Варианты схем отопления двухэтажного дома с газовым котлом

Для организации отопления 2-этажного дома схема с газовым котлом часто предпочтительна. Остается только выбрать конфигурацию. А чтобы не ошибиться, следует сначала разобраться, что к чему.

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.

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.

Циркуляционный электронасос. Перемещает теплоноситель по контурам. Устанавливается на обратный трубопровод непосредственно перед котлом.

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.

Проектирование системы для двухэтажного дома

Ничего сложного в обустройстве инженерных сетей нет, но для разработки проекта лучше обратиться к профессиональным теплотехникам. Это убережет от просчетов и поможет сэкономить.

Если же хочется сделать все самостоятельно, придется глубже изучить предмет. Важно все – от климата и планировки до шумоизоляции и дизайна. Это поможет разобраться, какая схема отопления будет оптимальной в вашем случае: с принудительной или естественной циркуляцией, одно- или двухтрубная, открытого или закрытого типа, с водой или антифризом в качестве теплоносителя.

Особенности принудительной циркуляции

Длина отопительного контура в двух- и трехэтажных домах часто слишком велика, чтобы выбор в пользу отопительной системы гравитационного типа был оправданным решением. Есть у нее и другие недостатки, сделавшие схемы с принудительной циркуляцией стандартом де-факто для жилья большой площади.

Теплоноситель в такой системе движется по трубопроводу не под влиянием сил гравитации, а благодаря работе электронасоса. Из-за замкнутости контура на производительность насоса влияет только внутреннее гидравлическое сопротивление теплосети. Этажность не имеет решающего значения.

Поскольку теплоноситель движется быстрее, чем в конфигурациях с естественной циркуляцией, он не успевает сильно остыть, пройдя полный круг. Это обеспечивает равномерность теплоотдачи и экономию газа. Система может работать в низкотемпературном режиме, т.е. топить можно и в межсезонье, когда еще не слишком холодно.

Из-за высокого давления в трубопроводе крайне нежелательно использовать открытый расширительный бак. Но у него столько недостатков, что никакой проблемы в этом нет. Конструкция бака закрытого типа позволяет размещать его в любом месте. А в качестве теплоносителя можно использовать антифриз.

Есть у принудительной циркуляции и недостатки. Главный из них – зависимость от электроснабжения. Отключение электричества влечет за собой остановку насоса. Это приводит к прекращению подачи тепла и возникновению воздушных пробок.

Решается проблема путем установки разгонного коллектора. При отключении электричества такая система продолжит функционировать в режиме естественной циркуляции.

Поскольку электронасос создает много шума, придется выделить дополнительные средства на шумоизоляцию. Но если оборудование будет находиться в отдельном помещении, в этом нет необходимости.

Варианты подключения оборудования

Существует две основных схемы: одно- и двухтрубная. Оба варианта подразделяются на систему с вертикальными стояками и горизонтальными магистралями.

Применяется также лучевая разводка – в ней каждый радиатор подключается отдельно к централизованному коллектору. Поскольку в такой системе теплопровод монтируется в пол (дополнительный источник отопления), она не нарушает дизайнерскую концепцию помещения.

Существуют такие виды подключения отопительных приборов:

• боковое;
• нижнее;
• диагональное.

В первых двух вариантах трубы для подачи и отвода теплоносителя подключаются с одной ее стороны – соответственно сбоку или снизу. При диагональном – с противоположных и на разных уровнях. Последний тип присоединения гарантирует наименьшие теплопотери.

Нижнее подключение не рекомендуется использовать в схемах с естественной циркуляцией.

При боковом присоединении следует применять небольшие радиаторы (максимум 6 секций). При диагональном таких ограничений нет.

Как выбрать оптимальную схему отопления

Часто самая простая конфигурация из возможных в заданных условиях показывает наилучшие результаты. Но чтобы спроектировать такую, придется учесть немало факторов:

• климат и качество утепления;
• планировку и количество отапливаемых помещений, их назначение;
• стабильность электроснабжения;
• индивидуальные пожелания;
• требования к дизайну;
• допустимый бюджет.

Варианты схем для двухэтажного дома

Однотрубная разводка

На установку такой системы уходит меньше всего материалов. Ее просто проектировать, а монтаж по силам каждому. Допускает подключение теплого пола, а реализовать ее можно как с применением электронасоса, так и по принципу естественной циркуляции.

Существуют такие разновидности:

• простая;
• “Ленинградка”.

Простая однотрубная схема. Ее особенность в том, что теплоноситель попадает в следующий радиатор только после заполнения предыдущего. Пройдя круг, вода возвращается в котел.

Ее просто проектировать, а реализация обойдется недорого. Главный недостаток – температура каждой следующей батареи всегда ниже предыдущей. В зависимости от метража разница между первой и последней может быть настолько большой, что использование такой системы становится нецелесообразным.

В случае отказа от применения электронасоса обеспечить энергоэффективность получится на еще меньшей площади. Для жилого двухэтажного частного дома такой вариант скорее всего не подойдет.

“Ленинградка”. От простой однотрубной эта схема отличается тем, что теплоноситель беспрепятственно движется по закольцованному контуру. В батареи же он вытесняется под влиянием давления через специальные отводы.

Благодаря этому температура воды примерно одинаковая на всей протяженности теплосети. А путем отключения от нее отдельных радиаторов можно устанавливать индивидуальный микроклимат в различных помещениях.

Невысокая стоимость реализации, а также простота проектирования и монтажа делают эту схему одной из самых популярных.

Двухтрубная разводка

Вода в такой системе подается и отводится с помощью разных контуров. Этим достигается более высокая энергоэффективность на больших площадях. А в контур может быть включено больше радиаторов без риска потери их продуктивности по мере отдаления от котла.

Однако, такие системы сложнее проектировать. А их реализация выйдет дороже ввиду использования большего количества материалов и дополнительного оборудования.

В малоэтажных постройках применяются такие двухтрубные схемы:

• тупиковая;
• лучевая или коллекторная;
• “Петля Тихельмана”.

Тупиковая схема. Лучший вариант для помещений, в которых невозможно закольцевать контур. Например, из-за дверного проема.

Многие не любят ее по причине капризности. Поскольку вода подается и отводится по встречным направлениям, теплоноситель может замкнуть контур после первого же радиатора. Найдя путь наименьшего сопротивления, дальше вода не пойдет.

Устраняют эту проблему с помощью балансировочных вентилей и подключения батарей трубами меньшего сечения, чем используются в магистрали.

Лучевая схема. Подразумевает отдельное подключение каждой батареи к двум коллекторам – подающему и отводящему теплоноситель. Таким образом устраняется риск закольцовывания воды, присущий тупиковой разводке. Дополнительное преимущество такого подхода в том, что регулировать теплоотдачу каждого радиатора можно централизованно.

Это самая сбалансированная и легко управляемая схема. Позволяет комбинировать даже одно- и двухтрубные контуры. А ее коммуникации легко скрыть, что помогает сохранить привлекательность интерьера.
Одновременно она же самая дорогая и трудоемкая в реализации из-за отдельного подключения каждого радиатора и применения дополнительного оборудования.

Есть у нее еще один недостаток – на ее основе нельзя собрать схему с естественной циркуляцией. А использование насоса не всегда оправдано ввиду зависимости функционирования системы от стабильности электроснабжения.

“Петля Тихельмана”. Лучшая схема по соотношению стоимости, энергоэффективности, функциональности и простоты обслуживания. Она дешевле и проще в проектировании и установке, чем лучевая. Полностью лишена недостатков тупиковой, несмотря на последовательное подключение батарей. Не требует тонкой настройки и легко управляема.

Комбинированная разводка

Часто самое оправданное решение – совместить несколько различных схем. Пойти по такому пути заставляют разные причины. От особенностей планировки до нежелания избавляться от ранее установленных теплосетей в случае, когда второй этаж достроен недавно.

Общие правила организации комбинированных систем:

1. Допускается подключение любого количества контуров. Каждый из них может отвечать за отопление одного или нескольких этажей, помещений, а то и части комнаты. Ограничителями выступают только характеристики оборудования и бюджет.
2. Простые однотрубные конфигурации неэффективны при длинном отопительном контуре. Потому их использование в двухэтажном доме возможно только при малой жилой площади.
3. Теплый пол подключается отдельным контуром.

Если для разных контуров требуется различная температура и давление, вместо коллектора применяют гидрострелку.

Открытые и закрытые системы

Расширительный бак применяется всегда. Разница лишь в его типе, от которого и зависит, какая получится конфигурация – открытая или закрытая.

Расширительный бак открытого типа контактирует с внешней средой за счет наличия отверстия в верхней части. Это ограничивает возможность выбора места его установки (исключительно в наивысшей точке теплосети) и используемого теплоносителя (только вода, никакого антифриза).

Есть у него и другие недостатки:

• нужно регулярно доливать воду из-за испарения;
• высок риск возникновения воздушных пробок в отопительном контуре;
• нуждается в дополнительном утеплении при размещении на чердаке.

Расширительный бак закрытого типа менее капризен благодаря герметичной конструкции. Допускается его использование в системах с антифризом (применяется в загородных коттеджах, в которых не живут постоянно), а установить его можно в любом месте. Часто он изначально является встроенным компонентом теплогенератора компактной конструкции.

Совместимость с разными котлами

Настенная конструкция подходит для любых конфигураций с принудительной циркуляцией. Поскольку часто такие приборы снабжены встроенным насосом и закрытым расширительным баком, их применение упрощает проектирование и установку теплосети. Но ограничения по максимальной мощности не позволят справиться с отоплением жилья большой площади.

Существуют одно- и двухконтурные компоновки. Вторые помимо отопления обеспечивают горячее водоснабжение.

Энергонезависимые напольные агрегаты совместимы с любыми одно- и двухтрубными конфигурациями с гравитационной или принудительной циркуляцией. При подключении электронасоса такой котел справится с отоплением любой площади. Допускает сборку открытой системы. Главный недостаток, он же достоинство – прибор требует отдельного помещения с принудительной вентиляцией и дымоотводом.

Какую выбрать

В маленьком двухэтажном дачном доме без резервного электрогенератора разумно провести простую однотрубную самотечную систему отопления. В остальных случаях использовать такую конфигурацию нецелесообразно.

Если электроснабжение нестабильно, самотечная схема – единственный разумный вариант. Можно даже обойтись без газового котла, если в доме есть печь.

Коллекторная двухтрубная разводка понравится тем, кто любит порядок и боится испортить дизайн интерьера. Благодаря лучевому подключению не проблема замаскировать теплопровод и даже радиаторы. Поскольку это наиболее сбалансированная и функциональная конфигурация, она подойдет всем, кто не стеснен в средствах.

Если трудно выбрать, велика вероятность, что условия эксплуатации могут измениться или просто хочется получить универсальную систему, двухтрубная тупиковая схема закрытого типа будет лучшим выбором.

На случай отключения электричества она легко адаптируется к эксплуатации по самотечному принципу. Не проблема заменить газовый котел твердотельным или электрическим. Теплоноситель можно использовать любой, если не применять элементы из полипропилена. Допускается подключение теплого пола.

Если закольцевать контур не проблема, часто лучшим выбором будет “Петля Тихельмана”. Популярностью она обязана простоте конструкции и неприхотливости в настройке и эксплуатации.

Не стоит также забывать, что комбинированные многоконтурные разводки помогают обойти многочисленные ограничения.

Оптимальное решение для каждого дома индивидуально. При его разработке следует учитывать архитектурные особенности строения и условия эксплуатации. И если ответственно подойти к составлению проекта, выбору и установке оборудования, система будет работать эффективно и безотказно.