Однотрубная система радиаторного отопления. Схемы. Устройство. Монтаж

Простота сборки, эффективность работы – основные показатели, которыми обладает открытая система отопления. Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки схемы. Хозяину пригодится обзор основных и вспомогательных элементов конструкции для обеспечения бесперебойной и длительной эксплуатации.

Однотрубные системы

В однотрубных системах отопления теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам.

Создавая отопление частного дома своими руками, проще всего обустроить однотрубную систему отопления. Она обладает множеством преимуществ, например, экономичностью использования материалов. Здесь мы можем неплохо сэкономить на трубах и добиться доставки тепла в каждое помещение. Однотрубная система отопления предусматривает последовательную доставку теплоносителя в каждую батарею. То есть теплоноситель покидает котел, заходит в одну батарею, потом в другую, потом в третью, и так далее.

Что происходит в последней батарее? Достигнув конца отопительной системы, теплоноситель разворачивается и отправляется обратно в котел по цельной трубе. В чем заключаются основные преимущества подобной схемы?

  • Легкость в монтаже – нужно последовательно провести теплоноситель по батареям и вернуть его обратно.
  • Минимальный расход материалов – это самая простая и дешевая схема.
  • Низкое расположение труб отопления – их можно смонтировать по уровню пола или вовсе опустить под полы (это можно увеличить гидравлическое сопротивление и потребовать применения циркуляционного насоса).

Присутствуют и некоторые недостатки, с которыми приходится мириться:

  • ограниченная длина горизонтального участка – не более 30 метров;
  • чем дальше от котла, тем холоднее радиаторы.

Впрочем, есть некоторые технические ухищрения, которые позволяют нивелировать эти недостатки. Например, с длиной горизонтальных участков можно справиться установкой циркуляционного насоса. Он же поможет сделать последние радиаторы более теплыми. Компенсировать падение температуры помогут и перемычки-байпасы на каждом из радиаторов. Давайте теперь обсудим отдельные разновидности однотрубных систем.

Особенности принудительной циркуляции

Создание в системе отопления повышенного давления вызывает необходимость превратить ее из открытой в закрытую — в противном случае весь теплоноситель попросту выплеснется.

Но и просто закупорить ее, сделав объем фиксированным, нельзя: расширяющаяся при нагреве среда разорвет трубы или приборы.

Выход состоит в применении особого герметичного расширительного бачка для системы отопления закрытого типа, разделенного на две части эластичной мембраной.

Одной частью бачок подключается к отопительному контуру, во вторую — закачивается воздух. Растягиваясь, мембрана компенсирует изменение объема теплоносителя, при этом давление воздуха во второй части бачка не дает ее разорвать.

Особенности принудительной циркуляции

Такие же мембранные баки выпускаются и для питьевых водопроводов, только стоят они дороже — из-за применения пищевых материалов. Чтобы покупатели не путались, у производителей принято отопительные баки окрашивать в красный, а водопроводные — в синий цвет.

Для чего же, собственно, нужно ускорять теплоноситель? Вот какие выгоды дает такое усовершенствование:

  1. Рабочая среда после обхода контура не успевает сильно остыть, поэтому котел работает в щадящем режиме.
  2. Отпадает необходимость сильно греть теплоноситель, следовательно, систему можно эксплуатировать в низкотемпературном режиме (актуально для межсезонья).
  3. Можно уменьшить диаметр труб — возросшее гидравлическое сопротивление насос преодолеет с легкостью.
  4. Уменьшая диаметр труб, мы уменьшаем требуемый объем теплоносителя, а соответственно и расширительного бака (обычно 10% от объема теплоносителя).
  5. Сокращая объем теплоносителя и ускоряя его движение по трубам, мы уменьшаем тепловую инерционность системы, вследствие чего она становится более экономичной.
  6. Отопительный контур может теперь иметь любую длину — нужно только установить насос с достаточной мощностью.

Переход к закрытой системе также дает несколько улучшений:

  1. Теплоноситель не испаряется (особенно важно, если используется подготовленная вода, подвергнутая обессоливанию).
  2. Нет испарения — нет и теплопотерь.
  3. Теплоноситель не насыщается воздухом, следовательно, и воздушные пробки появляться не будут.

Система отопления с расширительным баком и циркуляционным насосом

Как видно, достоинств у принудительной циркуляции предостаточно. Единственный недостаток — энергозависимость (насос нуждается в электроснабжении).

Особенности принудительной циркуляции

В регионах, где электросеть работает с частыми перебоями, рекомендуется устраивать систему отопления в расчете на естественную циркуляцию:

  • применять трубы большого диаметра;
  • укладывать их с как можно большим уклоном;
  • разбивать систему на контуры, длина которых не превышает 30 м;
  • устанавливать сразу за котлом разгонный коллектор (вертикальный участок трубопровода).
Читайте также:  Общедомовой счетчик тепла — познаем в общих чертах

В таком случае система при отключении электричества сохранит частичную работоспособность.

Схемы разводки открытой системы

Различается схема разводки с насосом и самотечная. Выбор определяется с учетом следующих нюансов:

  1. Общая площадь жилых и нежилых помещений, которые нужно отапливать. Если показатель больше 50-60 м2, то без принудительной циркуляции не обойтись.
  2. Количество этажей в доме, высота потолков. Для самотечной схемы важный элемент – наличие разгонного стояка, без него в системе появляется воздух, поэтому при низких потолках и высоте дома более 2-х этажей следует монтировать циркуляционный насос.
  3. Расчет теплового режима работы. При низкотемпературном режиме следует отдать предпочтение принудительной циркуляции теплоносителя, так как малое расширение воды не обеспечит необходимого давления в теплосистеме.

Далее определяется схема, которая может быть одно-, двухтрубной. Рассмотрим обе схемы подробно:

Схемы разводки открытой системы
  • Однотрубная открытая система отопления с принудительной циркуляцией – это схема, которая предусматривает наличие одного трубопровода, выходящего и входящего в котел. Приборы подключаются последовательно, материалов уходит немного. Минус – снижение температуры носителя, то есть до крайнего радиатора в схеме вода будет доходить уже холодной. Выход – обустройство однотрубной системы в домах с небольшой площадью, до 50-60 м2.
  • Двухтрубная схема потребует большего расхода материалов, так как от котла отходят две магистрали – 1 на подачу теплоносителя, 2 на возврат. Расходы оправданы подачей теплоносителя нужной температуры к каждому радиатору, возможностью регулировать интенсивность нагрева батарей и проведением ремонта без отключения всей тепловой системы.

Коллекторная разводка считается сложной в монтаже, но применяется довольно часто. Выглядит конструкция как подача тепла и отвод обратки для каждого радиатора или группы батарей. Схема пригодится при формировании системы отопления в доме с большим количеством батарей, необходимости подвести обогрев к отдаленным помещениям (флигелю, крылу дома). Минусы – большой расход материалов, а также значительные затраты на энергию, поэтому в открытых системах коллекторная разводка практически не применяется.

Выбор циркуляционного насоса для отопительной системы

Для того чтобы подобрать циркуляционный насос для отопительной системы, необходимо произвести соответствующие расчеты. Обратите внимание на то, что в течение часа данным элементом будет прогоняться в три раза больше воды, чем составляет ее общий объем в системе. Таким образом, общий объем подходящего количества жидкости в среднем 10 литров на 1 киловатт мощности отопительного котла. Требуемую модель насоса для отопительной системы и его мощности определяют по напорно-расходным параметрам. Напор должен равняться гидравлическому сопротивлению отопительной системы.

Циркуляционный насос

Выбор циркуляционного насоса для отопительной системы

Обычно скорость напора жидкости в системах с принудительной циркуляции довольно низкая, что дает право судить о низких потерях гидравлического сопротивления, которые обычно не превышают 2 метров. Точное сопротивление рассчитать довольно непросто, поэтому производительность циркуляционного насоса определяется по средней точке. Для того чтобы рассчитать производительность учитываются также размеры площади объекта отопления и мощность, которой обладает источник электроэнергии. Следует помнить, что насос необходим только в системе с принудительной циркуляции, система с естественной циркуляцией в нем не нуждается.

Система отопления с принудительной циркуляцией

Циркуляционный насос Elite Type: TRS25/4. 230-50Hz, 2 uF. IP54, max: 10 bar.

Система отопления с принудительной циркуляцией – отопительная система, в которой циркуляция теплоносителя осуществляется при помощи циркуляционного насоса.

Система отопления с принудительной циркуляцией пришла на смену системе с естественной циркуляцией, которая имеет ряд недостатков, таких как:

Система отопления с принудительной циркуляцией
  1. Необходимость использования труб большого диаметра на подаче и обратке, что приводит к увеличению общего объема теплоносителя, который требуется нагреть. Это в свою очередь, приводит к более высокому расходу топлива;
  2. Сложность ее использования в больших частных домах (более 150 м²). Если система будет слишком протяженная, теплоноситель просто не сможет попасть в отдаленные радиаторы;
  3. Подающий трубопровод, как правило, размещается под потолком, что явно не придает помещению эстетичности;
  4. Сложность монтажа всей системы. Подающий и обратный трубопровод должны быть установлены под небольшим углом (около 10 мм на 1 м трубопровода), чтобы теплоноситель, под действием гравитационных сил, самостоятельно стекал по трубам. При этом подача и обратка должны быть состыкованы с приборами отопления и котлом с сохранением всех необходимых уклонов. Все это делает монтажные работы весьма сложным и трудоемким процессом, перед выполнением которого требуется провести тщательные расчеты и замеры.
Читайте также:  Какой выбрать теплый пол под ламинат на бетонное основание

Примечание! Основным различием между естественной и принудительной системами отопления заключается в способе движения теплоносителя по отопительному контуру, т.е. в присутствии или отсутствии циркуляционного насоса.

Система отопления с принудительной циркуляцией лишена всех вышеперечисленных недостатков и применяется как в однотрубных, так и в двухтрубных схемах.

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией.

Преимущества принудительной циркуляции

  • Экономичность. Используются трубы меньшего диаметра, как правило, 25 или 32 мм. Их применение снижает стоимость всей системы. Помимо этого, для заполнения системы с такими трубами требуется меньшее количество теплоносителя, для нагрева которого необходимо затратить меньше топлива. Все это снижает расходы на отопление в отопительный сезон;
  • Комфорт. Система позволяет оборудовать радиаторы терморегулирующей арматурой, которая способна с низкой погрешностью поддерживать заданную температуру в каждом отдельном помещении. Помимо увеличения комфорта, терморегулирующая арматура позволяет экономить до 20% тепловой энергии, т.к. помещение не перегревается;
  • Простота монтажа. Нет надобности в сохранении уклонов на подающей и обратной магистрали.
Система отопления с принудительной циркуляцией

Благодаря своим очевидным преимуществам в настоящий момент в частных домах наиболее распространена именно система отопления с принудительной циркуляцией.

Популярным вариантом для небольших частных домов площадью до 150 м², где в качестве источника тепла выступает твердотопливный дровяной котел, является объединение двух систем (принудительной и естественной) в одной.

Такая «объединенная» система отопления полностью энергонезависима и даже при выключении циркуляционного насоса, движение теплоносителя продолжится естественным/гравитационным путем, который будет обеспечиваться разной плотностью нагретого и охлажденного теплоносителя, необходимыми уклонами и увеличенным диаметром (DN 40 и более) подающего и обратного трубопровода.

Циркуляционный насос в котельной частного дома.

Энергонезависимость

Основным недостатком систем отопления с принудительной циркуляцией является зависимость циркуляционного насоса от электроэнергии.

Система отопления с принудительной циркуляцией

Для решения этой проблемы часто применяются источники бесперебойного питания, которые в случае отключения центрального электроснабжения, могут в течении определенного количества времени (зависит от количества установленных аккумуляторов) поддерживать работу отопительной системы.

К тому же, для обеспечения автономности отопительной системы распространенным вариантом являются бензиновые и дизель генераторы. По сравнению с ИБП (стоимость которых, без аккумуляторов, начинается от 10-15 тыс/руб), генераторы это относительно недорогое решение.

Видео

Выбор отопительных устройств

При выборе котла для водяного отопления следует ориентировать на его мощность, особенности монтажа, геометрические параметры и вид используемого топлива. Наиболее практичными считаются газовые модели, которые в случае необходимости может заменить твердотопливный или электрический аналог. Затраты на эксплуатацию котла, работающего на твердом топливе, намного ниже электрической модели. Последние станут оптимальным вариантом для небольшого частного дома.

При выборе отопительного устройства следует учитывать, как установить котел отопления в частном доме. Отсутствие отдельного помещения значительно сужает перечень подходящей модели.

Выбор отопительных устройств

Отопительные устройства зависят от площади отапливаемого помещения

Монтаж системы отопления

Обустройство эффективно работающего автономного отопления – непростая задача. Можно, конечно, обратиться за помощью к специалистам, которые смонтируют трубную разводку, подключат к ней радиаторы и установят обогревательный котел. Однако монтаж отопления своими руками доступен домашним мастерам.

Пошаговая инструкция устройства отопления, как правильно сделать монтаж:

  1. Установка нагревательного котла. Для него выбирается наиболее удобное место, упрощающее прокладку трубопровода и подключения к источнику топлива.
  2. Монтаж радиаторов отопления. Обычно батареи устанавливают под оконными проемами, что положительно влияет на воздухообмен в помещении. Расстояние от подоконника до радиатора составляет 100 мм, от пола – 60 мм.
  3. Устройство трубной разводки. Трубы с фитингами прокладывают закрытым (в конструкции пола) или открытым способом, поверх финишного напольного покрытия.

Трубы подключаются к радиаторам отопления, устанавливается запорная арматура, монтируются расширительные баки, циркуляционный насос, автоматические приборы безопасности и другое оборудование.

Виды однотрубной системы отопления

Допускаются различные схемы отопительных систем с предусмотренной принудительной циркуляцией.

Вертикальная. Такая схема однотрубной системы применяется для отопления многоэтажного дома. Если в частном доме расширитель устанавливается на чердачном помещении, при устройстве отопления многоэтажного дома необходимо прибегнуть к монтажу специальных перемычек на каждом этаже. Также можно увеличить количество радиаторов для нижних этажей, но такое мероприятие потребует дополнительных затрат.

Полезный совет! Вертикальный стояк многоэтажного дома исключает возможность присоединения более 10 радиаторов. В противном случае распределение температур будет крайне неравномерным: на верхнем этаже температура батарей будет превышать 100 градусов, а на нижнем едва достигнет 45 градусов.

Читайте также:  Двухтрубная система отопления: схемы, преимущества и недостатки

В многоквартирных домах общий стояк («до квартиры») обычно осуществляется с помощью двухтрубной системы. На каждом этаже монтируется самостоятельная однотрубная разводка.

Горизонтальная проточная (с нижней разводкой). Самая простая схема, применяющаяся в небольших частных постройках. При этом устройстве горячая вода поступает в главную магистраль, а затем распределяется между остальными горизонтальными стояками.

Виды однотрубной системы отопления

В горизонтальной системе с замыкающими участками возможна установка кранов для регулировки температуры

Использование этой схемы не подразумевает регулировку температур в элементах цепи с помощью кранов.

Горизонтальная с замыкающими участками. Такой тип подключения также известен под названием «ленинградка». Это наиболее распространенная однотрубная система отопления частного дома, площадь которого не превышает 200 кв. м. Между входящими в радиатор и выходящими из него участками трубы монтируется дополнительный сегмент — байпас. Его диаметр должен отличаться от диаметра труб в основной сети на 1 размер.

Баланс температуры в системе типа «ленинградка» достигается за счет того, что часть горячего потока попадает в радиатор, а часть проходит по магистрали без задержки. На байпасах можно устанавливать регулирующие краны, позволяющие включать или отключать отдельные элементы. Эта же схема может обеспечить эффективный обогрев частного многоэтажного строения.

Что еще можно сделать

Даже после того, как все щели закрыли, можно сделать еще кое-что.

Установить термостаты. Это приборы, которые подключаются к радиаторам отопления и регулируют подачу теплоносителя в зависимости от температуры в комнате. Для этого на термостате есть датчик температуры помещения и регулировка желаемой температуры. Вы сможете установить в разных помещениях разную температуру и сэкономить на отоплении.

Пока комната холодная, термостат открывает подачу теплоносителя. Чем холоднее, тем интенсивнее к радиатору подается тепло и тем быстрее он нагревает помещение. По мере нагрева термостат снижает интенсивность. Когда комната нагреется до установленной температуры, термостат перекроет подачу теплоносителя или снизит ее до минимума — так не придется платить лишнего за отопление.

При установке термостатов есть одна тонкость. Если установить термостаты на все радиаторы в доме, тогда в какой-то момент в теплое время года все термостаты могут перекрыть подачу тепла в радиаторы, то есть циркуляция тепла во всем доме остановится. При этом, если насос постоянно перекачивает теплоноситель от котла, он через некоторое время выйдет из строя. Чтобы не допустить ситуации, когда насос не может перекачивать тепло, минимум на один радиатор термостат не устанавливают. На этом радиаторе мощность устанавливают на максимум и не выключают. Тогда даже если все термостаты в теплое время перекроют подачу теплоносителя, насос сможет прокачивать тепло через оставшийся открытый радиатор.

Перевести окна в зимний режим. Фурнитура современных пластиковых окон позволяет не только отрегулировать створку окна по горизонтали и вертикали, но и настроить плотность примыкания окна к раме. В зимнем режиме окно прилегает к раме плотнее, а в летнем режиме остается небольшой зазор.

Режим окна меняют, чтобы дать уплотнителю и фурнитуре «отдохнуть». В зимнем режиме он сжимается плотнее, обеспечивая лучшую герметичность и защищая от мороза. Поэтому с наступлением весны окна переводят в летний режим, уменьшая степень прижима створки к раме — так уплотнитель дольше сохранит свои изоляционные свойства, а фурнитура не износится из-за повышенной нагрузки. А перед наступлением морозов — обратно в зимний, чтобы внутри дома было теплее.

Если не перевести окна в зимний режим, то зимой будет холодно, а если после зимы не перевести в летний, уплотнитель быстрее износится и окна будут хуже удерживать тепло.

Принцип работы

Однотрубная магистраль отопления не разделяется на подающий и обратный трубопровод. Теплоноситель движется по замкнутому кольцу: он выходит из котла и возвращается по одной трубе. В такой схеме радиаторы и приборы имеют последовательное расположение.

Принцип работы

В каждый функциональный элемент жидкость поступает по очереди. Такой способ движения теплоносителя становится причиной постепенного снижения температуры во время его поочередного движения по батареям системы — следующий прибор отопления всегда чуть холоднее предыдущего, а последний – самый холодный.

Цикл и виды

В рассматриваемой нами схеме оба стояка – подача и обратка – располагаются в подвале, цоколе. Подача подсоединена к главной линии снизу. В многоэтажном здании прямой стояк перемещает теплоноситель поочередно на каждый этаж, где он распределяется последовательно по радиаторам и отдает тепло. Завершается такой цикл возвращением (опусканием) остывшей жидкости в котел. Нагрев батареи можно регулировать терморегулятором.

Принцип работы