Система отопления двухэтажного частного дома

Россия — страна холодная, здесь отоплением пользуются в зимнее время даже в Причерноморье, несмотря на субтропический климат. Большая же часть страны расположена в умеренных широтах и на севере, поэтому основа любого жилья – это отопление. Без него не выжить даже в маленьком доме, не говоря о многометражных двухэтажных коттеджах.

Любая система отопления двухэтажного частного дома состоит из труб, определённого числа радиаторов, водяного, газового или химического теплоносителя и, конечно, теплогенератора — электрического, газового, твердотопливного или дизельного. Все отопительные системы имеют замкнутый цикл, при котором теплоноситель движется по одной и той же заданной траектории, среди профессионалов называемой контуром.

Вышеуказанных узлов вполне достаточно для создания простейшей схемы отопления, однако встраивание дополнительных элементов позволяет превратить простую схему в высокоэффективную и автономную систему. Среди них:

• фильтры;
• расширительный бак;
• циркуляционный насос;
• элементы безопасности — манометр, воздухоотводчик, клапан сброса давления.

На газифицированном участке для 2-3-этажного строения предпочтение отдают 28-киловаттным газовым котлам с парой независимых контуров, изолированной зоной горения, турбонаддувом и электронным зажиганием.

На сегодняшний день рынок предлагает довольно большой выбор источников тепла, пригодных для обогрева 2-3-этажных домов. Из них основными считаются всего 5:

• напольный обогрев;
• одноконтурная система;
• двухтрубный вариант;
• естественная циркуляция;
• принудительное движение;
• тупиково-лучевой вариант и «петля Тихельмана».

Задача любой отопительной системы в двухуровневом и более высоком здании — подъём теплоносителя на высоту верхнего этажа. Подобная схема отопления может быть принудительной или гравитационной. При этом она может быть как однотрубной, так и двухтрубной, но в неё всегда включены стояки с вертикальным и горизонтальным расположением, с нижней или верхней разводкой.

Естественная циркуляция, то есть гравитационная, основана на законах гидравлики и термодинамики. В этом случае движение воды происходит не за счёт давления, создаваемого насосом, а за счёт разноуровневого расположения труб. В отличие от системы с насосом гравитационная менее эффективна, но полностью автономна и энергонезависима.

Для её создания следует помнить о нескольких обязательных условиях:

• трубы должны иметь внутреннее сечение не менее 30-40 мм для свободной циркуляции теплоносителя;
• используются только расширители открытого типа, чтобы не нарушать возможность движения жидкости самотёком;
• расширитель всегда располагают в наивысшей точке системы, котёл — внизу, чуть ниже обратки.

Преимущества:

• экономичность;
• бесшумность работы;
• энергонезависимость;
• простота установки и обслуживания;
• редко нуждается в ремонте, так как состоит только из простых узлов.

Минусы:

• небольшой радиус действия и минимальная площадь обогрева;
• необходимость установки расширителя в максимально высокой точке магистрали (чаще всего на чердаке).

Этот тип отопительной системы основан на одноконтурной магистрали, протянутой по периметру помещения и подключённой к радиаторам в нижней их части. При этом патрубки врезают сверху, перенаправление теплоносителя осуществляется наличием более узких участков в некоторых местах или вентилем-регулятором.

«Ленинградка» допускает использование обоих типов циркуляции — естественной и принудительной. При гравитационном типе не рекомендуется использовать более 4-5 радиаторов, при встроенном насосе — от 6 до 8 конвекторов. Большое число требует точных гидравлических расчётов, в противном случае система окажется малоэффективной. Существует усовершенствованная схема «ленинградки» с разрывной магистралью и дроссель-кранами для балансировки и перенаправления потока.

Для обогрева двухуровневого особняка необходима система именно с принудительной циркуляцией. Что касается теплогенератора, то идеальным вариантом можно считать котёл с возможностью поддерживать заданные параметры в круглосуточном режиме, например, газовый или электрокотел. В предвидении возможных перебоев с подачей энергии или газа нередко используют систему комбинированного типа — газовый котёл и инфракрасные обогреватели, электрокотлы и камины, другие тандемы.

Монтаж системы с принудительной циркуляцией априори означает встраивание в систему циркуляционного насоса, принудительный разгон теплоносителя и поддержка его в том же темпе. Этот тип отопления имеет массу преимуществ перед гравитационной разновидностью, но не лишён и минусов.

Преимущества:

• все узлы защищены от температурных перепадов, следовательно, не испытывают стрессовых нагрузок и служат дольше, чем при гравитационной циркуляции;
• возможность устанавливать желаемую температуру во всём доме и в каждом помещении отдельно.

Минусы:

• отключение электроэнергии превращает систему в холодный конструктор;
• увеличенный расход электричества;
• возможный повышенный шум при малейших ошибках при монтаже.

Если изначально любая система двухтрубного отопления была основана на прямой тупиковой схеме, то это априори означало снижение давления в радиаторах и невысокую эффективность. Подобное происходило из-за первого радиатора, получающего горячий и отдающего холодный теплоноситель в первую очередь. Подобные решения применяются и сегодня для небольших зданий, однако для двухуровневых строений не подходят, а здесь упоминаются только в качестве объяснения «петли Тихельмана».

Речь идёт об интересном усовершенствовании тупиковой системы инженером А. Тихельманом. Он справился с проблемой падения давления простым, на первый взгляд, решением — использованием реверсивного метода. Тихельман заключил поток теплоносителя в обратную петлю и развёл его на две ветки, значительно увеличив его КПД и сделав высокоэффективным для обогрева 2-этажного дома с каким угодно количеством радиаторов.

Специалисты называют её отдельной ветвью тупиковой системы. Её особенность во встроенном дополнительном узле — распределительном коллекторе. Необходимость в нём возникает при совершении разводки подающих и обратных магистралей к отдельному конвектору, чтобы гарантированно обеспечить равномерную циркуляцию горячего теплоносителя во всех точках системы, даже самых дальних от котла. Подобное решение приводит к увеличению расходного материала (труб), но окупается высокой эффективностью.

Этот вариант обретает всё большую популярность, причём в геометрической прогрессии. Сегодня строящиеся частные двухэтажные дома в 80-90% обустраиваются комбинированной системой отопления, где один этаж обогревается классическим (радиаторным) методом, другой — только системой «тёплый пол».

Для напольного обогрева используют полимерные трубы малого сечения, укладывая их на пол и заливая бетонной стяжкой. Один из видов такой системы выполняет только утилитарную функцию, то есть обогрев жилого пространства, второй создаёт комфортные условия только в определённых локациях. Например, это могут быть бетонные дорожки к бассейну или каменная садовая мебель в зоне барбекю для возможности пользоваться ею в холодный (осенний или весенний) сезон.

Преимущества:

• не занимается полезная площадь внутреннего пространства;
• экономия в расходах на материалы;
• комфортная температура греющих поверхностей, если сравнивать с температурой радиаторов, о которые зимой можно обжечься.

Чтобы не совершить ошибку при выборе отопительной схемы, исправить которую впоследствии будет очень и очень проблематично, следует заранее определиться с несколькими факторами.

• Система с гравитационной (самая простая) или принудительной циркуляцией теплоносителя. Для дачи подходит естественная, с большим жилым особняком лучше не рисковать – и отдать предпочтение насосу.
• Однотрубный или двухтрубный вариант. При небольшом количестве комнат и высоких эстетических запросах предпочтение отдают первой схеме. При множестве раздельных помещений — второй.

Если не пугают повышенные счета за электричество, или есть возможность установить собственные солнечные панели, то следует обязательно обратить внимание на комбинированный вариант: котёл плюс «тёплый пол».

Принимая окончательное решение, важно помнить, что большинство домовладельцев предпочитает двухтрубную схему с принудительным принципом функционирования. В любом случае прежде всего составляют план-схему дома и примерное распределение желаемой системы. Когда перед глазами наглядный чертёж, всегда легче заметить уязвимости, определить недостатки и преимущества того или иного типа отопления. Дом с подвалом, который тоже нужно обогревать, нуждается в двухтрубном контуре.

Чтобы сделать правильно своими руками монтаж и разводку труб, следует внимательно изучить советы специалистов по прокладке и установке отопительных систем. При этом следует учитывать, что такая работа — процесс сложный и трудоёмкий, поэтому без знания основ проектирования, оборудования и хороших навыков монтажа лучше оставить это специалистам. Более того, если нет профессиональных навыков, всю составленную схему перед началом работ надо согласовать с профессионалами, поскольку ошибки в этом деле дорого обходятся по многим параметрам — как по трудозатратам, так и финансово. К тому же переделка занимает много времени, и если это случится зимой, то жильцы будут вынуждены куда-то переселяться на время ремонта.

С проектом сделать всё будет гораздо проще – по сути, это подробное поэтапное руководство. Однако нередко бывает, что такого проекта нет, заказывать его дорого, а порой и рядом нет таких организаций, например, в сельской местности, или это занимает слишком много времени. В этом случае приходится пользоваться типовыми схемами, подстраиваясь к определённым нюансам конкретного здания. В первую очередь отдают предпочтение надёжной классике — стандартному двухтрубному контуру. Большого значения не имеет, будет это принудительная или гравитационная циркуляция. Без проекта лучше не заниматься «ленинградкой» или «петлёй Тихельмана» — слишком велики риски ошибок, и слишком дорого обойдётся их исправление.

При создании схемы необходимо строго придерживаться максимальной простоты и обходиться без замысловатых «загогулин» и гидрострелок. Разводка должна быть простейшей: 1 котёл (и один резервный), не более 3-х потребителей — бойлер, тёплый пол, радиаторы.

Устанавливая твердотопливный котёл, следует позаботиться о наличии насоса, узлов безопасности и узла-смесителя для правильной обвязки агрегата. Что касается насоса и сечения трубы для двухэтажного дома, предпочтение отдают циркуляционному насосу мощностью 0,4-0,6 атм и диаметру трубы для площади:

• до 170 м2 — 20-45 мм;
• 170-260 м2 — 25-60 мм;
• от 260 м2 — 25-80 мм.

Специалисты не советуют приобретать насос большей мощности (с запасом). Подобное решение считается нерентабельным и может оказаться причиной шумной работы системы.

Выбирая трубы из определённого материала, необходимо учитывать, что монтажные конторы с высокой репутацией никогда не используют полипропиленовые трубы, мотивируя это отсутствием возможности контроля за качественным исполнением стыковочных швов. Стыковка методом плавления – это всегда уравнение с неизвестными компонентами: конечное сечение зависит от толщины наплывов внутри, силы и длительности плавления, а также во многом от опыта монтажника. Правильнее отдать предпочтение изделиям из металлопластика — они тоньше, но прочнее, соединение всегда ровное и красивое внешне. Уступает такой вариант полипропилену только в одном — он гораздо дороже.

Большинство специалистов всё-таки продолжает придерживаться мнения, что металлические трубы – это оптимальное решение для установки в двухэтажных и более высоких домах, но при этом придётся пользоваться услугами сварщика. Следует понимать, что простейшие навыки работы со сварочным аппаратом непригодны для сваривания системы отопления. Здесь свои хитрости и секреты, а также нужен опыт работы в неудобных и сложнодоступных местах. Новичкам подобная работа не по силам.

Виды материалов для изготовления отопительных труб:

• сталь;
• медь;
• оцинкованные;
• нержавеющие сплавы.

Даже неспециалист может понять, что медь в этом случае занимает лидирующее положение, ведь она не поддаётся коррозии, окислению, её поверхность всегда гладкая, не образует задиры и шероховатости. Медь характеризуется высокой теплопроводностью и обеззараживающим эффектом, однако её цена очень высока.

Напоследок можно заметить, что оснащение двухэтажного дома отопительной системой – дело настолько серьёзное, риски ошибок велики, а последствия могут быть катастрофическими в финансовом и временном аспекте, что правильнее всего доверить это специалистам. Пусть это будет стоить немалых средств, но собственная оплошность может обойтись ещё дороже.