Обзор схем отопления для газового котла в двухэтажном доме: анализ и сопоставление наилучших вариантов

Если вы находитесь на этапе строительства нового дома или проводите реконструкцию старого, и вопрос о системе отопления стал актуальным, то вам, вероятно, интересна информация о том, какой способ разводки отопительных труб будет наиболее целесообразным. Четко разработанная схема отопления от газового котла для двухэтажного жилого здания — это не только залог уюта и тепла в зимний период, но и гарантированный бесперебойный режим работы всех агрегатов.

При создании качественного проекта отопления необходимо учитывать множество аспектов: от климатических условий и финансовых возможностях до необходимости индивидуальной настройки и вопросов эстетики. В этой статье мы детально рассмотрим все возможные типы отопительных систем, предъявим и сравним готовые схемы, которые обладают наиболее оптимальными характеристиками в различных ситуациях, а также откроем возможности их адаптации.

Типы газовых отопительных систем для частных домов

Существует множество факторов, которые влияют на выбор типа отопительной системы. При этом выбор газового котла в качестве основного устройства для генерации тепла — это лишь первый шаг. Существует несколько вариантов монтажа отопительного контура: можно использовать одну трубу для подключения всех приборов или установить отдельные магистрали для подачи и обратки.

Структура системы также зависит от характеристик используемых обогревательных устройств, типа расширительного бака, а также планировки и общей площади дома. Кроме того, можно разделить систему на несколько самостоятельных контуров и предусмотреть возможность естественной циркуляции в ситуации, когда отключено электричество, и многие другие нюансы.

Правильно спроектированная и качественно смонтированная котельная является основой для поддержания комфортной температуры в доме в отопительный период и обеспечивает бесперебойную работу оборудования.

Ниже мы подробно рассмотрим все варианты, их плюсы и минусы.

Однотрубные и двухтрубные схемы подключения

В рамках этих двух категорий можно выделить пять основных схем подключения.

Давайте рассмотрим их, начиная с самых простых и доступных по стоимости:

1. Простая однотрубная схема.
2. Однотрубная схема «Ленинградка».
3. Двухтрубная тупиковая схема.
4. Схема «Петля Тихельмана».
5. Коллекторная или лучевая схема.

Наиболее элементарная однотрубная схема подразумевает, что теплоноситель поступает в следующий радиатор только после прохождения через первый, и так далее. В такую систему можно также включить теплый пол, который подключается последним от обратки самой дальней батареи.

Такой подход позволяет существенно сэкономить на трубе, фитингах и запорно-контрольной арматуре, а также гарантирует, что теплоноситель пройдет через все радиаторы.

Кроме того, простую однотрубную схему можно спроектировать, рассчитать и установить самостоятельно. Также она легко адаптируется для организации естественной циркуляции.

Тем не менее, данная система имеет серьезный недостаток: температура на каждом радиаторе постепенно понижается, и отрегулировать это невозможно. Если ограничить уровень подачи на первый радиатор с помощью терморегулятора, это приведет к пропорциональному снижению температуры во всех остальных — лишь увеличение числа секций последних радиаторов поможет частично улучшить ситуацию.

Однако в двухэтажных домах площади зачастую значительны, и такие системы могут оказаться слишком длинными для эффективной работы: из-за невозможности регулировки простая однотрубная схема уже почти не используется.

Совершенная однотрубная схема, известная как «Ленинградка», предполагает наличие байпаса на каждом радиаторе. Это позволяет части теплоносителя проходить мимо радиатора, и в следующий радиатор попадает более горячая смесь.

С установкой запорной и регулировочной арматуры на подачу, обратку и байпас каждой батареи можно достигнуть регулировки температуры в отдельных помещениях.

Добавление к схеме кранов и терморегуляторов создает систему, которая занимает среднее положение по цене и функциональности между простой однотрубной схемой и двухтрубной, что делает её довольно популярным выбором.

Двухтрубная схема подключает каждую батарею через отдельные трубы для подачи и обратного теплоносителя. Хотя потребуется больше материалов, благодаря этому горячий теплоноситель не смешивается с обраткой, что позволяет более эффективно прогревать значительное количество радиаторов.

Удобно прокладывать тупиковые ветви в тех местах, где нет возможности замыкать трубы в круг, например, из-за наличия балконной двери. Направления потоков в подаче и обратке будут встречными, что может привести к тому, что вода пойдет по пути наименьшего сопротивления, замыкая круг уже через первый радиатор и не достигая остальных.

Проблему можно решить, используя балансировочные вентели, а также прокладывая трубы меньшего диаметра для подключения к радиатору, по сравнению с магистралями.

Также можно комбинировать различные схемы: например, в нижнем этаже — тупиковые ветви, на первом этаже — петля Тихельмана, на втором — коллекторное подключение.

Петля Тихельмана — это оптимальное решение, обеспечивающее хорошее соотношение цены и эффективности. Особенностью является параллельный поток в подаче и обратке, что gewährleistet, что независимо от того, через какой радиатор протекает теплоноситель, длина круга будет одинаковой, исключая путь наименьшего сопротивления. В результате все радиаторы прогреваются равномерно, и каждую из батарей можно настроить или полностью отключить без ущерба для всей системы.

Коллекторное подключение предполагает наличие двух коллекторов для подачи и обратки, от которых к каждому отопительному прибору идут отдельные трубы. Для повышения эффективности следует располагать коллекторы так, чтобы расстояние между ними и каждым прибором было одинаково. Обычно на каждый этаж устанавливается свой коллектор.

Только в этой системе на каждый радиатор будет поступать теплоноситель с одинаковой температурой, что упрощает управление, позволяя эффективно регулировать уровень прогрева разных зон.

Основной недостаток лучевой схемы заключается в том, что она требует значительного количества труб, что увеличивает стоимость и усложняет монтаж. С другой стороны, подводка таких систем может быть полностью скрыта, что делает её более эстетичной.

Кроме того, еще одна ключевая особенность — коллекторная система, в отличие от предыдущих, не может работать по принципу гравитации. Это означает, что даже с независимым источником энергии котел автоматически отключается при отключении электричества, в том числе насос.

Теперь для настройки лучевой системы не требуется доступа ко всем приборам, поскольку все клапаны располагаются в коллекторном шкафу и их лишь нужно корректно маркировать при подключении.

Часто в двухэтажных домах применяются различные схемы разводки отопления для разных помещений в зависимости от их площади, планировки и типа используемых отопительных приборов.

В двухэтажных домах проекты с однотрубной системой, работающей на основе единой трубы подачи, практически не применяются, так как последующие радиаторы в контуре функционируют неэффективно. В зависимости от общей площади дома, отдельные контуры могут соответствовать каждому этажу, нескольким помещениям или даже каждому отдельному помещению.

К тому же, принято отделять контур радиаторов от теплых полов, учитывая необходимость разных рабочих давлений и температур.

Деление потока от котла на разные контуры может осуществляться через гидрострелку или коллектор, либо их комбинацию. Первый вариант обеспечивает разные потоки с различным давлением и температурой для разных систем, вторая — хорошо подходит для контуров с аналогичными приборами, такими как лучевое подключение радиаторов.

Открытые и закрытые отопительные системы

Этот параметр определяет, контактирует ли теплоноситель с воздухом, и зависит от типа расширительного бака.

Расширительный бак служит для компенсации увеличения объема жидкости при нагреве, предотвращая тем самым повышение давления в системе. Открытый бак имеет отверстие сверху и работает за счет запаса объема, наполняясь до разного уровня. Чтобы избежать перелива воды, такой бак нужно устанавливать в самой верхней части системы, что в двухэтажных домах чаще всего соответствует верхней части стояка подачи.

У данной системы есть немало недостатков. Теплоноситель вступает в контакт с атмосферным воздухом, из-за чего происходит испарение и обогащение кислородом. Это делает невозможным использование антифризов, требует регулярного пополнения воды, а также увеличивает вероятность коррозии и образования воздушных пробок. Кроме того, если бак находится на чердаке, его необходимо тщательно утеплять, а в помещении второго этажа его сложно замаскировать.

В большинстве современных газовых котлов расширительные баки закрытого типа уже интегрированы — это позволяет сэкономить пространство и облегчить процесс подключения.

Закрытый расширительный бак герметичен и состоит из двух отделений, разделенных мембраной. Он работает благодаря тому, что воздух может сжиматься: при нагревании системы вода занимает большую часть бака, а в воздушной камере давление возрастает. При охлаждении именно это давление выталкивает воду обратно в систему.

Такой бак может устанавливаться в любой точке системы, чаще всего — на обратной линии, перед насосом. Система с закрытым баком абсолютно герметична, что позволяет использовать даже токсические растворы, такие как этиленгликоль. Даже обычная вода в таких условиях постепенно очищается от примесей и растворенных газов, превращаясь в практически идеальный теплоноситель.

По видам обогревательных устройств

В одной отопительной системе могут быть объединены различные приборы: радиаторы, теплые полы, конвекторы и иные. Их можно комбинировать даже в рамках простой однотрубной схемы, но для гравитационного типа циркуляции предпочтительно использовать стандартные батареи.

Все встроенные в пол обогревательные устройства называются конвекторами. Теплоотдача в них осуществляется за счет циркуляции воздуха в различных полостях устройства.

Теплые полы не только удобны и комфортны, но и эффективны с точки зрения расхода энергии, поскольку теплый воздух поднимается вверх и заполняет нижнюю часть помещения, а под потолком он охлаждается. Такие решения особенно актуальны, если в доме есть дети. Чаще всего теплые полы устанавливают в ванной и на кухне.

Системы, в которых используются исключительно теплые полы, рекомендуется устанавливать только в домах с хорошей изоляцией и в условиях умеренного климата. В противном случае в зимние морозы в помещении будет некомфортно, а ходить по слишком горячему полу станет затруднительно. Обычно в таких схемах теплые полы комбинируются с небольшим количеством радиаторов, что делает систему не только функциональной, но и эстетичной, а также экономически выгодной.

Радиаторы отопления пользуются большой популярностью по нескольким причинам: они нагревают помещение как за счет излучения тепла от своей поверхности, так и методом конвекции, распределяя теплый воздух вокруг.

Эффективность радиатора зависит от правильного подключения труб подачи и обратки, что, в свою очередь, влияет на поток теплоносителя в секциях системы.

Главный минус классических батарей — это их сложное размещение в интерьере, так как любые элементы для маскировки могут затруднить отвод тепла.

По типу циркуляции теплоносителя

Теплоноситель, представленный водой или антифризом, чаще всего перемещается благодаря циркуляционному насосу, который создает нужный напор для быстрого и равномерного прогрева. Однако следует отметить, что такая система зависит от электричества, и при отключении питания отопление перестанет работать.

Альтернативный вариант — гравитационные системы. Они устроены так, что теплоноситель движется за счёт повышения плотности по мере остывания и под воздействием силы тяжести благодаря наклону трубопроводов.

При этом стояки подачи (4) и обратки (5) должны иметь меньший диаметр по сравнению с магистральными трубами (3 и 6), а расширительный бак (7) устанавливается либо в начале подачи (2), либо перед котлом (1).

Данная схема отопления для двухэтажного частного дома с газовым котлом, не требующим электричества, будет функционировать и без электричества, хотя скорость движения теплоносителя и эффективность систем отопления снизятся. Кроме того, более медленный поток оставляет больше отложений на стенках труб.

Интересен тот факт, что гравитационные системы способны к самонастройке: чем холоднее в доме, тем быстрее остывает теплоноситель в радиаторах, в результате чего увеличивается разница температур в подающем и обратном трубопроводах, что ведет к росту скорости потока и более эффективной работе отопления.

Если у вас часто отключают электричество, а дом небольшой, оптимальным решением будет система смешанной циркуляции. Дизайн такой системы должен учитывать уклоны труб и размещение котла в нижней точке.

Для установки циркуляционного насоса предусмотрен специальный участок – байпас перед котлом, а переключение между типами циркуляции осуществляется с помощью кранов.

Подобные системы могут включать теплые полы, но они будут активны только при работе насоса.

Горизонтальная и вертикальная разводка

В двухэтажном доме полагаться только на горизонтальные трубопроводы не получится — по крайней мере, один стояк должен подводить теплоноситель на второй этаж. Однако, общий принцип разводки остается тем же.

Горизонтальная разводка может быть организована на каждом этаже. В рамках этой схемы трубы соединяются, объединяя все радиаторы одного уровня в одну цепь. Она является самой универсальной и наиболее популярной, позволяя реализовать различные планировки.

Существуют также верхняя и нижняя разводка, касающиеся вертикальных частей трубопровода. Для систем с гравитационным движением теплоносителя подходит только верхняя разводка.

Однотрубная вертикальная разводка хорошо иллюстрируется примером систем отопления многоквартирных домов, где планировка этажей и расположение радиаторов точно совпадают. Каждая батарея соединяется со стояком, аналогичным таковым у соседей снизу и сверху, а горизонтальные трубы в квартире отсутствуют.

Если планировка вашего дома позволяет разместить радиаторы точно друг над другом, вертикальная схема будет работать более эффективно, особенно в системах с гравитационной циркуляцией. Кроме того, вертикальные стояки легко скрыть, чем горизонтальные трубы.

Однако при реализации такой системы потребуется множество пересечений перекрытий, что усложняет монтаж по сравнению с трубопроводом, проходящим через стены.

Дополнительное оборудование — преимущества и недостатки

Любую схему отопления можно улучшить, добавив такие элементы, как краны-терморегуляторы для индивидуальной настройки работы каждого радиатора, термостаты, гидравлические стрелки, циркуляционные насосы для каждого контура и другие инструменты.

Краны Маевского и воздухоотводчики на высших точках каждого стояка обязательны для систем с закрытым расширительным баком. Каждое дополнительное устройство увеличивает эффективность системы, способствует экономии и позволяет более тщательно настраивать отопление.

Не забывайте, что чрезмерная сложность системы не только увеличивает её стоимость, но и существенно повышает риск поломок.

Используйте лишь необходимые элементы, так как чем меньше компонентов, тем ниже вероятность повреждения одного из них и, соответственно, выхода всей системы из строя.

Лучшие схемы для двухэтажного дома

Для каждой конкретной ситуации требуется разработка индивидуального проекта отопления, гарантирующего эффективную и экономичную работу.

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо учитывать следующие факторы:

• условия климата и качество утепления здания;
• количество и назначение помещений: нужен ли равномерный нагрев в каждой комнате;
• стабильность электрического питания и наличие генератора; это в значительной мере определяет выбор типа циркуляции;
• индивидуальные предпочтения жильцов — наличие теплых полов или стен в определенных помещениях;
• планировка здания: возможно ли провести разводку по периметру;
• дизайнерские требования и стадия ремонта. В большинстве случаев трубы и отопительные элементы могут быть скрыты в стенах и полу;
• финансовый бюджет — цена установки отопительной системы может варьироваться в разы и десятки раз.

Отвечая на все эти вопросы и зная особенности различных схем, вам будет понятен необходимый вариант.

Не стремитесь к слишком сложным системам: иногда простота оказывается более надежной и эффективной, а сложные настройки оказываются ненужными.

Далее предлагаем рассмотреть одну из проверенных схем подключения отопительных приборов к котлу и адаптировать её под вашу планировку.

Однотрубная Ленинградка — надежно и экономично

Такая однотрубная схема является одной из самых бюджетных, простых и проверенных на практике, сохранивших свою актуальность и популярность. Применение исключительно радиаторов позволяет предусмотреть смешанный тип циркуляции на случай перебоев с электричеством. Для этого газовый котел должен быть независимым от электроэнергии, а трубы должны быть установлены с наклоном от 5 до 10 мм на каждый погонный метр.

Для упрощения настройки можно установить терморегуляторы на каждые радиаторы, а на байпасы батарей — регулирующие вентили. Дополнительный вентиль на стояке позволит отключать контуры отопления на отдельных этажах.

Теплый пол может быть интегрирован в систему как отдельный, третий контур, либо заменять радиаторы на одном этаже. При этом распределение потоков должно осуществляться через термосмеситель или гидравлическую стрелку, чтобы пол не перегревался в морозы до 70-80 °C, как радиаторы.

Также учтите, что в случае отключения электричества будут работать только радиаторы, а в горизонтальной системе подогрева пола теплоноситель будет остановлен.

Для эффективного функционирования схемы «Ленинградка» необходимо использовать трубы разных диаметров: от котла до ответвлений на этажи — это самые крупные трубы, магистрали на каждом этаже — среднего диаметра, а подключение радиаторов — минимального.

Однако существует важное ограничение по максимальной отапливаемой площади: дом площадью свыше 100 м² не будет прогреваться при естественной циркуляции теплоносителя. Такая система только предотвратит размораживание труб и повреждение теплообменника котла при длительных отключениях, но не избавит от холода.

При принудительной циркуляции такой контур отопления сложно настроить, если он включает более 5-7 радиаторов. Поэтому для удобного использования в большом доме схему нужно разбивать на большее количество контуров.

Вы можете подробнее ознакомиться с устройством однотрубной системы отопления «Ленинградка» в этом источнике.

Петля Тихельмана с принудительной циркуляцией

Как уже упоминалось, данная схема подключения обеспечивает наиболее высокую эффективность и комфортную настройку каждого радиатора при относительно низких расходах на материалы.

Система может охватывать весь дом одной петлёй, делиться на два контура по этажам, как представлено на схеме, или использоваться только для одного этажа или его части.

Такая схема удобна в настройке и обслуживании; при необходимости часть радиаторов можно отключить или даже демонтировать, не останавливая котел.

Современные радиаторные системы отопления часто проектируются согласно этому принципу, если есть возможность скрыть трубы. К тому же, в один контур можно включить устройства разных типов: радиаторы, конвекторы, тепловые завесы.

Коллекторное подключение и смешанные системы

Использование распределительного коллектора для деления не только контуров отопления, но и индивидуального подключения каждого устройства — это самое современное и удобное в эксплуатации решение.

Оно имеет несколько очевидных преимуществ:

• эстетичность — все трубы спрятаны в полу и стенах;
• удобство — настройка любого устройства производится в коллекторном шкафу;
• эффективность — каждый прибор получает одинаково горячий теплоноситель, но работает именно на столько, сколько необходимо;
• универсальность — к одному коллектору возможно подключение оборудования разных типов, независимо от планировки.

Основным минусом данного решения является высокая цена как самих материалов, так и их установки. Объем труб будет значительно больше, чем при любом другом варианте подключения, а монтаж коммуникаций в пол, особенно если у вас уже есть бетонная стяжка, окажется довольно затратным.

Кроме того, стоит помнить, что такой тип подключения полностью исключает возможность естественной циркуляции.

Для удобства монтажа и дальнейшего обслуживания часто применяют трубы различных цветов: красный для подачи и синий для обратки.

В двухэтажных домах обычно ставят по одному коллектору в центре каждого этажа; однако при большом количестве отопительных приборов может потребоваться установка дополнительных коллекторов. Для систем теплого пола используются отдельные коллекторы с более низкой температурой теплоносителя.

Схема вертикальной гравитационной системы

Помимо упомянутых стандартных решений, существуют и более необычные, такие как вертикальная двухтрубная система с естественной циркуляцией. Это наилучший вариант для двухэтажного дома, где часто возникают отключения электроэнергии.

В вертикальных системах циркуляция воды происходит легче, чем в горизонтальных, а большой расширительный бак, расположенный под крышей, выполняет функции коллектора, обеспечивая максимально эффективный и равномерный обогрев даже без насоса.

Крайне важно использовать трубы разного диаметра при создании такой системы, в зависимости от количества радиаторов, которые они обслуживают.

Наибольший диаметр должны иметь трубы подачи горячей воды в расширительный бак и магистраль обратки; далее трубопроводы на 2-м этаже могут быть немного меньшего сечения, а стояки первого этажа должны быть еще меньшего диаметра; трубы, подключенные к радиаторам, должны иметь наименьшее сечение.

Выводы и полезные видео на тему

Как на практике осуществляется двухтрубная схема отопления в двухэтажном доме, можно увидеть в следующем видео:

Подробнее о создании комбинированной системы с радиаторами и теплым полом можно узнать по этой ссылке:

Это видео будет полезно тем, кто планирует установить отопление с гравитационным или смешанным типом циркуляции:

В заключение, можно отметить, что идеальной и универсальной схемы отопления не существует; в каждой ситуации важно учитывать множество факторов и выделять приоритеты. Мы постарались осветить все доступные варианты, чтобы помочь вам выбрать наиболее подходящее решение.

А какая система отопления установлена у вас? Насколько вы довольны ее работой и что бы вы хотели изменить? Присоединяйтесь к обсуждению в комментариях ниже.