Занимаетесь строительством нового дома или обновлением устаревшего, и подошли к выбору системы отопления? Не знаете, какая схема разводки будет наиболее подходящей? Правильная конструкция отопления от газового котла в двухэтажном здании является ключом к обеспечению тепла и уюта в зимний период, а также к стабильной работе всех элементов системы.
Четкий проект отопления принимает во внимание множество факторов – от климатических условий и бюджета до необходимости в тонкой настройке и эстетики. В данном материале мы подробно рассмотрим все актуальные типы отопительных систем, предложим и сравним готовые схемы с наиболее подходящими параметрами для различных ситуаций и обозначим возможности их изменений.
Краткое содержание статьи
Типы газовых систем отопления для частных домов
Выбор отопительной системы определяется множеством факторов, и выбор газового котла в качестве главного источника тепла – это только первый шаг. Установить систему обогрева можно, соединив все устройства одной трубой, либо прокладывая отдельные магистрали для подачи и обратки.
Кроме того, структура системы зависит от типа отопительных приборов, конструкции расширительного бака, а также лишает свой уровень от планировки и площади дома. В зависимости от ситуации допускается разделение на несколько контуров с возможностью естественной циркуляции в случае отключения электричества и другие аспекты.
Правильно спроектированная и установленная котельная – это главное условие для поддержания комфортной температуры в доме в период отопления и бесперебойного функционирования оборудования.
Ниже детально рассмотрим все аспекты, плюсы и минусы каждого типа систем.
Однотрубные и двухтрубные схемы подключения
Среди этих двух главных типов можно выделить пять основных схем подключения.
Перейдём к их описанию, начиная с самых простых:
- Простая однотрубная.
- Однотрубная схема «Ленинградка».
- Двухтрубная тупиковая.
- Система «Петля Тихельмана».
- Коллекторная, или лучевая схема.
Простейшая однотрубная схема отопления представляет собой конструкцию, в которой теплоноситель проходит через каждый радиатор по очереди. Тёплый пол также может быть в этой системе, но его следует подключать последним, к обратному трубопроводу самого дальнего радиатора.
Этот вариант позволяет существенно сэкономить на количестве труб, фитингов и запорной арматуры, а также обеспечивает прокачку теплоносителя через все радиаторы.
Такую простую однотрубную систему возможно как спроектировать, так и установить самостоятельно. Кроме этого, её легко модернизировать для работы на основе естественной циркуляции.
Однако у неё есть весомый недостаток: температура на выходе из каждого радиатора уменьшается, и регулировка невозможна. Если устанавливать терморегуляторы на первый радиатор, это приведёт к снижению температуры во всех остальных радиаторах, кроме увеличения количества секций последних.
В двухэтажных домах, как правило, площади слишком большие, и такие протяжённые системы не работают эффективно. Из-за сложностей с настройкой простая однотрубная схема практически не применяется.
Совершенная версия однотрубной системы, известная как «Ленинградка», включает специальный байпас на каждом радиаторе, что позволяет части теплоносителя обходить радиатор, подавая в следующий более горячую смесь.
Использование регулирующей и запорной арматуры на подаче, обратке и байпасе каждого прибора позволяет контролировать температуру в отдельных помещениях.
С добавлением кранов и терморегуляторов система становится средним решением по цене и функциональности между простой однотрубной и двухтрубной схемами – что делает её весьма популярным выбором.
Двухтрубная система подразумевает разделение подачи и обратки на две независимые трубы, которые подходят к каждому радиатору. Это требует значительно большего количества материалов, однако горячий теплоноситель не смешивается с обраткой, что обеспечивает более эффективный обогрев большего количества радиаторов.
Тупиковые ветви удобно прокладывать в местах, где закольцевать трубы не представляется возможным, например, у балконной двери. Потоки в подаче и обратке будут направлены в противоположные стороны, что ведёт к тому, что теплоноситель может следовать по пути наименьшего сопротивления и замыкаться уже через первый радиатор, не доходя до остальных.
Проблему можно решить, используя балансировочные вентилями, а также трубы меньшего диаметра для подключения к радиаторам, чем для магистралей.
Можно комбинировать различные схемы: например, в цокольном этаже проводить тупиковые ветви, на первом этаже использовать петлю Тихельмана, а на втором этаже реализовать коллекторное подключение.
Петля Тихельмана представляется наиболее оптимальным и популярным решением по цене и эффективности. Главная особенность заключается в том, что направление потоков в подаче и обратке совпадает, и независимо от того, через какой радиатор проходит теплоноситель, длина кругового потока остаётся одинаковой, исключая возможные пути наименьшего сопротивления. В результате все радиаторы будут прогреваться равномерно, и каждую батарею можно индивидуально отрегулировать или полностью отключить без ущерба для всей системы.
Коллекторная схема требует установки двух коллекторов для подачи и обратки, от которых к каждому отопительному прибору отходят отдельные трубы. Для максимальной эффективности коллектор размещают так, чтобы расстояние от него до всех отопительных приборов было приблизительно одинаковым. Обычно на каждом этаже размещается отдельный коллектор.
В рамках этой системы теплоноситель будет подаваться к каждой батарее с одинаковой температурой, и именно тут управление мощностью обогрева разных точек будет проще всего.
Основной недостаток коллекторной схемы — это её высокая потребность в трубах, что не только увеличивает общие расходы, но и усложняет процесс установки. С другой стороны, все трубы остаются скрытыми, что придаёт эстетичный вид.
Также стоит отметить, что коллекторная схема, в отличие от всех предыдущих, не может функционировать по принципу гравитации. Это означает, что в случае отключения электроэнергии или остановки насоса, отопление также остановится.
Для настройки лучевой системы не требуется физический доступ к каждому отопительному прибору: все необходимые краны сконцентрированы в коллекторной шкафной системе, их нужно лишь правильно промаркировать при установке.
В двухэтажных домах довольно часто используются разные схемы разводки для различных помещений, в зависимости от их планировки, площади и установленных отопительных приборов.
Однотрубные схемы, с единой подающей трубой, практически не встречаются в двухэтажных домах, поскольку последние радиаторы работают неэффективно. В зависимости от размеров здания, отдельные контуры могут соответствовать каждому этажу, нескольким или даже конкретным комнатам.
Также распространена практика разделения контуров радиаторов и тёплого пола, что обусловлено различиями в рабочем давлении и температуре.
Разделение подачи из котла на разные контуры можно осуществить через гидрострелку, коллектор либо комбинировать оба этих метода. Первый вариант позволяет обеспечить потоки с различным давлением и температурой для различных систем, второй же подойдет для контуров, имеющих одинаковые приборы, например, при лучевом подключении радиаторов.
Открытые и закрытые системы
Этот аспект определяет наличие контакта теплоносителя с атмосферным воздухом и основывается на типе расширительного бака.
Расширительный бак компенсирует увеличение объёма жидкости при нагреве, что предотвращает повышение давления в системе. Бак открытого типа имеет верхнее отверстие и работает за счет запаса объёма, заполняясь до разного уровня. Чтобы избежать их перелива по принципу законов сообщающихся сосудов, такой бак должен быть установлен в самой верхней части системы, как правило, это верхушка стояка подачи в двухэтажном доме.
Недостатков у таких систем достаточно много. Теплоноситель находится в контакте с открытым воздухом, что вызывает его испарение и обогащение кислородом. Это, в свою очередь, ставит под запрет использование антифризов, а воду придется регулярно восполнять, так как появление лишнего воздуха способствует коррозии и воздушным пробкам. Помимо этого, при размещении бака на чердаке, требуется его хорошее утепление, что затрудняет укладку в помещениях на втором этаже.
В современных газовых котлах расширительный бак закрытого типа может быть встроен, что позволяет сэкономить пространство и упростить подключение.
Закрытый расширительный бак герметичен, состоит из двух камер, разделённых мембраной. Он функционирует за счет способности воздуха сжиматься: когда система нагревается, вода занимает большую часть объёма бака, и давление в воздушной камере растёт. При охлаждении именно это давление возвращает воду обратно в систему.
Такой бак можно устанавливать в любой точке системы, чаще всего – на обратном трубопроводе перед насосом. Система с закрытым баком абсолютно герметична, в неё можно заливать даже токсичные смеси, такие как этиленгликоль. Даже обычная вода в условиях закрытой системы постепенно очищается от примесей и растворённых газов, становясь практическим идеальным теплоносителем.
Тип обогревательных приборов
Разные устройства отопления, такие как радиаторы, тёплые полы, конвекторы и прочие, могут использоваться в одной системе. Их допускается комбинировать даже в пределах простой однотрубной схемы, хотя с гравитационным типом циркуляции целесообразно применять обычные батареи.
Все обогревательные приборы, встроенные в пол, принято называть конвекторами, и их теплоотдача осуществляется за счёт конвекции воздуха внутри самого устройства.
Тёплый пол – это не только комфорт и удобство, но и экономия, так как тёплый воздух поднимается в нижнюю часть помещения, а под потолком остывает. В особенности это решение актуально, если в доме есть маленькие дети. Такие системы также часто устанавливают в ванных комнатах и кухнях.
Системы обогрева, работающие только на основе теплых полов, могут функционировать исключительно в зданиях с качественным утеплением и при умеренных климатических условиях. В противном случае, в морозное время в помещении станет холодно или же будет невозможно наступать на перегретые полы. В большинстве случаев теплые полы комбинируют с несколькими радиаторами, что делает систему эстетичной, экономичной и удобной.
Радиаторы популярны по причине своей эффективности: они осуществляют как излучение тепла от своей поверхности, прогревая воздух и предметы находящиеся рядом, так и конвекцию, направляя воздушные потоки через свои ребра.
Эффективность радиаторов зависит от способа подключения труб подачи и обратки, что в свою очередь влияет на распределение теплоносителя в секциях.
Основным минусом традиционных батарей является сложность их интеграции в интерьер, так как любые декоративные экраны могут негативно сказаться на эффективности обогрева.
По типу циркуляции теплоносителя
Теплоноситель, такой как вода или антифриз, в большинстве случаев движется от циркуляционного насоса, который создает необходимое давление для однородного и быстрого прогрева. Однако, отсутствие электроэнергии делает систему полностью зависимой – в случае отключения света отопление также останавливается.
Альтернативой могут выступать гравитационные системы, где циркуляция теплосистемы происходит благодаря изменению плотности теплоносителя и под действием гравитации, причем трубы уклоняются таким образом, чтобы способствовать этому процессу.
В таких системах стояки отопления (4) и обратки (5) должны иметь меньший диаметр по сравнению с магистральными трубами (3 и 6), а расширительный бак (7) размещается либо в начале подачи (2), либо перед котлом (1).
Такую отопительную схему частного двухэтажного дома с газовым котлом, не зависящим от электроэнергии, можно эксплуатировать даже без электричества, но скорость циркуляции и общее качество обогрева будут значительно ниже. Кроме того, медленный поток способствует образованию осадков на стенках системы.
Интересен аспект самонастройки систем с естественной циркуляцией: чем холоднее в помещении, тем быстрее остывает теплоноситель в радиаторах, увеличивая разницу температур между подачей и обраткой, что ведет к повышению скорости потока и улучшению эффективности работы отопления.
Если отключения электроэнергии стали частым явлением, а дом небольшой, то оптимальным вариантом будет система со смешанным типом циркуляции. Проектирование такой схемы следует осуществлять как для гравитационных систем – с учетом уклонов труб и расположением котла в низшей точке и так далее.
При установке циркуляционного насоса необходимо предусмотреть специальный «карман» – байпас перед котлом, а переключение типа циркуляции осуществляется с помощью установленных кранов.
В этой системе можно интегрировать и теплые полы, но они будут функционировать только при работающем насосе.
Горизонтальная и вертикальная разводка
В двухэтажном строении использование только горизонтальных трубопроводов невозможно – как минимум один стояк должен подавать теплоноситель на второй этаж. Однако это не меняет общей схемы разводки.
Горизонтальная разводка может быть организована на каждом этаже, где трубы соединяют все радиаторы на одной уровне в единую цепь. Эта схема наиболее универсальна и распространена, ее можно реализовать при любых планировках.
Выделяют также верхнюю и нижнюю разводку, касающуюся вертикальных частей трубопровода. Для установок с гравитационной циркуляцией подходит исключительно верхняя.
Однотрубная вертикальная разводка характерна для отопления многоквартирных домов, где планировка каждого этажа, включая расположение радиаторов, совпадает. Все батареи соединяются стояком с аналогичными расположениями у соседей сверху и снизу, без горизонтальных труб насчет отопления внутри квартиры.
Если в вашем доме имеется возможность расположить радиаторы строго друг над другом, вертикальная схема будет работать более эффективно, особенно в установках с гравитационным типом циркуляции. Кроме того, стояки легче скрыть, чем горизонтальные трубопроводы.
Тем не менее, при монтаже такой системы потребуется многократное пересечение перекрытий, что значительно усложняют задачу по сравнению с прокладкой трубы через стену.
Дополнительные устройства — достоинства и недостатки
Любую систему отопления можно усовершенствовать, добавив краны-терморегуляторы для индивидуальной настройки работы каждого радиатора, термостаты, гидравлические стрелки, циркуляционные насосы для каждого контура и другие дополнительные приборы.
В системах с закрытым расширительным баком обязательно необходимо устанавливать краны Маевского и воздухоотводчики на верхней части каждого стояка. Каждый внедренный элемент делает систему более эффективной и экономичной, позволяя более детально и удобно настраивать отопление.
Однако следует помнить, что избыточная сложность системы не только повышает ее стоимость, но и значительно увеличивает вероятность поломки.
Подбирайте только необходимое оборудование, так как чем меньше элементов, тем ниже шанс на сбой какого-либо из них и остановку всей системы.
Схемы, подходящие для двухэтажного дома
Каждый случай требует индивидуального проекта отопления, обеспечивающего его эффективное и экономное функционирование.
При выборе важно учесть следующие факторы:
- климатические условия и уровень утепления здания;
- количество и предназначение помещений. Нужен ли везде постоянный и равномерный обогрев;
- стабильность электроснабжения и наличие генератора влияют на выбор типа циркуляции;
- индивидуальные предпочтения жильцов: необходимость теплых полов или стен в некоторых или всех помещениях;
- планировка помещений – возможно ли использовать разводку по периметру;
- дизайнерские требования и статус ремонта. В большинстве случаев трубы и отопительные приборы можно скрыть в стенах и полах;
- финансовые возможности — смета на отопление может варьироваться значительно.
Ответив на все эти вопросы и зная особенности различных схем, вы получите представление о необходимом решении.
Не стремитесь к чрезмерно сложным схемам: иногда простота оказывается более надежной и эффективной, а сложная настройка не всегда актуальна.
Рекомендуем выбрать одну из проверенных и эффективных схем подключения отопительных приборов к котлу и адаптировать ее в соответствии с вашей планировкой.
Однотрубная Ленинградка — надежно и недорого
Эта однотрубная схема является одной из самых экономичных, простых и старинных, но по-прежнему актуальна и востребована. Использование только радиаторов позволяет предусмотреть смешанный тип циркуляции для случаев отключения электричества. Для этого газовый котел должен быть независимым, а трубы должны иметь наклон 5-10 мм на метр.
Для облегчения настройки можно установить терморегуляторы на подачу каждого радиатора и регулировочные вентили на байпасах радиаторов. Дополнительный вентиль на стояке позволит отключить отопление конкретного этажа.
Теплый пол можно включить в систему как отдельный третий контур или заменить радиаторы на одном этаже. В этом случае разделение потоков должно происходить через термосмеситель или гидравлическую стрелку, чтобы температура пола не поднималась в морозы до 70-80 °C, как это делают батареи.
Также учтите, что при отключении электроэнергии будут работать только радиаторы, а в строго горизонтальном контуре подогрева полов теплоноситель будет находиться в простое.
Для корректного функционирования системы «Ленинградка» важно использовать трубы разных диаметров: самая толстая труба идет от котла до единственного разделения на этажи, магистрали этажа имеют средний диаметр, а подключения радиаторов делаются с помощью наименьших труб.
Основное ограничение при организации такой системы касается отапливаемой площади: дом площадью более 100 м² не сможет нагреваться при естественной циркуляции теплоносителя. Эта система защитит только от размораживания труб и разрушения теплообменника котла при длительном отключении, но не обеспечит комфортный тепловой режим.
Кроме того, даже с принудительной циркуляцией такая схема отопления практически не поддается настройке, если она включает более 5-7 радиаторов. Поэтому для комфортного использования в большом доме рекомендуется разбивать схему на большее количество контуров.
Более подробно об организации однотрубной системы отопления Ленинградка можно узнать в соответствующем материале.
Петля Тихельмана с принудительной циркуляцией
Как уже отмечалось, данная схема подключения обеспечивает наиболее эффективную работу и удобную настройку каждого радиатора при минимальных затратах материалов.
Система может охватывать весь дом одной петлей, разделяться на 2 контура по этажам, как показано на схеме, или использоваться лишь для одного этажа или его части.
Установка удобна в использовании и обслуживании, при необходимости можно отключить часть радиаторов или даже демонтировать их без остановки котла.
Современные радиаторные системы отопления часто реализуются по такой схеме, если есть возможность скрыть трубопровод. Кроме того, в один контур можно подключать устройства различных типов: радиаторы, конвекторы, тепловые завесы.
Коллекторное подключение и смешанные системы
Использование коллектора для разделения контуров отопления, а также для индивидуального подключения каждого устройства является наиболее современным и удобным решением.
Такая система имеет ряд преимуществ:
- эстетика — все трубы скрыты в полу и стенах;
- удобство — регулировка каждого устройства в коллекторном шкафу;
- эффективность — все устройства получают одинаково горячий теплоноситель, но каждое из них регулируется под необходимые параметры;
- универсальность — к одному коллектору можно подключать оборудование разного типа независимо от площади.
Основным минусом такого подхода является высокая стоимость как материалов, так и монтажа. Для реализации этой схемы потребуется значительно больше труб, чем для любых других вариантов подключения, а укладка трубопроводов в пол может обойтись очень дорого, особенно если основание уже засыпано бетонной стяжкой.
Необходимо также учитывать, что при таком способе подключения полностью исключается возможность естественной циркуляции теплоносителя.
Для повышения удобства при монтаже и обслуживании иногда применяются трубы разных цветов: красный используется для подачи, а синий – для обратки.
В двухэтажных домах чаще всего устанавливаются по одному коллектору в центре каждого уровня, но если количество отопительных приборов велико, возможно, потребуется установка дополнительных коллекторов. Для систем теплого пола применяются отдельные коллекторы с пониженной температурой теплоносителя.
Система с вертикальной гравитацией
Помимо стандартных решений существуют и более нестандартные варианты, например, вертикальная двухтрубная система с естественной циркуляцией. Это, пожалуй, оптимальное решение для двухэтажного дома, особенно в условиях частых отключений электричества.
В вертикальной системе циркуляция воды происходит более эффективно, чем в горизонтальной, благодаря чему объемный расширительный бак, расположенный под крышей, выполняет функцию коллектора, обеспечивая равномерный и эффективный обогрев без необходимости использования насосов.
При установке такой системы критически важно применять трубы различного диаметра в зависимости от количества радиаторов, к которым они подключены.
Труба, подающая горячую воду в расширительный бак, и магистраль обратного потока должны иметь максимальный диаметр; вертикальные трубы, которые подают тепло на 2-й этаж, могут быть немного тоньше, а на первом этаже их нижние части должны быть уже, а трубы, ведущие к радиаторам – с минимальным сечением.
Итоги и полезные видео по теме
Чтобы посмотреть, как на практике реализуется двухтрубная схема в двухэтажном доме, ознакомьтесь с этим видео:
Здесь вы можете узнать о создании комбинированной системы с радиаторами и теплым полом:
А это видео будет полезно тем, кто планирует монтаж отопления с гравитационной или смешанной системой циркуляции:
В заключение, следует отметить, что не существует универсального идеального решения для отопления: в каждом случае необходимо учитывать множество факторов и расставлять приоритеты. Мы постарались описать все возможные варианты, чтобы помочь вам сделать правильный выбор.
А какой тип отопления установлен в вашем доме? Насколько вы им довольны, и что бы вы хотели изменить? Поделитесь своим мнением в комментариях ниже.
