Какая схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией будет оптимальной

В частных домах практически не используются гравитационные отопительные системы – они уже давно морально устарели, а их эффективность оставляет желать лучшего. На замену им пришли системы с принудительной циркуляцией, которые имеют отличные эксплуатационные характеристики и довольно удобны в обращении – и все это при сравнительно простой конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как правильно сделать отопление в одноэтажном доме, используя принудительную схему циркуляции теплоносителя.

Виды отопительных систем

Ключевое отличие рассматриваемого типа систем заключается в наличии циркуляционного насоса, который обеспечивает бесперебойное движение теплоносителя в трубопроводе. По сути, именно насос делает водяное отопление одноэтажного дома с принудительной циркуляцией гораздо более удобным по сравнению с гравитационными аналогами.

Существует всего два основных вида систем с принудительной циркуляцией:

1. Однотрубная. Данный вид систем демонстрирует приемлемую эффективность только в домах, имеющих небольшую площадь. Как следует из названия, в однотрубной системе присутствует только один кольцевой контур, по которому и двигается теплоноситель. Нередко подобное отопление является модернизированным вариантом гравитационной системы.
2. Двухтрубная. Системы с двумя контурами достаточно эффективны и отлично подходят для отопления больших домов. Ключевой особенностью двухтрубных систем является наличие двух трубопроводов – подающего и обратного – которые подводятся к каждому радиатору.

Все монтируемые своими руками схемы отопления частного одноэтажного дома имеют свои характерные особенности и характеристики, которые будут рассмотрены несколько позже. Впрочем, есть и общие черты – каждую батарею нужно обязательно оборудовать краном Маевского, позволяющим при необходимости стравливать воздух из трубопровода. Кроме того, любая отопительная система должна комплектоваться спускным краном, который обычно устанавливают в самой нижней точке обратки.

Конструкция отопления с принудительной циркуляцией

Отопительная система, теплоноситель в которой перемещается благодаря воздействию насоса, включает в себя следующие элементы:

• Котел;
• Трубопроводы;
• Циркуляционный насос;
• Отопительные радиаторы;
• Расширительный бачок.

Каждый из этих элементов нужно рассмотреть подробнее еще перед тем, как сделать отопление в одноэтажном частном доме.

Отопительные котлы

Схема принудительного отопления для частного дома не может обойтись без отопительного оборудования, в качестве которого может выступать котел одного из следующих видов:

1. Газовые. Наиболее распространенный вариант. Для установки газовых котлов нужна подведенная магистраль, а процесс установки обходится достаточно дорого. Впрочем, на этом недостатки заканчиваются – работающие на газе котлы обходятся дешевле всех остальных в эксплуатации, и внимания они к себе не требуют.
2. Электрические. Менее распространенный и сравнительно недорогой вид котлов. Самым большим недостатком подобных устройств является стоимость электроэнергии и ее расход – в конечном итоге затраты на отопление оказываются чрезмерно велики.
3. Жидкотопливные. Довольно экономичный вид котлов, но назвать его лидером по данному параметру нельзя. В качестве топлива обычно используется солярка, что, с одной стороны, обходится сравнительно недорого, но с другой стороны – ее придется периодически доливать, поэтому оставить котел без внимания будет невозможно.
4. Твердотопливные. Такие котлы обходятся недорого, да и стоимость твердого топлива (угля, дров и пеллет) сравнительно невелика. Разумеется, для поддержания рабочей температуры придется постоянно закладывать новую порцию топлива – то есть в эксплуатации твердотопливные котлы довольно неудобны.

Чтобы схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией была достаточно эффективной, нужно еще на этапе ее проектирования рассчитать необходимую мощность котла. Лучше всего будет обратиться к специалистам, но при большом желании можно выполнить эту работу и самостоятельно – например, воспользовавшись онлайн-калькулятором. Существует и методика, позволяющая рассчитать приблизительное значение мощности, согласно которой, на отопление каждых 10 кв.м. помещения требуется 1 кВт тепловой энергии.

Трубы

Чаще всего для обустройства отопительных трубопроводов используются металлопластиковые трубы. Они имеют массу достоинств, среди которых – отличная способность выдерживать свойственные отоплению температуры, высокая механическая прочность и длительный срок службы. Более традиционным материалом являются трубы из стали, отличающиеся сравнительно небольшой стоимостью, но у них есть серьезный недостаток – подверженность коррозии, из-за которой магистраль довольно быстро придет в неисправное состояние.

Расчет диаметра отопительных труб для систем с принудительной циркуляцией осуществляется при помощи специальных таблиц, которые учитывают массу параметров, в том числе скорость перемещения жидкости. Как правило, для рассматриваемого типа отопительных систем используются достаточно узкие трубы, поскольку необходимости обеспечивать самостоятельное движение теплоносителя нет.

Также при проектировании отопления нужно учесть размеры патрубков отопительного оборудования. При наличии разницы диаметров придется использовать различные фитинги, позволяющие нивелировать этот фактор.

Радиаторы отопления

Существует несколько вариантов радиаторов, подходящих для установки в систему с принудительной циркуляцией. Один из самых популярных вариантов – биметаллические батареи, перечень достоинств которых включает в себя отличные визуальные качества и длительный срок службы. Впрочем, алюминиевые радиаторы практически не уступают биметаллическим, и даже классические чугунные изделия вполне подойдут для создания отопительной системы.

Перед установкой батарей нужно тщательно просчитать их расположение и теплоотдачу. Минимальное расстояние от радиатора до подоконника составляет около 8 см, а от стены радиатор должен быть удален хотя бы на 3 см. Рассчитывая теплоотдачу отопительных приборов, нужно исходить из того, что для прогрева 1 кв.м. требуется 100 Вт тепловой энергии.

Циркуляционный насос

Как однотрубная, так и двухтрубная система отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией не обходится без циркуляционного насоса, за счет которого и происходит движение теплоносителя в системе. Выбирая насос, нужно в первую очередь отталкиваться от его мощности.

Расчет необходимой мощности насоса осуществляется по следующей формуле:

• Q = Qn / 1,163 x Dt,
• Где Q – мощность насоса,
• Qn – количество тепла, требуемое на прогрев дома,
• Dt – разница температур в контурах подачи и обратки.

Циркуляционный насос должен находиться на трубе обратного контура в непосредственной близости от котла. При монтаже нужно обязательно установить байпас на отопление с тремя кранами и фильтр, который предотвратит засорение насоса находящимися в отопительной системе твердыми частицами.

На рынке можно встретить всасывающие насосы, которые предназначены для установки на трубе подачи. Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией редко включает в себя подобные устройства – они слишком дороги и в подавляющем большинстве ситуаций не оправдывают свой ценник.

Расширительный бачок

Рассматриваемый тип отопительных систем в обязательном порядке должен оборудоваться расширительным баком. Как правило, используются мембранные бачки закрытого типа, которые устанавливаются прямо за котлом на трубе обратки.

Важнейшим параметром расширительного бака является объем, который нужно рассчитать перед тем, как провести отопление в одноэтажном доме. Все дело в физических процессах, происходящих внутри системы с принудительной циркуляцией. Разогретая вода увеличивается в объеме, вследствие чего повышается давление в трубопроводе. Наличие подходящего бака позволяет принять излишки теплоносителя, тем самым нивелируя их воздействие на элементы конструкции.

Объем бака рассчитывается по формуле:

• V = e x C / (1 — Po/Pmax) x k,
• Где e – коэффициент температурного расширения теплоносителя,
• Po – величина давления в пустом баке,
• C – суммарный объем теплоносителя в системе,
• Pmax – максимальное давление в контуре,
• k – коэффициент заполнения бака.

Монтаж отопления с принудительной циркуляцией в одноэтажном доме

Отопление одноэтажного дома своими руками обустраивается по технологии, включающей в себя следующие операции:

• В первую очередь устанавливается отопительный котел;
• К котлу подключается дымоход, выведенный за пределы здания;
• При использовании газового котла необходимо подключиться к магистрали (данную операцию должны выполнять специалисты из газовой службы);
• Вдоль стен на заранее выбранных местах устанавливаются отопительные батареи;
• Все элементы конструкции соединяются трубопроводами;
• В обратную трубу врезается циркуляционный насос и расширительный бачок;
• Трубопроводы подводятся к соответствующим патрубкам котла;
• Собранную систему необходимо обязательно запустить в тестовом режиме, после чего ее можно сдавать в эксплуатацию.

Данная технология является общей для всех видов систем отопления – незначительные отличия имеются только в прокладке труб и монтаже радиаторов.

Монтаж однотрубной системы своими руками

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией обычно оборудуется радиаторами, установленными на байпасах. Простая врезка приборов существенно усложнит эксплуатацию – например, при необходимости провести ремонт придется отключить всю систему. Кроме того, отсутствие байпасов не позволяет регулировать теплоотдачу отдельных радиаторов.

Как правило, монтаж системы отопления в частном доме и трубопровод в такой схеме прокладывается в подпольном пространстве, поэтому радиаторы подключаются нижним способом – то есть, оба выхода байпаса подключаются к нижним патрубкам батарей.

Схема подключения двухтрубной системы отопления частного дома

В одноэтажном доме двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией прокладывается горизонтально – необходимости в вертикальных стояках нет. Прокладка труб осуществляется вдоль стен, а батареи подключаются диагонально. Впрочем, бывают и исключения из этого правила – например, если труба подводки располагается на стене, а обратка находится под полом, то радиаторы будет гораздо целесообразнее подключать снизу.

Заключение

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя довольно проста, но отличается высокой эффективностью и надежностью. Грамотный и взвешенный подход к каждому этапу обустройства отопления позволит создать качественную систему, способную прослужить не один десяток лет.

Какая схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией будет оптимальной

Виды двухтрубных систем двухэтажного дома

Прежде чем выбрать тот или иной вариант двухтрубной системы отопления двухэтажного дома, схему разводки труб и вид циркуляции, необходимо выяснить, какими же они могут быть.

Во-первых, в зависимости от пространственного расположения подводящей и отводящей магистрали двухтрубная система, также как и однотрубная, может быть выполнена по двум схемам:

• С горизонтальной разводкой — когда магистральные трубы на каждом этаже образуют отдельные условно горизонтальные (с соблюдением необходимых уклонов) контуры или петли;
• С вертикальной — когда подача нагретого теплоносителя к радиаторам в разных уровнях и отвод охлажденного, из них, осуществляется при помощи вертикальных стояков.

Схемы с горизонтальной разводкой можно также разделить на:

• Простые — с последовательным подсоединением радиаторов к подающей трубе и «обратке»;
• Лучевые или коллекторные — когда каждый радиатор подсоединяется отдельно с помощью двух труб к специальному распределителю (гребенке, коллектору). Он может быть отдельным для каждого этажа, размещенным в нише или шкафчике или же быть общим для всего дома, размещенным в котельной.

Схемы с последовательным подсоединением радиаторов могут быть как с нижней, так и с верхней разводкой подающей трубы. Коллекторные же или лучевые схемы, как правило, предполагают нижнюю разводку труб, причем, очень часто, те прокладываются скрыто, под полом.

Кроме этого, схемы двухтрубных систем отопления двухэтажных домов могут отличаться способом обеспечения циркуляции теплоносителя. Такая циркуляция может быть:

• Гравитационной или естественной – когда она обеспечивается только разностью удельного веса горячего и холодного теплоносителя и наличием уклонов магистральных трубопроводов;
• Принудительной – когда для этого используется специальный циркуляционный насос (или насосы);
• Комбинированной – когда система имеет возможность работать и по той и по другой схеме, в зависимости от обстоятельств.

В зависимости от вида расширительного бака и способа создания избыточного давления в системе она может быть:

• Открытой – когда используется открытый расширительный бак, обычно располагающийся под потолком на втором этаже или на чердаке, а давление в системе определяется только высотой его размещения. Часто такой бак используется и в качестве центрального воздухосборника (как на рис. 1). Это возможно в случае, если его подсоединяют к наивысшей точке подающей трубы. Если же он подсоединяется к обратной трубе (например, при установке на «обратке» циркуляционного насоса), то на подающей трубе дополнительно необходимо устанавливать воздухосборник или воздушный клапан;
• Закрытой – когда в качестве расширительного используется герметичный мембранный бак. Избыточное давление в таких системах рассчитывается и обычно находится на уровне 1,5 бар (0,15 МПа). Такой бак может быть расположен в любом месте на подающей или обратной магистрали, но чаще всего его располагают недалеко от котла. Обязательным атрибутом закрытой системы является наличие, так называемого «блока безопасности», включающего предохранительный и воздушный клапаны и манометр, так как возникает необходимость контроля избыточного давления жидкости и автоматического сбрасывания в случае его увеличения выше установленного безопасного уровня.

Пример закрытой системы отопления двухэтажного дома

Ознакомившись с основными видами и особенностями двухтрубных систем отопления, рассмотрим их некоторые, наиболее распространенные схемы, которые могут использоваться для частного двухэтажного дома.

Преимущества и недостатки гравитационной системы

Система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией имеет следующие преимущества:

1. Сети просто монтируются и эксплуатируются. Для их обслуживания не нужно приглашать специалистов.
2. В контур не устанавливают циркуляционный насос и группу безопасности. Отсутствие насосного оборудования обеспечивает бесшумную работу.
3. Поскольку не используются приборы, работающие от электричества, система считается энергонезависимой и может работать даже при перебоях с подачей электричества.

Отопление самотеком не применяют в многоэтажном доме и постройках со значительной площадью. В таких сооружениях не получится добиться эффективного отопления и комфортной температуры в помещениях из-за того, что теплоноситель движется с небольшой скоростью.

Виды отопительных систем

Практика показывает, что большинство домовладельцев выдвигает к системе отопления двухэтажного дома 3 основных требования:

1. В доме всегда должно быть тепло.
2. Минимальный расход энергоносителей – природного газа, дров, электричества и так далее.
3. Красота. Трубы, арматуру и приборы обогрева желательно убрать с глаз, чтобы не портили интерьер.

Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователей. О стоимости монтажа мы поговорим в процессе рассмотрения систем

Пожелания вполне понятны, но их следует увязать с техническими возможностями. Например, в отдаленных регионах случаются перебои с подачей электроэнергии либо отсутствует магистральный газ. Отсюда совет: сначала определите основное топливо и резервный энергоноситель, подберите котел и отопительные приборы. Отразите пожелания на бумаге – набросайте своими руками черновой проект.

Далеко не всегда хозяин дома может сам обустраивать инженерные сети – разрабатывать схемы, монтировать оборудование и трубы. В таком случае есть смысл обратиться к специалистам инженерной фирмы, которая занимается перечисленными работами. Например, в центральном регионе РФ услуги по установке котлов и монтажу систем отопления оказывает компания «ТеплоМосква».

Такой основательный подход позволит смонтировать схему отопления двухэтажного дома, которую не придется переделывать впоследствии. На выбор есть 5 вариантов систем:

• самотечная (она же – гравитационная и конвекционная);
• однотрубная;
• двухтрубная;
• лучевая (иначе – коллекторная);
• водяные контуры напольного обогрева, называемые теплыми полами.

Пример чернового проекта отопления 2-этажного особняка

Указанные системы допускается комбинировать друг с другом. К примеру, на первом этаже сделать теплые полы, а на втором собрать лучевую схему. Теперь подробно рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Схемы однотрубных систем

Для обогрева загородных коттеджей и квартир многоэтажных домов применяется всего 2 типа однотрубных схем:

1. Классическая ленинградская система отопления с нижней горизонтальной разводкой представлена выше на первой картинке.
2. Радиаторная сеть с вертикальными стояками.

Справа изображена классическая «ленинградка» с нижним подключением батареи, слева — подсоединение к однотрубному стояку

«Ленинградка» предусматривает подключение радиаторов к общей кольцевой магистрали, проложенной горизонтально над полом. Классика жанра – нижнее боковое присоединение обеих подводок. При более современном подходе трубы подключаются к батарее диагонально, мастера-монтажники практикуют оба метода.

Вторая схема применяется в многоквартирных и двухэтажных частных домах. Сквозь перекрытия проходят вертикальные одинарные стояки, к ним схеме присоединены батареи на каждом этаже. Подача воды в стояки предусматривается из нижнего или верхнего горизонтального коллектора.

Вертикальные разводки многоквартирных домов с нижним и верхним розливом

Оба типа разводок могут функционировать с принудительной и естественной циркуляцией воды (самотеком). Схемы видоизменяются в зависимости от условий эксплуатации:

1. Для работы «ленинградки» в самотечном режиме придется нарастить внутреннее сечение кольцевого коллектора до 40—50 мм, сделать уклоны и поднять от котла вертикальный разгонный участок, иначе протока через радиаторы не будет. Открытый расширительный бак подсоединяется к высшей точке, как изображено на принципиальной схеме отопления одноэтажного дома.
2. Реализовывать самотечный принцип в двухэтажном здании лучше по схеме со стояками, проходящими сквозь нужные комнаты. Труба подачи Ø40—50 мм поднимается прямо к расширительной емкости, установленной на чердаке. В стороны от нее расходятся горизонтальные ветви с уклонами, подающие сверху воду к стоякам и радиаторам. На подъеме можно смонтировать байпасный узел с циркуляционным насосом.
3. Закрытая одноконтурная разводка с напорной циркуляцией представлена в начале этого раздела. В двухэтажном доме «ленинградку» нужно сделать двухконтурной – предусмотреть отдельную горизонтальную петлю с подачей теплоносителя через перекрытие, как показано на аксонометрической схеме.

Изначально ленинградская система задумывалась как дешевый вариант подачи тепла к приборам конвекционного отопления. Но при желании к магистрали можно подключить небольшой контур водяного теплого пола. Понадобится второй циркуляционный насос, обратный и трехходовой клапан, регулирующий температуру воды.

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.

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.

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.

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.

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