или цокольных помещениях. Следует помнить, что уровень труб обратного контура должен быть заложен ниже котла.

Горизонтальные участки трубопроводов прокладываются с уклоном – в верхним точкам подключения радиаторов и от нижних на пути к котлу.

Важно! Для обеспечения высокого КПД необходимо использовать трубы с большим условным проходом, что обеспечивает низкий коэффициент сопротивления внутренних поверхностей труб.

Схема гравитационной системы отопления

Преимущества:

• Автономность. Данная схема может работать без применения электроэнергии. Лучший вариант для удаленной местности, где наблюдаются перебои с поставками электричества.
• Длительный срок эксплуатации. Из-за низкого давления в системе оборудование менее подвержено износу.
• Бесшумность, т.к. наличие циркуляционного насоса не предусмотрено.

Недостатки:

• Большой расход материалов. Большие затраты, т.к. применяются трубы больших диаметров.
• Трудоемкий процесс монтажа. Сложность обеспечить правильный уклон.
• Применяются в домах с суммарной площадью трубопроводов не более 150 м2.
• Длительный процесс нагрева помещений.
• Сложность отвода кислорода из теплоносителя. Может быть устранено путем проектирования правильного уклона труб, который обеспечит естественный отвод пузырьков через расширительный бачок в воздух.

Особенности тупиковой магистрали: что это такое

Тупиковая система отопления представляет собой двухтрубную схему. Однотрубная магистраль является замкнутой. Тупиковую систему выдает движение теплоносителя от радиатора и обратно. Такая схема предполагает направление жидкости по подающим трубам в одном направлении, пока не попадет в батарею. Там теплоноситель отдает тепло и движется в обратный трубопровод обратно в котел.

Тупиковые схемы могут быть и при однотрубной системе. Но такой вариант дорогостоящий и сложный в исполнении.

Чаще всего тупиковую схему применяют при принудительном движении теплоносителя, так как в этом случае используется меньший диаметр труб. Но все чаще встречаются системы с естественной циркуляцией жидкости и применением верхней разводки. Тупиковые системы считаются наиболее простые и экономичные в исполнении и использовании.

Виды двухтрубных систем:

• Попутная;
• Лучевая.

Оценивая гидравлику, такие варианты считаются лучше тупиковой системы. Попутное движение теплоносителя подразумевает его направление в одну сторону после выхода из радиатора. Хорошая сбалансированность сети соблюдается благодаря соблюдению одинакового расстояния входного и обратного трубопровода.

Лучевую (коллекторную систему) проще всего использовать и регулировать. Но ее обустройство обойдется наиболее дорого. Но данный вариант может идеально вписаться в коттедж с большой площадью.

Схема с теплым полом

Подача воды происходит через коллектор, второй служит для обратного хода теплоносителя.

Основные узлы (базовый вариант):

• Коллекторные шкафы. Для обеспечения правильного хода жидкости. Устанавливаются в доступном для обслуживания месте.
• Приборы КИПиА: термометры и манометры.
• Запорная арматура, компрессионные фитинги, переходники.
• Трубопровод.
• Система теплый пол.

Единственным недостатком является то, что в обычной схеме невозможно осуществлять контроль температуры теплоносителя, необходимо предусмотреть регулировку.

Для повышения КПД, схему дополняют следующими элементами:

• Циркуляционный насос. Применяется в случае необходимости увеличить напор. Установка предусмотрена на обратном контуре.
• Трехходовой смеситель.
• Клан для сброса жидкости.
• Насосно-смесительный узел. Применятся для: снижения температуры в системе, возврата остывшей жидкости обратно в систему. устанавливается за коллектором подачи воды.

Важно! Взамен запорной арматуры возможно применение смесителей (термостатических). Таким образом, подача воды осуществляется без рывков.

Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Какая система лучше

Для качественного обогрева двухэтажных домов может быть применено как одноконтурное, так и двух контурное подключение.

Экономический и технический эффект отопления двухэтажных небольших домов с малой длиной трубопровода наблюдается при внедрении однотрубных систем.

Для двухэтажных домов большой площади рекомендовано применение двухтрубных отопительных систем с принудительной циркуляцией. Нагрузка насоса зависит от двух параметров: диаметра труб и площади отапливаемых помещений.

Рекомендации по эксплуатации сети отопления:

• Насосы выбирают из керамических деталей с механической системой регулировки, которые бесшумные в работе и долговечны.
• Соединения и фитинги должны быть качественно защищены от протеканий жидкости.
• Фитинги должны быть выбраны в зависимости от материала и диаметра труб.
• Установка радиаторов должна быть выполнена под оконными проемами для уменьшения потерь тепла. Количество секций радиаторов зависит от площади и типа отапливаемого помещения. Температурный уровень для жилых комнат выше, чем для нежилых (для кухни количество секций должно быть уменьшено, т.к. в помещении предполагается работа нагревательных элементов – газовых и электроплит). Для снижения потерь на каждый блок радиаторов рекомендовано установить термостаты – для постоянной регулировки параметров отопительной сети.
• Мощность котла выбирается исходя из площади комнат, длины магистральных участков, количества окон, климатических условий региона, наличия утепления внешних стен здания др.
• Для систем с антифризом в качестве теплоносителя, в связи с физическими характеристиками, количество радиаторов в сети должно быть увеличено.

Система отопления двухэтажного дома с теплым полом

Плюсы

Однотрубные системы имеют и плюсы, чем и определяется их популярность. Важнейшее преимущество — дешевизна монтажа за счет сокращения количества труб и времени.

Важно! Подобная схема подходит для домов разной этажности и с разной планировкой. Независимо от архитектурных особенностей дома она будет полностью охватывать все помещения.

При монтаже допускается прокладывать лежак в стяжке пола. Для систем типа «теплый пол» однотрубная схема — идеальный выбор. Прокладка трубопровода может выполняться и по поверхности пола. В этом случае необходимо, чтобы лежак проходил как можно ниже.

Выводы

Отопление – главное условие комфорта в доме в холодный период. Правильный подбор оборудования не только повысит качество сети, но и снизит расход топлива на обогрев дома. Для двух этажных жилых домов система отопления выбирается исходя из параметров самих зданий.

Следует избегать ошибок в проектировании и монтаже оборудования, т.к. они приводят к неправильной циркуляции теплоносителя в трубопроводах и неправильному температурному режиму.

При проектировании системы также следует учитывать климатический район, т.к. для холодных регионов расход теплоносителя увеличивается для поддержания комфортной температуры в доме.

Преимущества и недостатки

На двухтрубную систему расходуется больше материалов, больше объем работ
К преимуществам тупиковой системы отопления частного дома можно отнести:

• простой монтаж и эксплуатацию;
• универсальность системы, поскольку ее используют для обогрева одноэтажных и двухэтажных строений;
• возможность производить замену батареи во время работы системы;
• вертикальный и горизонтальный тип отопления привлекательны в отношении стоимости, поэтому они популярны среди владельцев коттеджей.

К недостаткам тупиковой системы можно отнести длительное прогревание радиаторов, необходимость прокладки длиной магистрали и большой объем монтажных работ.