Схема отопительной системы двухэтажного частного дома с принудительной циркуляцией

Для обогрева загородного дома чаще используется автономная водяная система. При этом циркуляция теплоносителя может быть принудительной или естественной. Кроме этого сама система может быть открытой или закрытой. Выбор той или иной разновидности зависит от типа нагревательного оборудования, схемы разводки, особенностей постройки. В статье будет рассмотрена схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией и естественным током теплоносителя, а также закрытые и открытые системы.

Виды систем отопления для двухэтажного дома

Если речь идет об отоплении двухэтажного сооружения, то проектирование и расчет такой системы выполнить намного сложнее, чем организовать обогрев одноэтажной постройки. Отопление двухэтажного дома может быть с открытой и закрытой системой. В зависимости от особенностей циркуляции теплоносителя контуры бывают с естественным и принудительным током жидкости.

Открытая и закрытая системы

Для начала стоит сказать, что независимо от того, какая используется схема разводки отопления частного дома, вся система бывает открытого и закрытого типа. Разновидность системы зависит от выбора типа расширительного бака.

Для начала разберемся, зачем нужна расширительная емкость. Жидкий теплоноситель, который циркулирует в системе и переносит тепло от котла к радиаторам отопления, расширяется при нагревании, как и любое другое физическое тело. При расширении жидкости в трубах будет повышаться давление. Оно может вырасти до критических значений. Чтобы этого не произошло, в контуре устанавливается расширительный бак, в который попадает излишек расширившейся жидкости. Бак позволяет поддерживать необходимое давление в системе.

Контуры открытого и закрытого типа отличаются как конструкцией самой расширительной емкости, так и местом установки бака.

Открытые и закрытые отопительные системы состоят из следующих элементов:

• нагревательного котла;
• подающего и отводящего трубопровода;
• расширительного бака;
• радиаторов отопления;
• циркуляционного насоса.

В системах открытого типа расширительный бак (тоже открытой разновидности) устанавливается в наивысшей точке магистарли на подающем трубопроводе. Емкость может быть заводского или кустарного изготовления. У бака есть входной патрубок, подключающийся к подающей магистрали. Кроме этого, открытая емкость может иметь патрубки для защиты от перелива при заполнении водой и для компенсации недостатка теплоносителя.

Важно! В открытых контурах бак ставят в наивысшей точке для того, чтобы теплоноситель не переливался наружу, а также для эффективного удаления воздуха из магистрали.

Системы открытого типа обычно делают с естественной циркуляцией теплового носителя, но при необходимости могут быть укомплектованы насосом. Если насосное оборудование установить на байпасе, то можно переключаться между принудительной и естественной циркуляцией, например при перебоях с подачей электроэнергии.

В системах закрытого типа расширительная емкость мембранной разновидности устанавливается на обратном трубопроводе до насосного оборудования. При этом отличается сама конструкция бака – он имеет эластичную мембранную перегородку внутри, которая разделяет емкость на две камеры (воздушную и водяную).

Принцип работы такого бачка следующий:

1. При нагревании и расширении теплоносителя излишек жидкости поступает в водяную камеру. При этом ее объем увеличивается за счет растяжения мембраны.
2. Из-за этого давление газа в воздушной камере повышается.
3. Когда температура теплоносителя в системе снижается, давление газа в воздушной камере выталкивает теплоноситель назад в трубопровод.

Важно! Расширительный бак закрытого типа можно установить в любой точке системы, но чаще его закрепляют на магистрали с обраткой до котла.

Поскольку контуры закрытого типа полностью герметичные, устанавливается группа безопасности, в которую входит:

• предохранительный клапан (он настраивается на определенный порог срабатывания);
• автоматический воздухоотводчик;
• просто манометр или манометр, совмещенный с термометром.

Группа безопасности монтируется возле котла, поскольку там удобно контролировать состояние системы. На стояках или радиаторах обязательно устанавливаются дополнительные воздухоотводчики.

Естественная и принудительная циркуляция носителя

Система отопления двухэтажного частного дома бывает с естественным и принудительным током теплоносителя. Гравитационный (естественный) ток теплоносителя обеспечивается разницей в плотности горячей и холодной жидкости. Поскольку холодный теплоноситель плотнее горячего, обратный трубопровод устанавливается с небольшим уклоном в сторону котла, а сам нагревательный агрегат монтируется в нижней точке системы, чтобы охлажденная жидкость могла попадать в него по принципу сообщающихся сосудов.

Важно! Чем выше превышение батарей над котлом в системах с гравитационным током теплоносителя, тем активное жидкость движется по трубопроводу. Но эта величина не может быть больше 3-х метров.

Именно поэтому в системах с естественной циркуляцией котел стараются установить в подвале или цокольном помещении. Если таких помещений нет, то понижают уровень пола в котельной. Для гравитационного тока жидкости делают уклон обратного трубопровода – 5-10 мм на погонный метр. Кроме этого, на подающем трубопроводе после котла обязательно делается вертикальный разгонный стояк.

В контурах с принудительной циркуляцией за движение теплоносителя отвечает циркуляционный насос. Если в регионе бывают перебои с электроэнергией, то насос лучше устанавливать на байпасе, чтобы при необходимости переключаться на естественный ток теплоносителя.

Лучшее место для установки насосного оборудования – обратная магистраль перед входом в нагревательный котел. В этом месте прибор менее всего подвержен воздействию высоких температур теплового носителя, поэтому прослужит намного дольше.

На заметку! Некоторые современные котлы уже оборудованы циркуляционными насосами, группой безопасности и расширительными баками закрытого типа.

Преимущества и недостатки систем

Для начала стоит отметить, что оптимальная схема отопления в двухэтажном доме может комбинировать разные варианты. То есть открытые контуры могут быть как с естественным, так и принудительным током теплоносителя. Это же можно сказать и в отношении закрытого контура. Однако в большинстве случаев открытые системы используются с естественным или комбинированным током жидкости, а закрытые контуры применяют при принудительном движении жидкости, потому что легче поддаются настройке.

Среди достоинств открытых систем с гравитационным током можно назвать следующее:

1. Расширительный бак позволяет удалять воздух и выполняет функции группы безопасности.
2. В таком контуре нет сложных узлов, поэтому он проще в эксплуатации. Срок службы зависит от долговечности радиаторов и труб.
3. Система полностью энергонезависимая и не потребляет электроэнергию.
4. Бесшумная работа из-за отсутствия электромеханических узлов.
5. При необходимости можно обеспечить принудительную циркуляцию жидкости.
6. Система саморегулирующаяся.

Недостатки открытых контуров с естественным током заключаются в необходимости монтажа расширительной емкости в наивысшей точке. Обычно это место находится на чердаке, поэтому его и бак приходится утеплять. В емкостях открытого типа в качестве теплоносителя не используют антифриз, а вода постоянно контактирует с кислородом, что способствует коррозии металлических элементов системы. По этой же причине происходит повышенное газообразование в трубопроводах.

Дополнительные минусы:

• нужно соблюдать уклон обратного трубопровода;
• используются трубы разного диаметра;
• не подходят для теплых полов и при значительной удаленности радиаторов от котла;
• существенный недостаток – инертность системы.

Закрытые контуры с принудительной циркуляцией имеют следующие преимущества:

1. Если правильно выбрать насосное оборудование, то схема не ограничивается этажностью и габаритами постройки.
2. За счет принудительного тока радиаторы нагреваются быстро и равномерно. Работу проще настроить и точно отрегулировать.
3. Теплоноситель не испаряется и не насыщается кислородом, поэтому можно использовать воду или антифриз.
4. За счет герметичности газообразование сводится к нулю.
5. Можно использовать трубопроводы меньшего диаметра.
6. Расширительный бак можно установить в любом месте. Если это сделать в отапливаемом помещении, то он не замерзнет.
7. Разница температур в подающей и обратной магистрали меньше, что сказывается на сроке эксплуатации оборудования.
8. Могут использоваться разные отопительные приборы.

Минусы закрытых контуров с принудительным током:

• для эффективной работы нужно выполнить расчет;
• необходимо монтировать группу безопасности;
• это энергозависимые системы.

Схемы устройства системы в двухэтажном доме

Схема разводки отопления двухэтажного дома бывает однотрубной и двухтрубной. При однотрубной разводке радиаторы последовательно подключаются к одной подающей трубе. Единственные достоинства такой разводки в ее простоте и экономии материалов. Минусы заключаются в том, что температура теплоносителя в каждом последующем радиаторе снижается, что приводит к неравномерному прогреву помещений. Этот недостаток можно компенсировать увеличением секций в каждом последующем приборе, но для большого дома это не подходит.

Важно! Если при однотрубной разводке все радиаторы установить на байпасе (принцип «ленинградки»), то многие недостатки можно устранить.

Двухтрубная схема намного совершеннее. Однако она сложнее в монтаже и требует большего количества материалов. При такой разводке приборы подключаются параллельно, поэтому температура теплоносителя во всех радиаторах примерно одинаковая. Кроме этого, работу каждого прибора можно настроить отдельно, если использовать байпасы-перемычки с балансировочными вентилями или терморегуляторами.

Преимущества двухтрубных схем:

1. На входе во все батареи поддерживается одинаковая температура теплового носителя.
2. Общие потери давления существенно снижаются, поэтому можно применять насос небольшой мощности.
3. Каждый радиатор можно отключать и ремонтировать без остановки всей системы.
4. Эта универсальная схема походит для подключения радиаторов, конвекторов, теплых полов и др.

Важно! Единственный недостаток двухтрубной разводки заключается в ее материалоемкости, сложном монтаже и расчетах.

Кроме этого, разводка бывает горизонтальной и вертикальной. При использовании вертикальных стояков оба этажа обеспечиваются теплом одновременно, а при горизонтальной схеме каждый этаж имеет собственную разводку. Первая схема удобна при схожей планировке этажей, а также при открытом контуре. Ее недостаток заключается в сложном исполнении.

Расчет элементов системы отопления

Чтобы произвести расчет отопительной системы, нужно изготовить план отопления двухэтажного дома. При этом важно не только выбрать тип системы и продумать разводку, но и рассчитать мощность котла.

Обычно рекомендуют воспользоваться принципом, что на каждый квадратный метр отапливаемой площади нужна мощность котла в 100 Вт. Этот принцип не учитывает важные параметры самой постройки и ее теплопотери.

Лучше выполнять расчет отдельно по помещениям с учетом следующих параметров:

• назначение комнаты;
• ориентация ограждающих конструкций помещения (и их количество);
• габариты и количество оконных проемов (какие стеклопакеты);
• учитывают наличие или отсутствие дверей;
• обязательно делают расчет мощности по площади.

За основу такого расчета берется описанный выше принцип, но при этом учитываются другие поправки и коэффициенты, которые влияют на комфортность помещения и позволяют компенсировать возможные тепловые потери.