Однотрубные и двухтрубные системы отопления для обогрева двухэтажного частного дома: преимущества и недостатки

В загородном двухэтажном доме необходимо продумать устройство всех коммуникаций. Отопление — самая главная система, потому что от ее обустройства зависит микроклимат в помещении. Существует много источников тепловой энергии. Они различаются по затратности и эффективности работы.

Из чего состоит система отопления

Выбрать и подготовить оборудование для обогрева в доме бывает сложно. В многоэтажных домах прокладка и разводка осложняется тем, что необходимо просчитать, как теплый воздух будет циркулировать в помещении. Для этого требуются инженерные навыки, умение рассчитывать уровень потерь тепла в зависимости от региона, толщины и материала стен, утепления. Работа системы зависит и от того, какой теплоноситель применяется для обогрева помещения.

Разработку проекта лучше всего доверить специалисту. Теплотехник выберет оптимальную систему отопления двухэтажного частного дома. Но при наличии опыта и навыков выбрать вид нагревательного элемента можно самостоятельно.

Для отапливания загородных домов часто выбирается жидкий теплоноситель (вода или антифриз), который нагревается в котле и циркулирует по трубам и радиаторам.

Существуют основные способы прокладки водяного отопления, которые реализуются в двухэтажных домах. По способу подачи жидкости системы делятся на следующие виды:

1. Однотрубная система отопления двухэтажного частного дома — вид подключения, при котором жидкость поступает в нагреватель и отводится по одному трубопроводу. Монтаж несложный. С удалением от нагревательного элемента температура теплоносителя падает.
2. Двухтрубная: все радиаторы и батареи получают теплоноситель по приводящей трубе, а отводят по возвратной.
3. Коллекторная или лучевая система отопления двухэтажного дома отличается сложностью прокладки. Каждый из радиаторов получает и возвращает теплоноситель по отдельным трубам, которые прокладываются под полом и сходятся к одному общему коллектору.
4. «Теплый пол» — разновидность коллекторной разводки, но обогревателями являются контуры из труб, которые покрыты стяжкой или закреплены в перекрытие. Такая система прогревает всё помещение равномерно.

По методу подачи жидкости в трубопроводе системы делятся на 2 вида:

• с естественной подачей теплоносителя;
• с принудительной циркуляцией;

Для второго способа применяются насосы, которые за счет вращения вала увеличивают давление в системе. Скорость движения жидкости достигает 0,8 м/с в зависимости от мощности помпы и сопротивления сети. Монтировать насосы принудительной циркуляции можно в любые сети.

Естественный способ циркуляции работает за счет гравитации: разогретый теплоноситель перемещается по трубам вверх, в результате этого достигается медленная циркуляция. Не выбирается из-за слишком узких труб при использовании лучевой разводки или системы «Теплый пол».

Выбор источника тепловой энергии

Основным элементом любого проекта отопления двухэтажного дома является теплогенератор, который преобразует энергию в тепло и нагревает теплоноситель. Разработаны автоматизированные модели котлов, при их использовании температура жидкости внутри труб изменяется в зависимости от показателей на термостате.

Комбинированные источники тепла:

1. Отопительные котлы (газовые, электрические или твердотопливные).
2. Инфракрасные обогреватели.
3. Печи для обогрева конструкций.
4. Камины.
5. Альтернативные источники энергии (геотермальное отопление, солнечные коллекторы).

Лучший выбор — газовый или электрический котел. При использовании твердотопливного нагревателя (уголь или дрова) необходимо продумать, где будет храниться топливо. Обычно сооружаются отдельные постройки, в которых требуется обеспечить стабильную температуру и не допускать попадания внутрь дождя и снега.

Обогреватели часто комбинируют между собой. При отсутствии газовой магистрали можно использовать электрическое отопление. Как резерв часто выступает камин или несколько инфракрасных отражателей.

Выбор альтернативных источников энергии для отопления загородного дома зависит от региона и климатических условий. Оборудование отличается длительным сроком окупаемости.

Как выбрать теплоноситель

Во время работы теплогенератора горячая жидкость свободно перемещаться по трубопроводу. Теплоноситель должен быстро нагреваться и долго сохранять тепло.

Есть устройства, которые предполагают использование нагретого воздуха. Особенно часто это применяется в коттеджах с печным или каминным отоплением. Но у воздуха не хватает теплоемкости и теплоотдачи для обогрева всех комнат.

Жидкости способны сохранять тепло и отдавать его. Наиболее дешевым и универсальным теплоносителем является вода. При нагреве трубы и радиаторы нагреваются, постепенно отдавая тепло.

В домах для постоянного проживания оптимальным будет использование воды как теплоносителя. Для того чтобы трубопровод и нагревательные элементы не портились, в жидкость добавляются специальные вещества, вода пропускается через фильтры.

При непостоянном проживании в доме вместо воды лучше всего использовать антифриз — раствор органических спиртов, которые не замерзают из-за холода, поэтому исключен разрыв труб из-за изменений агрегатного состояния теплоносителя.

Конвекторный и радиаторный обогрев помещений

Для сборки системы отопления двухэтажного дома с естественной или принудительной циркуляцией как основные отопительные приборы применяются радиаторы или конвекторы. Радиаторы обогревают дома с централизованным отоплением. Принцип работы такой системы заключается в передаче теплового излучения в окружающую атмосферу. Жидкость после нагрева циркулирует, проходя сквозь секции и нагревая их. Радиаторы комбинированного типа считаются лучшим вариантом для отопления двухэтажного дома.

Конвекторы — это более сложные конструкции. Они состоят из медных трубок, которые имеют высокие показатели теплоотдачи. В конструкции предусмотрены теплообменники. Воздух при попадании в теплообменные элементы нагревается. Устройства не остывают из-за объемного кожуха.

Для отопления коттеджей применяются как конвекторы, так и радиаторы. Конструкции имеют несколько видов, разные по габаритам и форме.

Краткое описание бытовых радиаторов

Главный критерий эффективности работы радиаторов — теплоотдача, которая зависит от материала изготовления (чугун, алюминий или сталь).

На рынке встречаются батареи отопления, разработанные дизайнерами. Они изготавливаются из других материалов, имеют высокую цену, выполняются на заказ. Поэтому керамика и ковка встречаются относительно редко.

Чугунные радиаторы, состоящие из множества секций, устанавливались в 50-80 годах ХХ века. Сейчас они также популярны из-за нетребовательности материала и его устойчивости к коррозии. Это позволяет использовать любой из видов теплоносителя. Главный недостаток — большой вес. Это необходимо учитывать, если система с чугунными радиаторами монтируется на тонкие стены.

Алюминиевые секционные обогреватели легкие, выглядят современно. Но их теплоотдача ниже. Металл может окисляться и реагировать с некоторыми видами теплоносителей.

Стальные батареи бывают панельные, или состоят из секций. Панели более устойчивы к химическим веществам, по весу находятся между алюминием и чугуном.

Эффективность систем с принудительной циркуляцией

Отопление в двухэтажном доме с принудительной циркуляцией может нормально функционировать только при грамотной разводке. Из-за необходимости коммуникации между этажами циркуляционная помпа —обязательный компонент системы.

Система отопления с принудительным движением теплоносителя в многоэтажном здании имеет следующие особенности:

1. Монтаж труб с меньшим диаметром, что снижает затраты и упрощает установку.
2. Регулирование температуры в комнатах.
3. Многоэтажность при использовании принудительной циркуляции приводит к снижению потерь энергии теплоносителем.
4. Понижается температура теплоносителя без изменений в теплоотдаче.
5. Для разводки можно использовать дешевые трубы из поливинилхлорида.

Основные недостатки:

• постоянное подключение к электрической сети, иначе насос не будет работать;
• шум при работе, особенно у моделей с сухим ротором (проблема решается, если выполнить шумоизоляцию котельной).

Циркуляционный насос монтируется на участке со сниженной температурой теплоносителя. Слишком высокие показатели приводят к поломке оборудования, поэтому устанавливать его нужно перед котлом.

Естественная циркуляция как альтернативный вариант

Гравитационные системы отопления двухэтажного дома встречаются достаточно редко. Несмотря на экономию при монтаже и работе за счет действия гравитации отсутствие быстрой циркуляции делает работу системы неэффективной.

Принцип функционирования самотечных систем отопления двухэтажного дома заключается в различной плотности у горячего и холодного теплоносителя и наличии расширяющей емкости, которая для нормализации давления монтируется в верхней части стояка.

Особенность схемы с естественной циркуляцией — горизонтальное расположение отводящих труб. Котел должен быть ниже уровня труб, чтобы жидкость циркулировала по системе. Подача теплоносителя выполняется через расширительный стояк, а сброс теплоносителя — через обратку.

Особенности однотрубного отопления

Однотрубная система отопления двухэтажного дома монтируется наравне с двухтрубной. Способ разводки не зависит от этажности. Но для зданий из нескольких этажей обязателен монтаж циркуляционного насоса. Для обогрева в однотрубной системе можно использовать любой теплоноситель в жидком агрегатном состоянии.

Принцип работы и отличительные признаки

При использовании однотрубной схемы разводки все батареи подключаются последовательно. Радиаторы располагаются близко к стенам по периметру дома. Теплоноситель попадает во все секции.

При использовании запорных кранов улучшается работа системы. Краны Маевского устанавливаются для вывода из батарей накопившегося воздуха. Пробки часто появляются при простое системы и летом, когда не нужно отапливать помещение. Существуют и другие виды кранов.

Для отключения циркуляционного насоса при отсутствии подачи электроэнергии дополнительно закрепляется мембранный расширительный бак. Отводящие трубы располагаются под углом в 5 градусов.

Преимущества и недостатки схемы однотрубной схемы

В многоэтажном доме однотрубная система отопления может нормально обогревать помещение только при использовании принудительной подачи воды от помпы. При этом по одной магистрали, которая идёт по периметру этажа, движется теплоноситель по всем батареям. Один коллектор одновременно подает и возвращает воду.

При правильном расчете трубопроводов в каждую батарею попадает приблизительно треть воды. Остаток продолжает циркулировать. После прохождения по цепи теплоноситель возвращается в коллектор, из-за чего снижается температура потока жидкости на несколько градусов.

Охлажденный теплоноситель поступает в следующую батарею, при этом продолжает циклично падать температура. После прохождения последнего из радиаторов остывший теплоноситель поступает в котел.

Основной плюс такой системы — низкая стоимость. Цена материалов и работы достаточно низкая. Но это правило работает только при использовании дешевых труб из полипропилена. Если трубопровод монтируется из дорогих материалов, например, полиэтилена или металла, то стоимость существенно возрастет из-за фитингов.

Недостатки:

1. Из-за циклического охлаждения теплоносителя требуется увеличивать количество секций радиаторов для установки в удаленных комнатах.
2. Необходимость сложных расчетов с учетом снижения температуры жидкости.
3. Одна ветвь может обеспечивать теплом не более 6 радиаторов.
4. В многоэтажных зданиях сложно провести трубы из-за проемов.
5. Трудно выполнить автоматизацию работы.

Уже на стадии проектирования можно скомбинировать работу такой системы с другими сетями.

Варианты подключения

Существует два вида подключения:

• простая однотрубная система без возможности регулировать работу;
• схема, в которой можно отключить часть радиаторов для ремонта.

Простой вариант значительно дешевле. Однако в случае поломки придется отключать всю систему. Монтаж второго варианта обходится дорого, потому что кроме трубопровода потребуется набор фитингов и запорной арматуры. За счет усложненной системы из кранов и байпасов регулируется объем теплоносителя, поступающего в каждый радиатор.

Схема, в которой можно отключить часть радиаторов для ремонта, была признана оптимальным вариантом однотрубной разводки.

Комплектация и монтаж оборудования

Во время составления проекта отопления частного двухэтажного дома своими руками нужно подготовить следующий набор оборудования:

1. Насос для принудительной циркуляции.
2. Теплогенератор с необходимым уровнем мощности.
3. Расширительная емкость.
4. Набор труб 25 и 20 мм.
5. Переходники, набор прокладок и заглушек.
6. Радиаторы.
7. Запорная арматура с возможностью спуска воздуха.

Трубопровод в попутной схеме движения теплоносителя можно выбирать из разных полимеров или металлопластика. Последний будет предпочтительным.

Важно правильно выбрать место для котла, который должен быть расположен в изолированном помещении, чтобы шум от работы не мешал жильцам. После монтажа принимаются за сборку трубопровода, осуществляют обвязку котла отопления для двухэтажного дома. Перед подключением радиатора для возможности регулировки устанавливают тройники и байпасы. Циркуляционный насос закрепляется рядом с входом обрата в котел.

Двухтрубная схема отопления для двухэтажного частного дома

Использование двухтрубных систем позволит достичь комфорта в помещении. За счет отсутствия потерь температуры от последовательного движения по радиаторам в разных помещениях достигается стабильная температура. Её можно регулировать.

Как работает схема с двумя магистралями

При монтаже двух магистралей первая подает воду в трубы, вторая возвращает теплоноситель в кран, при этом радиаторы подключаются параллельно к одному коллектору. Один из контуров двухтрубной системы отопления двухэтажного дома отходит от основного стояка к батареям на обоих этажах, второй прикрепляется к выходу нагревательного элемента и разводится на весь дом.

Чаще выбираются двухтрубные конструкции, поскольку:

1. Они снижают потери давления теплоносителя.
2. Для циркуляции не требуется монтировать помпу.
3. В каждом из радиаторов сохраняться одна и та же температура.
4. Универсальны для подключения разных систем.
5. Позволяют легко ремонтировать и восстанавливать работу.

Основной недостаток во время работы – сложный монтаж, при котором потребуется консультация специалистов. Если разводить двухконтурную систему правильно, то достигается комфортная температура воздуха во всех помещениях.

Удачные решения устройства двухтрубной системы

Существует несколько основных способов подключения труб в доме.

Монтаж отопления в частном доме своими руками: полезные советы

Центральной частью конструкции является котел с теплоносителем. Для достижения комфортной температуры нужно правильно выбрать его мощность. Если она недостаточна, возникают проблемы с эксплуатацией, когда требуется постоянно использовать элемент на предельной мощности. Это приводит к быстрому выходу оборудования из строя.

В больших многоэтажных домах хорошим выбором будет использование двухконтурного отопления, хотя разводить трубы и обвязывать котел сложнее, чем в одноконтурных вариантах.

В большинстве случаев крепление радиаторов настенное Поэтому желательно со стороны стены прикрепить отражающую пленку для теплопотерь.

Перед началом всех работ желательно составить план с учетом количества радиаторов и труб. Если для прокладки не хватает навыков, работу стоит доверить специалистам.