Как выбрать оптимальную схему разводки отопления дома

Для частных загородных домов и дач, часто устанавливается система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Данное решение имеет свои положительные и отрицательные стороны. Схему выполняют четырьмя различными способами.

Теплотехнический расчет системы отопления 2-х этажного частного дома

Теплотехнический расчет определяет рабочие параметры системы отопления — общую величину потерь тепла в здании, мощность оборудования, количество отопительных приборов и т.д.

Мощность теплогенератора рассчитывают по сумме теплопотерь дома, которая учитывает:

  • площадь отапливаемых помещений;
  • климатические условия местности;
  • наличие и состояние, в котором находится термоизоляция помещений;
  • материал и толщину наружных (несущих) стен, полов и перекрытий;
  • конструкцию кровли, наличие технического этажа;
  • герметичность и размер окон, уличных (балконных) дверей.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:

  • Простой монтаж и обслуживание.
  • Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
  • Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

  • Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
  • Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

В системах с гравитационной циркуляцией, движение теплоносителя осуществляется самотеком. Благодаря естественному расширению, нагретая жидкость поднимается вверх по разгонному участку, а после, под уклоном «стекает», через трубы, подключенные к радиаторам, обратно к котлу.

Варианты отопления частного дома

Схематическое изображение отопительной системы дома

Можно выделить основные виды топлива (энергии), которое может использоваться для отопления:

  • кокс, дрова уголь (твердотопливные материалы);
  • газ;
  • бензин, дизельное топливо (жидкотопливные материалы);
  • электричество (её генерируют и солнечные батареи в том числе).

Традиционные виды топлива (кокс, уголь, дрова) считаются устаревшими морально. К тому же, их использование ограничено фактически невозможностью автоматизации процесса отопления. Обычная дровяная печь, например, требует “заправки” дровами один раз в 6-7 часов, более совершенные пиролизные котлы, работающие без остановки 10-12 часов.

Газ – на сегодняшний момент наиболее дешёвое топливо (по крайней мере, для жителей России), однако его использование в отдалённых населённых пунктах не всегда возможно из-за банального отсутствия газопровода.

Если подключиться к магистральному газопроводу нельзя, всё равно есть возможность автономно отапливать дом газом при помощи газгольдера!

Проводить отдельную ветку в малый населенный пункт – экономически нецелесообразно. Именно по этой причине Россия, лидирующая по мировым запасам газа, не входит даже в первую двадцатку стран по уровню газификации территории (и это вполне объясняется объективными причинами).

Жидкое топливо имеет два существенных недостатка:

  1. дороговизна;
  2. опасность использования.

Впрочем, если в качестве теплоносителя при использовании для нагрева жидкого топлива брать автомобильный антифриз, то можно существенно сэкономить. Дело в том, что такой теплоноситель нагревается чрезвычайно быстро, удерживая тепло несколько суток. В целом, если произвести расчёт исходя из площади дома, то использование жидкого топлива иногда даже полностью экономически целесообразно (правда, подойдёт далеко не каждый тип антифриза).

Электричество – самый удобный в плане технической реализации вид теплоносителя, однако стоит оно дорого, да и подорожания происходят регулярно. Многие могут привести пример солнечных батарей. Однако тут надо учитывать такой фактор: безусловно, загородный дом в этом случае сможет отапливаться самостоятельно.

Стандартная солнечная батарея на крыше дома

Но стоимость солнечных коллекторов очень высока, причём, эксплуатационный их срок обычно не превышает 7-8 лет. Да и большая часть территории России лежит в умеренной климатической зоне с относительно небольшим количеством солнечных дней в году.

Однотрубная отопительная система

Хорошо подходит для многоэтажных домов.

Как работает однотрубная с нижним подключением:

  • по стояку на верхние этажи подымается  теплоноситель;
  • все отопительные устройства последовательно подсоединены к нисходящему стояку.

Таким образом, верхние этажи отапливаются лучше, чем нижние.

В частных домах обогрев распределяется равномерно.

Основные преимущества такой системы — довольно-таки приличная стоимость и минимальные затраты материалов, так как устанавливается только один стояк для теплоносителя.

Читайте также:  Как и зачем делают промывку стояков отопления

Высокое давление воды обеспечивает естественный цикл, а антифриз делает систему более экономной.

Недостатки однотрубной системы — весьма сложный тепловой и гидравлический расчет сети, так как, допустив ошибку в расчетах устройств, очень сложно ее устранить.

Так же, это очень высокое гидродинамическое сопротивление и непроизвольное количество обогревательных устройств на одной магистрали.

Поступление теплоносителя идет сразу во все обогревательные приборы и не подлежит отдельной регулировке.

Помимо этого очень высокие теплопотери.

Чтобы можно было отрегулировать работу отдельных приборов, подключенных к одному стояку, в сеть подключают байпасы (замыкающие участки) – это перемычка в виде куска трубы, соединенная прямой и обратной трубами радиатора, с кранами и клапанами.

Для возможности регулирования температуры каждой батареи по отдельности, байпас позволяет подключать к радиатору автотерморегуляторы.

Кроме того, это так же дает возможность, в случае поломки, заменять или ремонтировать отдельные приборы, не отключая при этом всю отопительную систему.

Однотрубное отопление делится на вертикальное и горизонтальное:

  • вертикальное – это подключение всех батарей последовательно сверху вниз.
  • горизонтальное – это последовательное соединение всех отопительных приборов по всем этажам.

 Из-за скопления воздуха в батареях и трубах возникают так называемые пробки, что является недостатком обоих систем.

Гидравлический расчет: основные правила

Гидравлический расчет производится по составленной и проверенной схеме отопления, в которой учтены все встроенные элементы и приборы. Для того чтобы выполнить расчет двухтрубной отопительной системы применяют аксонометрические функции и уравнения.

За основной объект расчета, как правило, принимают самое нагруженное обогревательное трубопроводное кольцо и разбивают его на соответствующие участки.

В результате проведения процедуры высчитываются требуемое значение сечения отопительной трубы, необходимую площадь поверхности трубопровод и возможную потерю давления в системном контуре.

Подобный гидравлический расчет имеет множество разновидностей, однако, наиболее распространенные и рациональные следующие:

  • Проведение вычисления по показателю линейных удельных потерь давления, которые предполагают равносильные колебания температурного режима во всех элементах и приборах разводки.
  • Осуществление расчетов по значению проводимости и характеристикам сопротивления отопительной системы, которые также предполагают возможные перепады и изменения показателей термометра.

В конце проведения работы первого способа состоит в том, что в результате расчетов складывается четкая картина с реалистичным распределением показателей сопротивления в контуре системы отопления. Второго – точная информация о предстоящем расходе теплоносителя и значениях температурного режима во всех составляющих контура системы отопления.

Выбор отопления в двухэтажный дом

Чтобы верно подобрать схему, нужно учитывать множество факторов:

  • предпочитаемый вид топлива или энергоносителя;
  • величину отапливаемой площади;
  • надежность электроснабжения в вашей местности;
  • бюджет, выделяемый на закупку оборудования и монтаж;
  • материал, из которого построено здание;
  • сложность прокладки труб;
  • прочие условия.

Как уже говорилось, первое место во всех отношениях занимает двухтрубная система закрытого типа с мембранным расширительным баком. В двухэтажном коттедже средней площади (до 300 м²) вам хватит диаметра труб 20—25 мм, которые при желании нетрудно провести скрытым способом. Разве что в начале схемы придется поставить трубопровод Ø32 мм.

Выбор отопления в двухэтажный дом

Примечание. Учтите, что трубы из полипропилена делаются с толстыми стенками, поэтому «живое» сечение у них существенно меньше, чем в металлопластике либо сшитом полиэтилене.

Предлагаем еще несколько рекомендаций по выбору отопительной схемы для дома в 2 этажа:

Выбор отопления в двухэтажный дом
  1. При частых и длительных отключениях электричества нужно задуматься о монтаже открытой самотечной системы и установке напольного котла, способного работать автономно. Покупка блоков бесперебойного питания или генераторов не всегда оправдана.
  2. В тех же условиях нельзя монтировать напольные сети, подключаемые к гребенке. Без насоса они работать не смогут.
  3. В здании с печным отоплением лучше задействовать разводку с естественной циркуляцией и открытым расширительным баком. Как самостоятельно сделать водяной контур в печке, рассказывается в этой инструкции.
  4. Чтобы организовать обогрев теплыми полами без радиаторов от твердотопливного котла, придется ставить буферную емкость и смесительный узел, что не всем доступно. Дешевле сделать высокотемпературную радиаторную сеть и подсоединить по двухтрубной схеме. Блок резервного питания для насоса в этом случае обязателен.
  5. Ленинградку применяйте в домах малой площади (до 150 м²), причем делайте ее с принудительной циркуляцией. Если размеры здания больше, а вам нужна самотечная система, то смело монтируйте вертикальные стояки с верхней подачей теплоносителя и открытым бачком, установленным на чердаке.

Второй вариант – использование настенного газового котла, способного поддерживать температуру на выходе до 50 °С. Правда, в таком режиме работы он станет расходовать больше газа и быстрее засоряться от сажи.

Выбор отопления в двухэтажный дом

Подробный разбор различных систем отопления для двухэтажных частных домов смотрите в последнем видео:

Двухтрубная схема системы отопления

Отличительный признак двухтрубной разводки – к каждому радиатору присоединяются две магистрали. Теплоноситель поступает по подающему трубопроводу, охлажденная вода возвращается в нагревательный котел по обратному контуру.

Способ выполнения двухтрубной разводки

Для разводки труб применяют две схемы:

  1. «Звезда». Обратные и подающие трубы идут от общего коллектора к каждому радиатору. Они разветвляются на количество частей, идентичное числу отопительных приборов.

  2. «Шлейф». Обратные и подающие трубы последовательно идут к радиаторам. Приборы, удаленные от генератора энергии на большее расстояние, получают меньше тепла.

Двухтрубная конфигурация проектируется с верхней или нижней разводкой отопления.

Двухтрубная схема водяного отопления

Двухтрубная верхняя разводка

Система с верхней разводкой предполагает циркуляцию теплоносителя сверху вниз. Он проходит через радиаторы и возвращается по стоякам в обратный трубопровод и нагревательный котел.

Для естественной циркуляции жидкости необходимо обеспечить уклон горизонтальных магистралей с коэффициентом 0,002-0,003. Подпитка системы осуществляется в обратный контур из водопровода или путем добавления жидкости в расширительный бак. Во время смешивания холодной воды с остывшим теплоносителем повышается плотность раствора, увеличивается напор. Для улучшения циркуляции рекомендуется утеплять главный стояк.

Читайте также:  Как сделать электрический котел для отопления дома своими руками

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя

Расширительный бачок, который обеспечивает саморегулирование объема жидкости, – обязательный модуль конструкции с верхней разводкой. Он может быть в простом или сложном исполнении.

Простая модель представляет собой емкость с двумя трубами: одна из них необходима для контроля заполнения бака жидкостью, другая выполняет роль стояка подачи в отопительной системе. Основные недостатки простого расширителя:

  • необходимо проверять уровень воды в емкости с периодичностью в 6-12 месяцев;

  • корпус нуждается в утеплении для предотвращения замерзания воды зимой.

Сложная конструкция бачка имеет 4 трубы: обратка и подача обеспечивают циркуляцию и сводят к минимуму риск замерзания воды; два других элемента контролируют уровень жидкости. Способ отличается высокой автоматизацией процессов, но не пользуется популярностью из-за сложного монтажа и большого количества труб, которые необходимо тянуть через все этажи. Владельцу дома проще 1-2 раза в год обеспечить ручной долив воды в систему.

Балансировку двухтрубной отопительной конструкции реализуют путем установки автоматических или ручных вентилей и постепенного увеличения условного прохода труб от котла к радиаторам. В конструкции с естественной циркуляцией воды гидравлическое сопротивление должно быть меньше напора.

Верхняя разводка отопления подходит для сооружений с чердаком: компенсирующий бак для удаления воздуха должен быть расположен на самой верхней точке конструкции.

Двухтрубная нижняя разводка

В системе с нижней разводкой теплоноситель двигается снизу вверх. Для ее применения необходимо установить кран Маевского или другой воздушный спускник, автоматический воздухоотводчик.

В жилых помещениях редко встречается нижняя разводка с естественным движением теплоносителя. Для нее требуется больше число радиаторов, на каждом из которых должен быть установлен воздушный спускник. Это приводит к необходимости стравливания воздуха каждую неделю. Окольцовка подающей магистрали воздушным трубопроводом не решает проблему. Она стирает все достоинства нижней разводки и требует установки стояков через все этажи дома.

Для использования нижней разводки необходимо ввести в схему насос. В этом случае она характеризуется следующими преимуществами по сравнению с верхним расположением магистрали:

  • небольшая протяженность трубопровода в неотапливаемых помещениях;

  • уменьшение непроизводственных потерь энергии;

  • удобное отключение отдельных стояков на время ремонтных работ: вентили расположены в одном месте;

  • эстетичный внешний вид: большинство труб скрыто в подвальном помещении или в конструкции пола.

Главное преимущество двухтрубной конфигурации – простая регулировка температуры в помещениях с помощью автоматического или ручного вентиля. При использовании циркуляционного насоса можно прокладывать трубы меньшего сечения.

Ключевые минусы в сравнении с однотрубной системой:

  • высокая стоимость и сложность монтажа;

  • большое количество соединительных элементов и труб;

  • необходимость использования дополнительных клапанов для удаления воздуха.

Двухтрубную конфигурацию целесообразно использовать в домах, предназначенных для постоянного проживания. При внедрении циркуляционного насоса схема подходит для зданий любой этажности.

Нормы и требования к водяному автономному отоплению

Основные требования разработаны в строительных нормах и правилах.

Из рекомендаций можно выделить:

  • температура жидкости в трубах не должна быть выше +90°С;
  • оптимальный температурный режим должен быть в пределах +60÷80°С;
  • при открытом монтаже водяного отопления, необходимо крепление труб при помощи клипс, хомутов или устройство металлических каналов;
  • скрытый монтаж допускается выполнять в штробы, каналы, плинтусы. Можно закрыть экранами;
  • при необходимости нужно выполнить теплоизоляцию труб, которые будут проходить по неотапливаемому помещению.

Какая система отопления лучше: однотрубная или двухтрубная?

Преимущества и недостатки однотрубных систем

Зная основные недостатки и достоинства однотрубной системы отопления, можно определяться с проектированием отопления в своем частном доме или загородной коттедже. Мы рекомендуем принимать решения только после осмотра объекта специалистом, но уже на начальных этапах проектирования вы можете оценить целесообразность такой системы для помещения.

Аргументы «против»

Самое большое различие, которое имеют однотрубная и двухтрубная система отопления – это последовательное соединение радиаторов, которое в процессе эксплуатации не позволяет регулировать интенсивность нагрева одного из них без последствий для последующих. То есть, если в спальне достаточно жарко и нужно убавить температуру, прижав вентиль на радиаторе, в других комнатах вода в батареях тоже будет остывать.

Второй серьезный минус – однотрубная система отопления дома требует более высокого давления теплоносителя в процессе эксплуатации.

Повышается мощность насосов в котельных – повышаются эксплуатационные расходы, появляется больше протечек, система чаще требует пополнения воды.

Не исключение и однотрубная система отопления частного дома: в такую систему обязательно нужно врезать насос, в то время как в двухтрубных системах теплоноситель может перемещаться самотеком.

Третий существенный недостаток – однотрубная система отопления дноэтажного дома должна иметь вертикальный розлив. То есть, емкость-расширитель обязательно должен устанавливаться на чердаке, в данном случае выполняющем роль технического этажа.

В случае, когда такая система устраивается в многоэтажном жилом доме, необходимо прибегнуть к дополнительным ухищрениям, чтобы обеспечить одинаковую температуру теплоносителя на каждом этаже.

Дело в том, что с вертикального излива вода по однотрубным системам отопления спускается вниз, последовательно проходя через радиаторы на каждом этаже. Разумеется, в каждом радиаторе она отдает часть температуры, доходя до первых этажей с потерей теплоэнергии едва ли не до 50%.

Поэтому при таких системах на каждом этаже ставят дополнительные перемычки, а на нижних этажах устанавливают большее количество секций радиатора, чем на верхних.

Какая система отопления лучше: однотрубная или двухтрубная?

Аргументы «за»

Помимо всего вышеописанного эта система отопления имеет ряд плюсов, которые вполне могут уравновесить недостатки.

Во-первых, основные ее отрицательные стороны были характерны для советского времени, когда технический прогресс еще не совершил многих революционных переворотов в технологиях.

Сегодня однотрубная система отопления – одна из самых распространенных систем, особенно для частного строительства.

Читайте также:  Как работает и из чего состоит нагреватель воды

Во-вторых, большой плюс такой системы, разумеется, в экономии материалов. Соединительные трубы, обратные стояки, перемычки и подводы к радиаторам отопления – все это в сумме дает достаточную протяженность трубопровода, который стоит немалых средств. Однотрубная система отопления позволяет избежать монтажа лишних труб, серьезно сэкономив. Во-вторых, это гораздо эстетичнее выглядит.

В-третьих, есть множество технологических решений, которые избавляют от проблем, существовавших в таких системах буквально десяток лет назад.

На современные однотрубные системы отопления устанавливают термостатические клапаны, радиаторные регуляторы, специальные воздухоотводчики, балансировочные вентили, удобные шаровые краны.

В современных отопительных системах, использующих последовательную подачу теплоносителя, уже можно добиться понижения температуры в предшествующем радиаторе без ее снижения в последующих.

Зная основные особенности однотрубной и двухтрубной систем отопления, можно приступать к проектированию отопления в частном доме или загородной коттедже.

Тем не менее, мы рекомендуем приступать к монтажным работам только после осмотра объекта специалистом.

Обратитесь к нашим инженерам за помощью в проектировании коммуникаций по телефону +7 (495) 580-29-99 или оставьте заявку на нашем сервисе поиска монтажников

Двухтрубная или лучевая схема отопления. Какая лучше?

Разводок труб радиаторного отопления существует немалое количество, но в силу многих своих преимуществ, особенно закрепились две разводки: двухтрубная и лучевая.

Чаще всего любому застройщику приходится выбирать между двумя этими системами (если само собой было решено установить радиаторы).

Совет

В надежде получить рекомендации от монтажников, обычно не встречаешь объективности и каждый сватает то, что ему удобнее.

А есть еще самая приятная фраза, которую любит слышать каждый заказчик: «ну это, вы там сами решите, а нам без разницы что монтировать». Давайте попробуем адекватно разобраться в сильных и слабых сторонах двухтрубной и лучевой радиаторной разводки

Что такое двухтрубная система?

Это следствие эволюции однотрубной системы, в которой избавились от всех основных недостатков. В этой системе к радиатору подводятся параллельно две трубы. Одна подающая, дальше подача, другая обратная, дальше обратка. В подачу идет горячий теплоноситель, и он попадет практически с одной и той же температурой в каждую батарею. А по обратной, само собой течет уже остывший теплоноситель.

В однотрубной системе мы сталкивались с тем, что за подачу и обратку отвечала всего одна закольцованная труба. Поэтому разница температур между первой и последующими батареями была более существенная. И систему не возможно было «уровнять» так, чтобы каждый радиатор был одинаковой температуры.

Что такое лучевая схема отопления?

Лучевая система – это по сути уже эволюция двухтрубной системы. Не такая существенная, но все же эволюция. Здесь так же идут две трубы: подача и обратка. Только разница в том, что на каждую батарею приходит трубопровод от распределительного коллектора. Коллектор такой же, какой используется при монтаже водяного теплого пола.

Давайте теперь выделим сильные и слабые стороны каждой схемы отопления

Какое отопление дешевле?

Самый выделяющийся плюс двухтрубной системы – это цена. Эта система дешевле лучевой. В основном за счет того, что используется меньше труб и не нужно докупать распределительный коллектор.

Но в двухтрубной системе используется больше фитингов. На последнем нашем объекте площадью 300 квадратов разница между лучевой и двухтрубной системой составила 30000.

В обоих случаях использовались металлопластиковые трубы, а так же соединения одной и той же фирмы.

С одной стороны, это можно записать в минусы лучевой системы. Но с другой стороны, для такого объекта многим застройщикам разница в 30000 будет являться несущественной.

Двухтрубная или лучевая схема отопления. Какая лучше?

Используемые материалы

При лучевой разводке используются только металлопластиковые трубы или трубы из сшитого полиэтилена с более утолщенной стенкой.

Количество стыков

Здесь свое явное преимущество за лучевой системой отопления. Ее главное преимущество —  отсутствие соединительных деталей в бетонной стяжке. Все соединения находятся в коллекторе и на самом радиаторе. Соответственно, если что-то когда-нибудь вздумает потечь, то произойдет это в видимом поле и вы быстро сможете все устранить.

У двухтрубной системы все соединения заливаются бетонной стяжкой и утапливаются  в стены. Это добавляет вероятность какой-либо протечки в следствии эксплуатации системы. Хотя прессовые и натяжные соединения труб славятся своей надежностью, поэтому на самом деле аварии возникают довольно редко

Другое дело, если вы используете полипропилен. Там стыков еще больше и большая часть из них так же находится в недоступной области. Вот тут уже действительно лотерея. Если вдруг, монтажник заварил неаккуратно стык, то он может потечь не сразу. Выдержит год — два. А там и начнется веселье. Так что с полипропиленовыми трубами при скрытом монтаже я бы рекомендовал быть чрезвычайно аккуратным.

Регулировка температуры

В этих системах есть удобные способы регулировки температуры. Чаще всего используются термоголовки на радиаторах. Это относительно недорогой и удобный вариант регулировки.

Преимущество лучевой системы в том, что можно поставить на коллектор сервоприводы и регулировать температуру в каждом помещении при помощи комнатных термостатов. Этот вариант уже значительно дороже, но в то же время и более продвинутый.

Каков итог?

К несущественному минусу лучевой системы можно отнести то, что требуется пространство для установки коллектора. А оно и в правду не всегда присутствует. Плюс ко всему желательно коллектор ставить посередине дома.

Если рассматривать эти две системы в плане эффективности, экономичности, то у них абсолютный паритет. Обе системы замечательно справляются со своей функцией.

Просто если бюджет у вас ограничен, то стоит посмотреть в сторону двухтрубной системы. При желании можете использовать и полипропилен. Лучевая же система добавит вам некоторых удобств и спокойствия, что под стяжкой в случае чего, у вас ничего не потечет.

Важно понимать главное. В обоих случаях ваш выбор будет абсолютно правильным!