Как устроена двухтрубная система отопления двухэтажного дома – способы разводки

Отопительный контур является неотъемлемой частью жилых зданий – как многоквартирных домов, так и частных коттеджей, в том числе насчитывающих два этажа. Последний случай осложнён необходимостью обустроить систему обеспечения теплом с поднятием горячей воды на второй этаж постройки; для решения проблемы применяется несколько проверенных практикой разновидностей разводки. Наилучшим образом в данном случае, при условии, что общая площадь коттеджа составляет более 150 м 2 , подходит двухтрубная система отопления частного двухэтажного дома.

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.

Перед тем, как закупать необходимые материалы и приступать к монтажу контура, нужно спланировать схему отопления и рассчитать возможность её размещения на данной площади. Длины отходящих от узла труб должны быть примерно одинаковы.

Типы и описания схем разводки труб

Различают две основные схемы двухтрубной системы отопления частного двухэтажного дома:

• с горизонтальной разводкой труб;
• с вертикальной разводкой.

Горизонтальная разводка

Горизонтальный тип разводки труб, в свою очередь, подразделяется на:

• лучевой (коллекторный);
• последовательный.

Для коллекторной схемы, которая, как самая популярная, будет подробнее описана далее, характерно наличие обособленной подводки для каждого радиатора.

Последовательный метод подразумевает существование отходящей от стояка единой отводки, пролегающей по периметру всех этажей и имеющей в составе подающую и обратную трубы.

Независимо от выбранного собственником подвида, у горизонтальной разводки есть общие отличительные черты (прочитайте также: «Какую разводку труб отопления выбрать – виды и особенности вариантов»). В частности, такая схема чаще всего обустраивается в тех домах, где сверху пологая крыша, а снизу есть подвал. Чердак в качестве места локации предназначенного для отопления оборудования и сетей коммуникации использовать нельзя.

Плюсы горизонтальной разводки:

• высокий показатель гидравлической устойчивости;
• возможность автоматически выставлять и поддерживать температуру в каждой отдельной комнате;
• при использовании схемы допускается установка отдельных теплосчетчиков, как двух, так и более;
• разводку такого типа можно размещать скрытно, не портя внешний вид комнат деталями трубопровода.

• усложнённая схема запуска отопления: для обеспечения бесперебойной работы предварительно нежно выпускать из неё воздух;
• на всех радиаторах требуется устанавливать краны, чтобы спускать воздушные пробки;
• стоимость проекта, предусматривающего наличие коллектора, довольно высока, поскольку для обустройства необходимо закупить больше стройматериалов.

Вертикальная разводка

Схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома предусматривает наличие в доме одного вертикального стояка, к которому подключаются прочие отопительные приборы и элементы. Труб для такой схемы требуется больше, и стоимость отопительного контура с горизонтальной разводкой будет выше горизонтального аналога на 15-20%. Кроме того, обустройство вертикальной системы проходит сложнее.

В отличие от предыдущей системы, вертикальная разводка чаще применяется в зданиях, имеющих просторный чердак, потому что именно там возможно разместить всё центральное оборудование. Читайте также: «Как устроена двухтрубная система отопления – варианты монтажа».

Достоинства и недостатки вертикальной разводки в целом не отличаются от горизонтальной.

Коллекторная система отопления

Горизонтальная разводка коллекторного типа в частных домах с двумя и более этажами наиболее распространена. Среди её явных преимуществ – возможность смонтировать отдельный коллекторный контур на каждом этаже и скрыть элементы трубопровода в полах или под плинтусами.

Чтобы претворить схему в жизнь, следует на каждом из этажей в специальном шкафу (или нише) установить коллекторную гребёнку, а под полом провести трубы; тогда, помимо прямого назначения, эти элементы будут подогревать пол.

К каждому из радиаторов подключаются две трубы – подающая и отводящая. Каждая из них отходит от коллекторного узла, включающего два коллектора, которые соединяются с подающим и обратным трубопроводами. При желании можно на каждую подающую трубу установить арматуру запорного типа, чтобы отключать любой отдельный радиатор, не прекращая работы остальных – к примеру, с целью регулирования температуры помещения или для обслуживания этого радиатора.

Качественную циркуляцию горячей воды в двухтрубной системе коттеджа с двумя и более этажами невозможно обеспечить без установки циркуляционного насоса. Этот аппарат также увеличивает расходы на обустройство контура.

Порядок обустройства двухтрубного отопления в двухэтажном коттедже

Отопительный контур такого типа подразумевает наличие следующих элементов:

• нагревательного котла;
• автовоздушного узла;
• радиаторов в необходимом количестве;
• клапанов – балансировочного, термостатического, предохранительного;
• насоса циркуляционного;
• расширительного бака;
• вентилей;
• подающего и обратного коллекторов (при коллекторной схеме);
• подающих и отводящих труб;
• измерительного оборудования – например, термоманометра.

1. Выбрать наиболее подходящую схему.
2. Заказать в проектном бюро чертежи схемы и расчёт количества необходимых материалов.
3. Установить в подходящем помещении, с хорошей вентиляцией и огнеупорным покрытием поверхностей, отопительный котёл. Если котёл электрический, эти предосторожности не нужны.
4. Поставить расширительный бак, соединяемый, при необходимости, с распределительным коллектором.
5. Оснастить систему приборами измерения и регулирования.
6. Подключить ко всем радиаторам трубы – подводящие и отводящие. Подключить к обратному контуру циркуляционный насос (аппарат лучше работает при невысоких температурах).
7. Визуально оценить качество работ и провести испытания.

Если расчёты были верно проведены и сборка осуществлялась с должной аккуратностью, отопительная система прослужит долго, без перебоев в работе.

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома: разводка, балансировка, выбор материалов

Тема этой статьи — схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома и ее практическая реализация. Нам с читателем предстоит разобраться, как выполнить разводку отопления и подключение отопительных приборов, как добиться равномерного нагрева всех батарей, какие трубы и радиаторы закупить для монтажа отопительной системы. Приступим.

Участок двухтрубной отопительной системы.

Почему двухтрубное

Почему схема отопления должна быть именно двухтрубной?

Потому, что по сравнению с более простой однотрубной ленинградкой оно позволяет добиться более равномерного нагрева батарей. При большой длине однотрубного контура перепад температур между подачей и обраткой неизбежно сделается заметным и вынудит увеличивать размеры радиаторов, что невыгодно и не всегда применимо с точки зрения дизайна помещений.

Многосекционная батарея — сомнительное украшение для жилой комнаты.

Заметьте, что однотрубная система дешевле в монтаже (просто-напросто из-за меньшей суммарной длины розлива) и более отказоустойчива. До тех пор, пока на концах розлива есть перепад давлений, остановка циркуляции в ней невозможна в принципе.

Однотрубная ленинградка — лидер по отказоустойчивости.

Устройство

Все схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома имеют одну общую черту: у них есть отдельные розливы подачи и обратки. Розливы соединяются между собой перемычками с установленными в их разрыв отопительными приборами.

Простейшая двухтрубная схема для одноэтажного дома.

Верхний и нижний розливы

В зависимости от расположения розлива подачи выделяют схемы с нижним и верхнем розливами.

• В первом случае и подающая, и обратная нитки контура расположены в подвале и соединяются парными стояками. Те, в свою очередь, соединяются между собой перемычками, расположенными в комнатах верхнего этажа или на чердаке;

Нижний розлив: подача и обратка проходят по подвалу и соединяются парными стояками.

Выносить перемычки на холодный чердак — не очень хорошая идея. При остановке контура в холода вода зависает в стояках, и трубы на чердаке оказываются прихваченными льдом уже через час после отключения отопления.

• Во втором случае подача разведена по чердаку, а обратка — по подвалу. Такая схема сильно упрощает сброс и запуск системы: при сбросе достаточно открыть сбросник на расширительном баке, расположенном в верхней точке розлива подачи, и вся зависшая в трубах вода сольется вниз; при запуске воздух стравливается не на каждой перемычке между стояками, а только на пресловутом сброснике в расширительном бачке.

Для запуска контура достаточно стравить воздух через кран на расширительном бачке.

На мой взгляд, именно верхний розлив наиболее удобен в плане эксплуатации. В домах с верхним расположением подачи на моей памяти ни разу не было серьезных аварий, связанных с разморозкой отопления, в то время как в домах с нижним розливом радиаторы и подводки в подъездах приходилось отогревать каждую зиму.

Схемы разводки отопления при верхнем розливе.

Гравитационная и принудительная

Двухтрубная система отопления в двухэтажном частном доме может быть реализована с принудительным побуждением циркуляции теплоносителя (для этого используется циркуляционный насос) или с естественной циркуляцией, за счет разницы в плотности горячего и холодного теплоносителя.

Циркуляционный насос обеспечивает принудительное движение воды или антифриза в контуре.

Схемы с принудительной циркуляцией выгодны тем, что:

• Обеспечивают большую скорость движения теплоносителя и, соответственно, более равномерный и быстрый нагрев радиаторов;
• Позволяют обойтись меньшим диаметром розливов.

Главный их недостаток — энергозависимость: насосу требуется круглосуточное питание. Если проблему кратковременных отключений света можно решить, установив источник бесперебойного питания, то отключение электричества длиной в несколько суток оставит ваш дом без тепла.

Системы с естественной циркуляцией полностью энергонезависимы.

Как устроена такая отопительная система?

• Котел (как правило, твердотопливный) опускается максимально низко — в подвал или приямок. Радиаторы монтируются выше теплообменника котла. Перепад высоты между ними, собственно, и будет обеспечивать циркуляцию;

Высота H примерно равна гидравлическому напору в контуре.

• Сразу после котла монтируется разгонный патрубок — вертикальный участок розлива, поднимающийся под потолок второго этажа или на чердак. Через него нагретая в котле вода поднимается в верхнюю точку контура, откуда движется по розливам самотеком, за счет собственной тяжести. Отсюда, кстати, и название такой системы — «гравитационная».
• Сразу после разгонного патрубка монтируется открытый расширительный бак, выполняющий заодно функцию предохранительного клапана и заливной воронки для заполнения контура водой. Если теплоноситель закипит, пар покинет розлив через крышку бака. Через нее же всегда можно долить воду взамен сброшенной или испарившейся;

Открытый расширительный бак.

• Оба розлива — подача и обратка — монтируются с небольшим постоянным уклоном по ходу движения теплоносителя;
• Внутренний диаметр розливов делается максимально большим (не менее ДУ32, чаще ДУ40 — ДУ50). Большой диаметр компенсирует минимальный гидравлический напор, создаваемый перепадом температур.

Гидравлическое сопротивление падает с увеличением внутреннего сечения трубы. Чем толще розливы и подводки, тем быстрее циркулирует в них вода.

Розлив в гравитационной системе. Обратите внимание на его диаметр: здесь использована стальная труба ДУ40.

Как это работает?

1. Нагретая котлом горячая вода благодаря уменьшившейся плотности вытесняется в верхнюю точку контура более холодными и плотными массами теплоносителя;
2. Оттуда она продолжает двигаться по проложенному с уклоном розливу, постепенно отдавая тепло воздуху в комнатах через отопительные приборы;
3. Отдавший тепло теплоноситель возвращается к котлу и вовлекается в повторный цикл циркуляции.

Очевидные недостатки гравитационной системы отопления — большая инерционность, значительные перепад температур между первыми и последними по ходу движения воды батареями и большие расходы на монтаж розливов.

После растопки котла дальние от него радиаторы нагреются до рабочей температуры только через полчаса-час.

Тем, где перебои с энергоснабжением носят периодический характер, практикуется монтаж комбинированных систем отопления. Собственно, они представляют собой классическую гравитационную схему с врезанным параллельно розливом циркуляционным насосом. Между врезками насоса монтируется шариковый обратный клапан.

Эта схема работает так:

• При включенном насосе вода идет через его врезки. Благодаря избыточному давлению на выходе из насоса обратный клапан закрыт;
• При выключении насоса клапан открывается, и вода продолжает медленно циркулировать с естественным побуждением.

Врезка циркуляционного насоса в гравитационную систему. В разрыв байпаса установлен шариковый обратный клапан.

Подчеркну: в таких схемах используются только шариковые клапана. Пружинный обратный клапан требует для открытия значительного перепада давлений. Даже если он откроется (что маловероятно), на нем будет теряться существенная часть гидравлического напора.

Шариковый клапан в разрезе.

Конвекционное и внутрипольное

Классическая схема отопления настенными или напольными радиаторами называется конвекционной: тепло распределяется восходящими от отопительных приборов потоками нагретого воздуха. К несчастью, перемешивание воздуха этими потоками недостаточно эффективно: температура под потолком всегда на несколько градусов выше, чем на уровне пола.

Конвекционное отопление: под потолком жарко, на полу холодно.

Поскольку жители дома, как правило, не имеют обыкновения проводить свой досуг на потолке, более сильный нагрев верхней части объема помещения имеет лишь одно следствие — увеличение теплопотерь через перекрытие и кровлю.

Теплый пол не имеет такого недостатка. Проложенные в стяжке или под чистовым напольным покрытием трубы максимально прогревают комнату именно на уровне пола, что позволяет добиться комфортного распределения температур при минимальных затратах.

Температура воздуха при отоплении теплым полом.

Можно ли совместить пол с двухтрубной системой? Если все отопление дома делается низкотемпературным внутрипольным, то двухтрубным окажется только участок между котлом и коллекторами. Дальнейшая разводка будет коллекторной (лучевой).

Видите ли, теплый пол имеет ограничение по максимальной длине контура (100-120 метров), поэтому отопление дома обычно представляет собой несколько параллельно подключенных контуров.

Двухтрубным будет только участок до коллектора.

Если теплый пол подключается параллельно высокотемпературному отоплению радиаторами, ему нужен узел согласования температур с термодатчиком, трехпроходным или двухпроходным клапаном и собственным циркуляционным насосом.

Насос приводит в движение теплоноситель внутри низкотемпературной части контура; клапан открывается и впускает в трубы теплого пола новую порцию горячей воды лишь при его остывании до определенной температуры.

Принципиальная схема согласования водяного теплого пола с двухтрубным высокотемпературным отоплением.

Балансировка

Что такое балансировка и зачем она нужна?

Чтобы объяснить это, мне нужно разъяснить еще пару понятий.

• Тупиковой системой отопления частного дома называется контур, в котором при переходе теплоносителя из подающей в обратную нитку направление его движения меняется на противоположное. Тупиковые схемы применяются в том случае, если разводке по замкнутому кольцу мешает панорамное окно, высокий проем или другое препятствие;

Тупиковая двухтрубная система для двух этажей.

• Попутная система (она же — петля Тихельмана) означает, что вода движется в одном направлении и по подаче, и по обратке.

Петля Тихельмана фактически представляет собой несколько параллельных контуров одинаковой протяженности и одинакового гидравлического сопротивления. Температура батарей в такой системе отопления всегда будет примерно одинаковой.

Петля Тихельмана — несколько параллельных контуров одинаковой протяженности.

С тупиковой системой все гораздо сложнее. Перемычки между розливами подачи и обратки с радиаторами на них — это несколько контуров разной длины и, соответственно, с разным гидравлическим сопротивлением.

Как нетрудно догадаться, разница в гидравлическом сопротивлении повлияет на скорость циркуляции теплоносителя через ближние и дальние от котла батареи. Основной объем воды двинется по короткому пути; дальние приборы будут заметно холоднее, а в сильные морозы они и вовсе могут быть разморожены. Прецеденты на моей памяти были, и не раз.

Двухтрубный контур до и после балансировки.

Чтобы решить эту проблему, проходимость подводок ближних к котлу радиаторов искусственно ограничивается дросселированием. Для этой цели используются дроссели, позволяющие выполнить регулировку своими руками, или термоголовки, регулирующие проходимость в автоматическом режиме и поддерживающие заданную температуру.

Дроссель на фото позволяет ограничить проходимость подводки.

Температура батарей после регулировки дросселей меняется в течением получаса — часа. Ручная балансировка достаточно большого контура может занимать до двух дней.

Материалы

Радиаторы

В общем случае для автономной системы отопления лучшим выбором станут алюминиевые секционные батареи. При максимальной (до 200-210 ватт на секцию) теплоотдаче в них привлекает очень демократичная цена секции (от 250 рублей).

Алюминиевые секционные радиаторы: тепло не должно быть дорогим.

Как рассчитать необходимое количество секций?

Вот формула для расчета потребности дома в тепле: Q=V*Dt*k/860.

• Q-мощность в КВт;
• V-объем всех отапливаемых помещений в кубометрах;
• Dt — разность температур внутри и снаружи дома;
• k — коэффициент, определяемый качеством утепления дома.

Две переменных нуждаются в комментариях.

Dt вычисляется как разница между температурой, соответствующей санитарным нормам (20 градусов для регионов с температурой самой холодной пятидневки зимы до -31С и 22 для более холодных областей) и температурой самой холодной пятидневки.

Зимние температуры для некоторых городов России. Нужное нам значение — в первом столбце.

Значение k можно взять из следующей таблицы:

Описание постройки	Значение k
Наружное утепление минватой или пенопластом, двухкамерные или однокамерные энергосберегающие стеклопакеты	0,6-0,9
Кирпичные стены толщиной 50 см, однокамерные окна	1-1,9
Кирпичные стены толщиной 25 см, одиночное остекление	2-2,9
Неутепленное здание (например, склад со стенами из профлиста) с одиночным остеклением	3-4

Утепление стен может уменьшить теплопотери в несколько раз.

Скажем, для двухэтажного дома размером 6х12 метров и высотой 7 метров, расположенного в Севастополе (температура самой холодной пятидневки -11), без внешнего утепления и с однокамерными стеклопакетами, потребность в тепле составит: 6*12*7*(+20 — -11)*1,5/860=18 КВт.

При тепловой мощности в 18 КВт и заявленной производителем мощности секции в 200 ватт их общее количество составит 18000/200=90 (к примеру, 9 радиаторов по 10 секций).

Учтите, что данные производителя верны лишь для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70С (скажем, 90/20). Теплоотдача снижается пропорционально перепаду температур и при 60/25 будет составлять всего 100 ватт на секцию.

Технические характеристики некоторых отопительных приборов.

Трубы

Для разводки отопления в частном доме можно смело использовать все виды высокотемпературных (с заявленной рабочей температурой 90С) пластиковых и металлопластиковых труб. У меня дома смонтирован армированный алюминием полипропилен; с таким же успехом можно было выбрать металлопластик на пресс-фитингах.

Дело в том, что параметры отопления в автономном контуре при минимальной вменяемости его владельца подконтрольны и абсолютно стабильны:

• Температура теплоносителя обычно держится в диапазоне 50-75 градусов;
• Давление в закрытой системе не превышает 2,5 кгс/см2.

Монтаж полипропиленовой разводки.

Стабильность давления в закрытом контуре при колебаниях температуры обеспечивается правильно подобранным объемом расширительного бака. Обычно он берется равным примерно 10% объема теплоносителя в контуре. Его количество проще всего измерить, заполнив систему отопления водой и слив ее в любую мерную тару.

А раз все параметры предсказуемы и стабильны — стоит ли переплачивать за надежность металлических труб, которая просто не будет востребована?

На отоплении не стоит использовать лишь металлопластик на компрессионных фитингах с накидными гайками. Инструкция связана с тем, что он очень чувствителен к малейшим ошибкам при сборке (в частности, к смещению уплотнительных резиновых колец на фитинге) и часто начинает течь на соединениях после нескольких циклов нагрева и охлаждения.

Использовать металлополимерные трубы с компрессионными фитингами на отоплении — не лучшая идея.

Каким должен быть диаметр подводок к батареям и розливов?

Диаметр розлива зависит от способа побуждения циркуляции. Для гравитационной системы параметры я уже приводил; для контура с принудительной циркуляцией диаметр розлива определяется тепловой нагрузкой на него. Вот данные для средней скорости движения теплоносителя в 0,7 м/с (при такой скорости еще нет гидравлических шумов):

Внутренний диаметр розлива, мм	Тепловая нагрузка при скорости теплоносителя 0,5 м/с, КВт
12	4,4
15	10
20	17,9
25	27,9
32	45,8
40	71,5
50	111,7

На практике при площади дома до 200 метров на розлив покупается полипропиленовая труба диаметром 25 мм, для подключения радиаторов — диаметром 20 мм.

Не забудьте, что условным проходом, примерно равным внутреннему диаметру, маркируются только металлические трубы. Для пластиковых указывается наружный диаметр и толщина стенок. Вычислить внутреннее сечение трубы можно, вычтя из наружного диаметра удвоенную толщину стенки.

Внутренний диаметр равен разности наружного и удвоенной толщины стенки.

Обвязка котла

У закрытой системы с принудительной циркуляцией она включает:

• Расширительный бак;
• Циркуляционный насос;
• Группу безопасности — манометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик.

Кроме того, все радиаторы, расположенные выше розлива, комплектуются кранами Маевского или автоматическими воздушниками. На скобах выше розлива ставятся такие же воздушники, а на скобах, расположенных ниже розлива — сбросники для полного осушения труб.

Кран Маевского служит для отвода препятствующих циркуляции воздушных пробок.

Некоторые типы котлов могут похвастаться установленными внутрь корпуса группой безопасности, насосом и расширительным баком. Прежде, чем отправляться за покупками, не поленитесь изучить описание прибора.

Используемый мной в качестве резервного источника тепла электрокотел. В корпус прибора установлены расширительный бак, группа безопасности и циркуляционный насос.

Подключение радиаторов

Для секционных радиаторов возможны три способа подключения:

1. Одностороннее боковое;
2. Двухстороннее нижнее;
3. Диагональное.

Какое из них выбрать?

Ответ зависит от двух факторов:

• Количества секций батареи;
• Ее расположения относительно розлива и/или стояка.

При небольшой длине отопительного прибора (до 7-10 секций) и стоячной разводке оптимальным будет боковое подключение. Разница в диаметре между коллекторами радиатора и вертикальными каналами внутри секции обеспечит его равномерный прогрев по всей длине.

Если количество секций больше 10 и отопительный прибор подключается к стояку или расположенному выше него розливу, наш выбор — диагональное подключение. Оно прогреет все секции, независимо от их количества.

При большой длине батареи и ее расположении над розливами более практичным будет двухстороннее нижнее подключение.

Вот его преимущества:

• Радиатор начнет греть сразу после запуска контура, даже без стравливания воздуха. Воздушная пробка будет вытеснена избыточным давлением в верхний коллектор и не станет мешать циркуляции через нижний. При этом секции будут прогреты по всей высоте за счет собственной теплопроводности;
• В открытом отопительном контуре периодическое обновление теплоносителя будет способствовать постепенному заиливанию батарей и падению их теплоотдачи. Однако непрерывная циркуляция воды через нижний коллектор не даст илу собираться в нем: батарея не будет нуждаться в промывке в принципе. Для промывки же розлива достаточно раз в два-три года перепустить контур на сброс.

Двухстороннее нижнее подключение.

Заключение

Итак, мы познакомились с разновидностями двухтрубных систем и с особенностями их монтажа в частном доме. Дополнительную информацию уважаемый читатель может изучить, просмотрев видео в этой статье. Жду ваших дополнений и комментариев. Успехов, камрады!