Схема однотрубного отопления частного дома закрытого типа на примерах

Отопление коттеджей – виды систем и требования к оборудованию

На выбор отопительной схемы влияет главным образом площадь обогреваемых помещений, то есть общая протяженность трубопровода. Основная задача любой отопительной системы – равномерный обогрев помещений на всей протяженности трубопровода. Если в небольших одноэтажных домах организовать такую систему не составляет большого труда, то в коттеджах с двумя уровнями для решения этой же задачи нужно произвести серьезные расчеты.

Любая отопительная система состоит из главных элементов:

• котла или печи, которые могут работать на любом виде топлива;
• трубопровода;
• радиаторов;
• гидротехнического оборудования – насосов, кранов, датчиков;
• расширительного бака.

Элементы отопительной системы

Системы с установкой циркуляционного насоса

Любая схема отопления 2 х этажного частного дома должна обеспечивать постоянную циркуляцию теплоносителя по системе. При этом эффективность и скорость обогрева помещений напрямую зависит от уровня гидравлического давления в трубах. Очевидно, что самым простым решением этой задачи является циркуляционный насос.

Насосные схемы хороши тем, что при помощи небольшого и экономичного насоса в системе обеспечивается заданное давление, а горячая вода будет доставлена в любую точку контура независимо от его расположения. Энергопотребление такого прибора составляет от 25 до 50 Вт в час. Даже при ежедневной непрерывной работе в месяц счетчик намотает не более 40 кВт, что не влияет существенно на расход семейного бюджета. У такой схемы есть серьезный недостаток – она не работает в случае отключения электропитания. К сожалению, такие ситуации в России нередки, поэтому в зимний период необходимо иметь в своем распоряжении источник альтернативного питания, чтобы не остаться вообще без тепла.

Циркуляционный насос

Системы, основанные на естественной циркуляции

Зная основы термодинамики, можно разработать такую схему отопления, что насос вовсе не понадобится. Такая схема основана на способности нагретой жидкости подниматься вверх. Расположенный на уровне первого этажа котел или печь нагревает воду, эта вода устремляется наверх, запуская процесс движения теплоносителя по системе замкнутого трубопровода.

В системах без циркуляционных насосов невозможно обеспечить высокое давление, ведь его уровень зависит от температуры жидкости. По этой причине системы с естественной циркуляцией имеют свои особенности:

• для того, чтобы уменьшить сопротивление, диаметр труб должен составлять не менее 32 мм, это же касается трубок рабочих радиаторов;
• максимальная высота водяной трубы, по которой горячая вода поднимается и поступает в отопительный контур, должна составлять не более 6 метров, то есть системы с естественной циркуляцией могут качественно обогревать не более двух этажей;
• схема разводки должна быть максимально простой, если же протяженность труб велика, имеет смысл делать два контура;
• без использования насоса не будут работать системы теплого пола, поэтому его контур должен быть подключен отдельно.

Принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией

Особенности однотрубной системы

Какую установить систему отопления однотрубную или может быть все-таки поставить двухтрубную? Есть ли вообще разница и насколько она существенна? Конечно, разница есть, и сейчас мы наглядно разберемся с этим вопросом. Среди особенностей однотрубной по сравнению с двухтрубной можно выделить ряд основных различий, которые и будут являться особенностями однотрубной системы.

Главные особенности:

• все отопление происходит только при помощи одной трубы. Вода в трубе поступает на подачу отопления и по этой же трубе возвращается обратно. Минусом данной системы является то, что вода, проходя по трубе к радиаторам, теряет свою температуру тепла. То есть первые радиаторы получат больше тепла, чем последние. Сократить потерю тепла и сдержать падение температуры в радиаторах можно за счет усиленной циркуляции воды. Чем больше скорость циркуляции, тем медленнее происходит остывание воды.Таким образом, за полный цикл теряется всего несколько градусов. Например, при входе температура 55 градусов Цельсия, при выходе 52 градуса. Потеря тепла воды составляет всего 3 градуса, что является несущественным;
• все приборы( радиаторы, конвектор и т.п.) можно установить в любом месте, так как труба всего одна. Это очень удобно, так как можно установить дополнительные радиаторы или перенести уже существующие в другое место в любое время. Это часто практикуется при ошибках в расчетах или при перестройке, надстройки или расширения уже готового дома;
• однотрубная система является саморегулирующей системой, так как она может регулироваться естественным путем при помощи теплового потока. По закону физики поступающее тепло идет вверх, а холодная или остывшая будет опускаться вниз, где она и стекает обратно;
• также однотрубные могут работать и в принудительном режиме с использованием насоса;
• за счет большого диаметра трубы идет большой приток горячей воды, а так как радиаторы потребляют небольшое количество тепла и за счет быстрой циркуляции происходит равномерное распределение тепла в радиаторах и теряется совсем маленький процент тепла;
• в однотрубных системах трубы не нужно утеплять, так как происходит быстрая циркуляция и труба имеет большой диаметр, за время прохождения цикла вода не успевает сильно остывать.

Итак, выделим самое главное, особенностью является то, что в однотрубной системе отопления, в отличие от двухтрубной, обогрев происходит по всему периметру дома с использованием только одной трубы. Можно устанавливать любое количество радиаторов( при этом на гидродинамические характеристики никакого влияния не будет оказано), а также можно устанавливать радиаторы и любые нужные устройства в любом месте, использовать конвектор.

Именно конвектор, за счет его удобства и простоты монтажа, сборки и разбора часто используют в однотрубных системах. Конвектор снимают, предварительно перекрыв краны и вентиля, моют, продувают и устанавливают обратно. Обычно такую процедуру производят один раз в год после отопительного сезона.

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.

Двухтрубная система отопления

Хотя при обустройстве двухтрубной системы отопления двухэтажного дома требуется намного больше расходных материалов – в первую очередь трубной продукции – она является намного более эффективной и надежной, чем однотрубная. Кроме того, такая система не имеет недостатков, присущих «Ленинградке».

Схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома предполагает, что по одному трубопроводу теплоноситель поднимается вверх, а по второму – возвращается к основному источнику тепла. Данная система может быть выполнена практически из любых разновидности труб и радиаторов. Схема подключения батареи может быть разной – все зависит от расположения труб.

В случае, когда оба трубопровода проходят под напольным покрытием или непосредственно под радиаторами, их подсоединяют к нижним патрубкам батарей. Стоит отметить, что данный тип подключения не всегда позволяет качественно прогреть весь радиатор. Кроме того, нежелательно его использовать, если в доме установлены чугунные батареи. Целесообразно в данном случае применять современные панельные радиаторы.

Еще один тип подключения предполагает врезку обратного контура в нижней части радиатора, а магистрали с теплоносителем – в верхней. При этом обе трубы подключают с одной стороны. Данный способ считается более эффективным по сравнению с первым, однако с большим количеством зубцов на батарее он не справится. Максимальное количество секций радиатора составляет 15 штук – превышение этого числа влечет критичные теплопотери.

Чаще всего используются схемы водяного отопления двухэтажного дома, при которых контуры подключаются диагональным методом:

• трубопровод, по которому подается теплоноситель, подключается к радиатору сверху с одной стороны;
• обратный контур врезают в радиатор снизу с другой стороны.

Достоинства и недостатки

Из способа организации циркуляции теплоносителя вытекает основной минус такого способа организации отопления: двойное количество труб по сравнению с основным конкурентом – однотрубной системой. Несмотря на такое положение затраты на приобретение материалов выше незначительно, а все из-за того, что при 2-х  трубной системе используются меньшие диаметры и труб, и, соответственно фитингов, а стоят они намного меньше. Так что в результате затраты на материалы больше, но незначительно. Чего действительно больше, так это работы, а соответственно требуется и в два раза больше времени.

Двухтрубная система отопления обычного и лучевого типа

Этот недостаток компенсируется тем, что на каждый радиатор можно поставить терморегулирующую головку, при помощи которой система легко балансируется в автоматическом режиме, чего нельзя сделать в однотрубной системе. На таком устройстве выставляете желаемую температуру теплоносителя и она поддерживается постоянно с небольшой погрешностью (точное значение погрешности зависит от марки). В однотрубной системе можно реализовать возможность регулировать температуру каждого радиатора в отдельности, но для этого необходим байпас с игольчатым или трехходовым краном, что усложняет и удорожает систему, сводя на нет выигрыш в денежных средствах на приобретение материалов и времени на установку.

Еще один недостаток двухтрубки – невозможность ремонта радиаторов без останова системы. Это неудобно и это свойство можно обойти, если поставить возле каждого отопительного прибора на подаче и обратке шаровые краны. Перекрыв их, вы сможете снять и отремонтировать радиатор или полотенцесушитель. Система при этом будет функционировать сколь угодно долго.

Чтобы можно было компенсировать систему нужно ставить регулирующую арматуру на каждом радиаторе

Зато есть у такой организации отопления важное преимущество: в отличие от однотрубки, в системе с двумя магистралями на каждый отопительный элемент поступает вода одной температуры – сразу от котла. Хотя она стремиться пойти по пути наименьшего сопротивления и не распространятся далее первого радиатора, установка термостатических головок или кранов для регулирования интенсивности потока решает проблему

Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией.

Суть и достоинства двухтрубной схемы отопления

Такая система включает в состав нагревательный котёл, отопительные радиаторы, приборы контроля, трубы для подачи теплоносителя (горячей воды), сопутствующую арматуру и прочие элементы. При условии правильного подбора всех составляющих конструкции, разумного планирования разводки и добросовестной сборки контура теплоснабжения использование схемы позволит, обеспечивая во всех помещениях дома предпочтительный температурный режим, существенно снизить расходы на отопление.

Принцип работы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома заключается в подаче теплоносителя (в данном случае горячей воды) через коллектор и подающую трубу к каждому из подключенных радиаторов и последующем отведении отдавшей тепло влаги через отводящую трубу. В соответствии с количеством используемых труб такую схему и называют двухтрубной.

1. Достижение равномерного прогревания всех входящих в контур радиаторов за счёт поступления в них имеющего одинаковую температуру теплоносителя.
2. Возможность, при условии установки управляемого вручную термостата, определять для каждой комнаты здания свой температурный режим и по мере необходимости изменять его.
3. Небольшие потери давления в системе, благодаря чему, не теряя в температурных показателях, можно использовать менее производительный и, соответственно, не потребляющий много электрической энергии насос. В одноэтажных постройках использование насоса вообще может быть исключено, однако тогда значительно снижается энергоэффективность контура.
4. Универсальность. Двухтрубную систему допускается применять в частных домах с любым количеством этажей.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Двухтрубная разводка – просто и надежно

Расписывать алгоритм работы двухтрубной схемы нет нужды, поскольку он прост до безобразия. Мимо всех отопительных приборов проложены 2 трубопровода – подающий и обратный. По первому горячий теплоноситель поступает в батареи, где охлаждается и возвращается в котел через второй. Подключение соответствующее – одна подводка врезана в подачу, вторая – в обратку.

Классическая тупиковая разводка. Здесь показано 1 плечо на каждом этаже, при необходимости их количество можно увеличить до 2—3

В двухэтажных загородных домах применяется 2 типа двухтрубных систем:

1. Тупиковая или плечевая. Подающая и обратная магистраль заканчивается на последнем радиаторе, по факту теплоноситель меняет направления движения и течет обратно к котлу.
2. Попутная (кольцевая, петля Тихельмана). Трубопровод подачи заканчивается на последней батарее, а обратки – начинается от самого первого радиатора, проходит остальные обогреватели и возвращается к источнику тепла. Направление движения воды не меняется, отсюда и название.

В петле Тихельмана вода после выхода из батареи не разворачивается, а течет в прежнем направлении (классическая попутка)

Двухтрубные схемы практически безупречны, поэтому начнем с перечисления недостатков:

• протяженные ветви с большим числом отопительных приборов требуют глубокой балансировки, но при количестве батарей 5—6 шт. проблем не возникнет;
• трубопроводы петли Тихельмана неизбежно натыкаются на дверные проемы, которые приходится огибать разными способами;
• отопительная сеть, собранная из полипропилена, обойдется дороже аналогичной однотрубной системы;
• всё.

Минусов у двухтрубных схем действительно мало: они надежны, стабильны в работе, легко поддаются автоматической регулировке и одинаково хорошо функционируют с теплым полом, радиаторами и другими видами обогревателей. Плечи тупиковой разводки могут делаться разной длины и загруженности по числу батарей, а петля Тихельмана – образец гидравлического равновесия, не нуждающийся в балансировке.

Watch this video on YouTube

Типы отопления по способу циркуляции теплоносителя

Эффективная передача тепла в помещение в водяных системах отопления напрямую зависит от скорости движения теплоносителя во внутреннем отопительном контуре.

Для небольших отапливаемых объектов, необходимую скорость движения горячей воды можно обеспечить с помощью естественной циркуляции, а для более крупных объектов со сложными многоуровневыми контурами нагрева, скорость теплоносителя достигается путем применения электрического центробежного насоса.

Естественная циркуляция

Эти системы правильнее называть гравитационными. Поскольку нагреваемая вода поднимается по вертикальной трубе, под воздействием гравитационного эффекта, вызванного разностью температур теплоносителя и, следовательно, различной плотностью жидкости, создающей напор. Данная труба считается подающим стояком.

Дальше теплоноситель движется по подающему трубопроводу к отопительным приборам. В которых тепло передается окружающему воздуху и благодаря конвекции распространяется по комнате. Вода остывает и по обратному трубопроводу возвращается в котлоагрегат.

Ее плотность увеличивается, создается напор, вытесняющий нагретую воду из котла в подающий трубопровод для следующего цикла нагрева.

Принудительная циркуляция

Это современные эффективные системы отопления способные отапливать дом любой этажности и площади с многоуровневыми контурами отопления зданий, работающие с разными режимами нагрева, например, традиционная радиаторная система с вариантом «теплый пол». Обвязку трубопроводов, возможно, выполнить трубами небольшого диаметра, которые располагают под любым углом и в любом месте исходя из принятого дизайна и габаритов комнат.

Преимущество данных систем объясняется высоким уровнем регулирования, способным обеспечить индивидуальный режим нагрева для каждого помещения в разрезе суток и отопительных месяцев.

Существует всего один недостаток этого варианта отопления — он относится к энергозависимым, поэтому для обеспечения бесперебойности необходимо предусмотреть аварийный источник электрической энергии, который, скорее всего, понадобится и котлоагрегату.

Какая система теплоснабжения лучше

Этот вопрос будет, прежде всего зависеть от бюджета, который способен выделить собственник на организацию системы отопления

Немаловажное значение имеет доступность топлива, климатический район строительства и состояние теплоизоляции стен дома

Если анализировать систему теплоснабжения для центрального района России для многоуровневого жилого дома от 200 до 300 м2, когда владелец не обременен средствами, то наиболее перспективные варианты теплоснабжения будут распределяться следующим образом:

1. Тепловой насос.
2. Газовые котлы.
3. Твердотопливные котлы.
4. Теплый пол.
5. Электрические котлы.

В любом случае перед выбором системы отопления в частном доме, собственнику потребуется обратиться к специалистам, чтобы они могли оценить все теплозначимые факторы объекта отопления, чтобы обеспечить долговременную работу теплосетевого оборудования с низкой себестоимостью тепловой энергии.

Тем не менее, по большинству технико-экономический показателей тепловой насос и геотермальные установки — лучшее направление в развитии систем отопления.