Однотрубная система водяного отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Однотрубная система водяного отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Выбирая способ обогрева жилища в зимний период, среднестатистический домовладелец стремится убить 2 зайцев: смонтировать эффективно работающую схему с наименьшими вложениями. Распространенное решение — водяная однотрубная система отопления, подходящая для небольших частных домов площадью 50…250 м². В определенных условиях она потребует меньших затрат, нежели другие, более современные типы разводок – коллекторная, двухтрубная и петля Тихельмана.

Устройство и принцип раздачи теплоносителя

Система называется однотрубной, поскольку нагретая вода подается и уходит из радиаторов отопления по единому коллектору. Трубопровод является общим для всех батарей, подсоединенных к магистральной ветви. То есть, входная и выходная подводка каждого отопительного прибора подключается к одной трубе, как показано на примере схемы теплоснабжения одноэтажного здания.

Классический вариант закрытой схемы с принудительным движением теплоносителя, подключенной к газовому котлу

Как работает однотрубная радиаторная система отопления:

1. Поступающий от котла прогретый теплоноситель достигает первой батареи и делится тройником на два неравных потока. Основная масса воды продолжает двигаться прямо по магистрали, меньшая часть затекает в радиатор (примерно 1/3).
2. Отдав тепло стенкам батареи и охладившись на 10—15 °С (в зависимости от мощности и реальной отдачи радиатора), малый поток через выходящий патрубок возвращается в общий коллектор.
3. Смешиваясь с основным потоком, охлажденный теплоноситель снижает его температуру на 0.5—1.5 градуса. Смешанная вода доставляется к следующему отопительному прибору, где цикл теплообмена и охлаждения главного потока повторяется.
4. В результате каждая последующая батарея получает теплоноситель с более низкой температурой. В конце остывшая вода направляется обратно в котел по той же магистрали.

Важный момент. Чтобы схема отопления работала стабильно, диаметр раздающей трубы должен значительно превышать размеры радиаторных подводок. Правило не касается вертикальных стояков с верхним розливом, где теплоносителю помогает течь вниз сила тяжести (читайте ниже о видах систем).

Цвет и размер стрелок на рисунке характеризует температуру и количество воды соответственно. Сначала потоки разделяются, потом смешиваются, остывая на пару градусов

Чем ниже температура циркулирующей воды, тем меньше тепла достается последним обогревателям. Проблема решается тремя способами:

• в конце магистрали ставятся батареи повышенной мощности – наращивается число секций либо увеличивается площадь панельных стальных радиаторов;
• путем увеличения диаметра трубы и производительности насоса повышается расход теплоносителя через основной коллектор;
• комбинация двух предыдущих вариантов.

Подключение радиаторов к единой распределяющей магистрали – главное отличие однотрубной разводки от остальных двухтрубных систем, где подача и возврат теплоносителя организован по двум раздельным ветвям.

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.

«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

Примечание. Обратите внимание: общая линия «ленинградки» с горизонтальной нижней разводкой — цельная труба, не меняющая диаметр на всем протяжении. На однотрубных стояках предусмотрены перемычки – байпасы, пропускающие часть теплоносителя мимо батарей.

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

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.

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.

Важно. Контур напольного обогрева допускается присоединять в конце магистрали, за последним радиатором. Одно условие: необходимо обеспечить в коллекторе требуемый расход теплоносителя – увеличить диаметр и повысить производительность главного насоса. Иначе теплый пол отнимет часть тепла у батарей.

Сравнение по цене монтажа

Приверженцы однотрубных отопительных сетей любят напоминать о дешевизне данного типа разводки. Уменьшение затрат по сравнению с двухтрубной схемой обосновывается вдвое меньшим количеством труб. Мы утверждаем следующее: «ленинградка» обойдется дешевле тупиковой системы в одном случае — если паять отопление из полипропилена.

Докажем наше утверждение расчетами – возьмем в качестве примера одноэтажное жилище размерами 10 х 10 м = 100 м² (в плане). Нанесем на чертеж раскладку «ленинградки», посчитаем фитинги с трубами, затем сделаем аналогичную прикидку тупиковой разводки.

Общий обратный коллектор, проходящий через коридор, позволяет сохранить небольшой диаметр кольцевой линии. Если его убрать, сечение труб вырастет до Ø25 мм (внутренний)

Итак, для устройства однотрубного отопления понадобится:

• труба Ду20 на коллектор (снаружи Ø25 мм) – 40 м;
• тр. Ду25 Ø32 мм на обратку – 10 м;
• тр. Ду10 Ø16 мм на подводки – 8 м;
• тройник 25 х 25 х 16 (наружный размер) – 16 штук;
• тройник 25 х 25 х 20 – 1 шт.

Справка. Перемычку обратки, идущую по коридору, можно не делать. Тогда для 9 радиаторов придется нарастить сечение кольцевой магистрали до размера Ду25 (наружный – 32 мм).

Ориентируясь по следующей планировке, выясним потребность в трубах и фитингах для двухтрубной сети:

• тр. Ду15 Ø20 мм – 68 метров (магистрали);
• тр. Ду10 Ø16 мм – 22 м (подводки радиаторов);
• тройник 20 х 20 х 16 мм – 16 шт.

Теперь найдем актуальные цены на сантехнические фитинги и трубы из 3 материалов: армированный полипропилен PP-R, металлопластик PEX–AL–PEX и сшитый полиэтилен PEX от известных производителей. Результаты расчетов занесем в таблицу:

Примечание. Мы не учитываем стоимость батарей, радиаторных кранов и монтажа однотрубной «ленинградки» — предположим, что вы собираете систему своими руками. Стоимость определена в рублях РФ, но данный факт особой роли не играет, соотношение цен сохранится для любой страны.

Как видите, затраты на полипропиленовые тройники и трубы практически одинаковы для обеих схем – плечевая оказалась дороже всего на 330 руб. По другим материалам однозначно выигрывает двухтрубная разводка. Причина кроется в диаметрах – цены труб большего сечения резко увеличиваются сравнительно с «ходовыми» размерами 16 и 20 мм.

Вы можете взять более дешевую сантехнику других производителей и выполнить расчет – соотношение вряд ли изменится. Заметьте, мы пропустили отводы 90° для поворотов труб и остальную мелочевку, поскольку не знаем точное количество. Если скрупулезно подсчитать все материалы, стоимость «ленинградки» увеличится еще больше. К аналогичным выводам пришел эксперт, демонстрирующий расчеты на видео:

Плюсы и минусы однотрубных разводок

Постараемся дать объективную оценку и выделим реальные достоинства однотрубных водяных систем:

1. Закрытую схему с мембранным расширительным бачком проще монтировать. Одна труба прокладывается быстрее, чем две.
2. Одинарную магистраль либо стояк проще упрятать в стены, нежели двухтрубные ветви (пример ниже на фото). Ложка дегтя: кольцевой коллектор пересекает дверные проемы, затрудняющие прокладку.
3. Отопительная сеть со стояками незаменима, когда необходимо организовать самотек в здании на 2—3 этажа. Нет смысла проходить сквозь перекрытие двумя трубопроводами, одной вертикальной лини вполне достаточно.
4. Монтаж обходится дешево в одном случае: когда самотечная схема системы отопления применяется в одноэтажном частном доме. Экономия достигается за счет прокладки одной магистрали вместо двух (вспомните, для самотека априори нужны трубы больших диаметров Ø48—57 мм).
5. Система закрытого типа поддается автоматическому регулированию посредством радиаторных термостатических вентилей. Оговорка: надо учитывать специфику работы отопительных приборов и правильно подобрать арматуру. Ниже мы вернемся к данному вопросу.

Примечание. Прямое подключение участка теплых полов нельзя отнести к преимуществам данной схемы. Нагревательный контур столь же просто подсоединяется к двухтрубной разводке.

Главная проблема «ленинградки» – остывание теплоносителя по мере продвижения к дальним батареям. Невозможно наращивать секции радиаторов и сечение магистрали до бесконечности, оптимальное количество приборов – 4—5 шт. на одном контуре.

Перечислим другие недостатки:

1. Гидравлическая неустойчивость — влияние одной батареи на работу остальных. Если перекрыть первый радиаторный вентиль, последующие приборы получат более горячую воду и станут перегревать комнаты.
2. Чтобы теплоноситель хорошо затекал в радиаторы при закрытой ленинградской схеме, нужно применять полнопроходную арматуру на ответвлениях. Увеличение гидравлического сопротивления подводки заставляет течь воду дальше по прямой, расход теплоносителя через батарею уменьшается.

Дополнительный минус самотечных разводок – большие диаметры труб, проложенных с уклоном 3—5 мм на погонный метр. Выходящие из потолков стояки торчат на виду и портят интерьер помещений. Замуровать трубопроводы в стены не всегда возможно, приходится изощряться и делать декоративные короба.

Советы по выбору диаметров труб и подключению

Однотрубный вариант отопления можно спроектировать и смонтировать самостоятельно, не прибегая к сложным расчетам гидравлики. Упростим задачу и дадим полезные рекомендации по устройству одноконтурных систем:

1. Максимальное число нагревательных приборов на одной петле закрытой «ленинградки» – 5 шт. Чтобы доставить к батареям нужный объем теплоносителя, хватит трубы Ø25 мм (Ду20). Подводки делаем из патрубков Ø16 мм.
2. Если в силу объективных причин количество радиаторов на 1 кольце закрытой системы необходимо увеличить, сечение магистрали наращивается до диаметра 32 мм (Ду25), подводки – до 20 мм. Ставить на один трубопровод более 7 батарей экономически нецелесообразно, дешевле проложить 2 меньших линии.

Важное уточнение. При сборке домовой сети теплоснабжения часто используются полипропиленовые трубы PN 22—28, армированные стекловолокном, алюминиевой фольгой или базальтовым волокном. В сортаменте ППР-труб STABI отсутствует типоразмер 16 мм, минимальный внешний диаметр составляет 20 мм. Соответственно, радиаторные подводки делаются сечением 20 х 2.8 мм.

Перечисленные рекомендации помогут правильно организовать отопление, если применять однотрубные разводки с умом. Разбор распространенных ошибок и вопросов касательно монтажа «ленинградки» смотрите в очередном видео:

Напоследок о сфере применения

Чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации, используйте однотрубные сети отопления в подходящих условиях:

1. «Ленинградка» хорошо работает в одноэтажных дачах и небольших домиках площадью до 150 м². Если квадратура не превышает 70 м², достаточно одного общего кольца для всех батарей, в противном случае система делится на 2 контура либо прокладывается трубопровод большего сечения.
2. В 2-этажном здании можно собрать гравитационную однотрубную схему открытого типа либо закрытый вариант с нижней разводкой – на выбор. В случае перебоев с электроснабжением предпочтительнее организовать самотек и поставить циркуляционный насос на байпасе.
3. Самотек с разгонным коллектором, применяемый в одноэтажных постройках, отличается инерционностью. Радиаторы прогреваются медленно, вода сильно остывает из-за малой скорости течения, котел работает в экстремальном режиме. Эту схему лучше не использовать вовсе, она морально устарела и без насоса нормально работать не будет.

Совет. Не стоит монтировать однотрубную разводку в жилых домах большой площади и сложной конфигурации с разносторонним и многоуровневым расположением комнат.

Мастера, доказывающие незаменимость однотрубных систем отопления, часто ссылаются на многоэтажные дома советской постройки, мол, там по 20 батарей на стояке работает. Но забывают упомянуть о давлении и производительности насосов централизованной сети, недостижимой в частных домах. Не слушайте горе-специалистов и применяйте оптимальные варианты систем – двухтрубную, коллекторную либо попутную.

Однотрубная система отопления

Однотрубная система отопления в домах частного плана пользуется в последнее время все большей популярностью. Отчасти это имеет место, потому что в частных домах такая система является фактически единственным вариантом для организации отопительной системы. Главными достоинствами однотрубной системы отопления являются ее несложное устройство, простота установки, надежность, эффективность, а также приемлемая цена. Еще одним плюсом является то, что коммуникации можно спрятать под напольным покрытием. Однотрубная и двухтрубная система отопления имеют свои преимущества и недостатки, рассмотрим, чем отличается однотрубная система.

Устройство однотрубной отопительной системы

1. Главное устройство такой системы, как одноконтурная система отопления, – это котел. Чаще всего топливом для котла является газ, но иногда может применяться и топливо твердых сортов. Такой вариант лучше всего подходит для таких домов, где централизованная газовая система отсутствует.
2. Элементами для отопления служат радиаторы. Если раньше в домах были установлены радиаторы из такого материала, как чугун, то сейчас большей популярностью пользуются биметаллические батареи. Чугунные радиаторы имеют несколько больших недостатков. В первую очередь, они не всегда соответствуют всем требованиям технического характера, а во-вторых, обогрев помещения проходит не на самом высоком уровне. Биметаллические радиаторы выглядят более эстетично и лучше обогревают помещение.

Расширительный бак является еще одним важным компонентом такой схемы, как одноконтурная система отопления. Такой элемент необходим для стабилизации давления, а также следит за степенью его расширения. Расширительный бак необходим для того чтобы во время нагревания теплоносителя лишняя влага вытеснялась в него, и, таким образом, исключалась проблема слишком большого нагрева теплоносителя. Теплоносителем может служить не только антифриз, но также и обычная вода, которая течет из крана.

Технические характеристики однотрубного отопления

Однотрубная схема отопления домов является магистралью, к которой подключены радиаторы в последовательном порядке. Теплоноситель проходит по всем нагревательным компонентам. Теплообменный цикл заканчивается тогда, когда теплоноситель доходит до последнего радиатора.

Этот нюанс является самым большим недостатком подобной отопительной системы, однако ему есть альтернативное решение. Чтобы этот нюанс не имел негативных последствий, нужно в помещении устанавливать как можно больше батарей или устанавливать на них специальные краны. Такой метод позволит сбалансировать всю систему, то есть, будет осуществлена правильная регулировка однотрубной системы отопления.

Схема устройства однотрубной отопительной системы

Варианты отопительной системы могут различаться в зависимости от того, какой является площадь здания. Если здание имеет площадь не более чем 100-150 кв.м, то будет достаточной установка такой системы, где циркуляция теплоносителя имеет место естественным образом. Однотрубное отопление будет сбалансированным благодаря тому, что на разных участках теплоноситель будет иметь разную плотность.

В случае, когда площадь дома несколько больше, то эффективней будет работать схема с циркуляцией принудительного характера. Такую циркуляцию можно организовать посредством мощного водяного насоса.

Однотрубная система отопления не предполагает обратных стояков. Монтаж однотрубной системы отопления должен предусматривать расположение трубопровода в верхней части дома. Монтаж такой системы не представляет ничего сложного, а также для ее организации не нужно большое количество труб.

Однотрубная система отопления популярна тем, что она характеризуется эстетичностью.

Существует несколько основных вариантов организации однотрубной отопительной системы, которые вы можете посмотреть на фото.

Первый вариант связан с использованием системы стояков проточного характера. Второй вариант предполагает применение завершающих участков на батарее. Главное отличие состоит в том, что во втором случае перед радиатором ставятся еще и байпасы.

Если схема стояков проточная, то нет стояка подачи. Здесь радиаторы соединяются сверху вниз. И вода в них идет тоже с верхних в нижние. По логике вещей – в нижних радиаторах вода будет более холодной температуры. Поэтому на верхних этажах можно поставить меньше радиаторов, чем на нижних. Такой проект однотрубной системы отопления должен учитывать еще один нюанс – на радиаторы не ставят клапаны и краны. Если перекрыть кран на радиатора отдача тепла понизится и обогревание дома уменьшится. Кроме этого, регулирование температуры в разных помещениях невозможно.

Второй вариант такой системы, как однотрубное отопление из полипропилена, предусматривает замыкающиеся участки на радиаторах – байпасы. Здесь вода равномерно попадает из стояка в верхние и нижние радиаторы. Сама вода будет остывать медленнее, поэтому на разных этажах температура будет почти одинаковой. Так, данная система – это несколько усовершенствованный вариант.

Чтобы вмонтировать байпасы, используются трубы меньшего диаметра, чем для подсоединения к радиаторам. Если же трубы будут одинакового диаметра, то циркуляция воды в трубах будет нарушена. Чтобы сбалансировать систему с одинаковыми трубами, применяют специальные краны. Обычно их ставится 2 – на трубе, подающей носитель тепла, и на байпасе. Так, будет производиться регулирование потока воды в радиатор.

Монтаж отопления с однотрубной системой

Важный этап монтажа – это гидравлический расчет однотрубной системы отопления. В процессе расчета определяются диаметры труб на разных участках. Также производится расчет горизонтальной однотрубной системы отопления и вертикальной с учетом всех потерь давления на участках системы. Делается увязка параллельных приборных и других веток системы. Также осуществляется расчет однотрубной системы отопления потерь давления и расход носителя тепла.

Чтобы установить однотрубные системы водяного отопления, стоит начать с установки котла. Он должен размещаться на глубине, но не в подвале. Обычно делается углубление в полу. После котла при установке такой системы, как однотрубное отопление с нижней разводкой или верхней, делается дымоход. Соединяется с котлом дымоход гофрометаллической трубой. Обязательно следует правильно выбрать диаметр. Теперь основная труба подсоединяется к котлу для магистрали, диаметр ее равен порядка 25 миллиметра.

Обязательно следует помнить, что горизонтальная однотрубная система отопления или вертикальная подразумевает монтаж к котлу только металлических труб, так как другие материалы не способны будут выдержать высокую температуру нагревания. По этой причине и переходники здесь нецелесообразны.

Мембранный бак нужно ставить на высоте около 3-х метров. То есть, это – самая высокая точка в такой схеме, как вертикальная однотрубная система отопления или горизонтальная.

Теперь делается установка труб и радиаторов. На этом же этапе ставятся и клапаны Маевского, а также краны. Радиаторы обычно ставят под окнами. Но между подоконником и батареей обязательно должно быть еще пространство. Трубы лучше делать без изгибов, так как вода может циркулировать не так легко.

Конечно же, при монтаже такой схемы, как однотрубная нижняя разводка системы отопления или нижняя, нужно смонтировать узел, который будет служить для наполнения водой системы, а также через него можно будет слить воду.

Видео по установке однотрубной системы отопления можно посмотреть ниже. После того, как система готова – обязательно проверьте котел на исправность, лучше всего – в присутствии специалиста. Несмотря на некоторые недостатки однотрубной системы отопления, она широко применима в настоящее время.

Источник https://otivent.com/odnotrubnaya-sistema-vodyanogo-otopleniya

Источник https://otoplenie-doma.org/odnotrubnaya-sistema-otopleniya.html

Источник

Источник