Однотрубная система отопления частного дома

Сильные и слабые стороны систем с одной трубой

Популярность однотрубного отопления в частном строительстве объясняется достаточно невысокой стоимости конструкции и возможностью самостоятельно осуществить монтажные работы. Это дает возможность сэкономить на привлечении специалистов.

Среди других преимуществ однотрубных систем необходимо выделить следующее:

1. Высокий уровень гидравлической устойчивости. Если отключить часть контуров, это никак не скажется на теплоотдаче остальных элементов системы. Это же самое касается замены батарей или наращивания числа их секций.
2. Небольшой расход труб для организации магистральной линии.
3. Небольшая инерционность. Чтобы разогреть систему, требуется на порядок меньше теплоносителя, чем в схемах с двумя трубами.
4. Внешняя эстетичность. Монтаж однотрубной системы обычно не влияет на красоту интерьера помещения, особенно при использовании скрытой прокладки магистральной трубы.
5. Благодаря использованию инновационной запорной арматуры (автоматических и ручных терморегуляторов) достигается возможность точной настройки режимов работы обогревающего контура и входящих в его состав приборов.
6. Простота и надежность конструкции, что дает возможность установить однотрубную систему отопления своими силами. Это же касается и обслуживание отопления в процессе эксплуатации.

Организовывая подключение устройств управления и контроля системы отопления, можно добиться функционирования его в автоматическом режиме. Допускается также интеграция в систему «Умный дом»: как результат, появляется возможность программировать оптимальные режимы обогрева, учитывая время суток, сезон и т.п.

Главный недостаток однотрубной схемы отопления – наличие дисбаланса между нагревом радиаторов, в зависимости от их удаленности от котла. Это объясняется постепенным охлаждением теплоносителя во время его циркуляции по трубам. Как результат, ближайшие по линии следования теплоносителя батареи оказываются более нагретыми, чем расположенные в удалении. В таких случаях лучше применять приборы чугунного типа, для которых характерно медленное остывание.

Подключение отопительных приборов

Вначале — пара общих правил, относящихся к системам отопления многоквартирных домов.

1. Если на подводках к радиатору стоят отсекающие краны, дроссели или термоголовки, между подводками обязательно должна стоять перемычка. Иначе запорно-регулирующая арматура будет препятствовать нормальной циркуляции теплоносителя в стояке;

Перемычка на подводке к радиатору.

1. Если вы живете не на верхнем этаже, радиатор категорически нельзя подключать между стояками обратки и подачи. У вас будет тепло, а вот соседи сверху начнут замерзать. После жалобы в жилищную организацию и составления акта о самовольной переделке инженерных коммуникаций общего пользования вы будете вынуждены восстановить первоначальную схему врезки за свой счет.

Теперь — о расположении подводок относительно секционного радиатора.

Принцип работы батареи водяного отопления таков: теплоноситель циркулирует через горизонтальные коллекторы относительно большого сечения и соединяющие их тонкие вертикальные каналы в секциях. Благодаря разнице в проходимости коллекторов и каналов обеспечивается равномерный нагрев первых и последних секций.

Традиционное боковое одностороннее подключение остается эффективным, пока количество секций не превышает 8 — 10 штук. Если их больше, суммарное внутреннее сечение вертикальных каналов оказывается больше сечения коллекторов. Теплоноситель движется лишь через ближние к подводке каналы, и последние секции остывают.

Боковое одностороннее подключение алюминиевого радиатора.

Решить проблему неравномерного нагрева поможет простая инструкция: подключите батарею диагонально. В этом случае она будет равномерно прогрета по всей длине, независимо от размеров прибора.

Диагональная схема подключения.

Альтернативное решение — нижнее подключение. Оно несколько уменьшит теплоотдачу: основной объем воды будет циркулировать по нижнему коллектору, а верх секций станет прогреваться в основном за счет теплопроводности металла и теплоносителя.

Зато батарея сможет работать даже будучи завоздушенной: препятствующая циркуляции пробка будет вытеснена в верхний коллектор и не помешает движению воды по нижнему.

Нижнее двухстороннее подключение.

Принудительная циркуляция

Нейтрализация практически всех перечисленных недостатков достигается введением в состав системы циркуляционного насоса. В результате теплоноситель получает дополнительный импульс, благодаря которому эффективно преодолевает гидравлическое сопротивление трубопровода. Однотрубная разводка системы отопления в настоящее время является наиболее популярным решением в частных домах.

Местом установки помпы может выступать любой участок магистрали. Однако следует иметь в виду, что при воздействии горячей воды на резиновые элементы (прокладки), срок службы насоса заметно снижается. Поэтому прибор стараются устанавливать на обратной трубе, т.к. теплоноситель там не такой горячий. Перед помпой обязательно врезается фильтр грубой очистки, во избежание попадания внутрь механизма различных загрязнений. При подключении всех приборов и устройств рекомендуется использовать запорную арматуру и байпасы. Это заметно упростит ремонтные и обслуживающие мероприятия на отдельных узлах: в таком случае нет нужды в остановке всей системы и полного сливания теплоносителя.

Сильные стороны отопительных контуров с принудительной циркуляцией:

• Возможность использования более сложных разветвленных схем, приводящих к увеличению общей длины контуров.
• Можно не увеличивать диаметр труб. Благодаря помпе внутри системы создается достаточное для движения и равномерного распределения жидкости давление.
• Циркуляция имеет стабильную скорость. На этот показатель не влияет уровень нагревания теплоносителя и установка разгонного коллектора.
• Нет необходимости в организации углов наклона на горизонтальных участках трубопровода, т.к. для стимуляции движения теплоносителя используют насос.
• Появляется возможность врезки регулирующих приборов на всех батареях, что обеспечивает поддержание оптимального уровня обогрева, снижая энергозатраты и расходы на отопление.

Имеются также недостатки:

• Нужда в наличии электрического питания.
• Шум от работающей помпы.
• Необходимость дополнительных капиталовложений (если сравнивать с гравитационной схемой).

Нейтрализация их обычно не вызывает сложностей. Для поддержания стабильного энергообеспечения проводится установка автономного электрогенератора. Очень хорошо зарекомендовали себя системы, предусматривающие возможность перехода на режим с естественной циркуляцией. Чтобы снизить шум от работающего насоса, его обычно устанавливают в нежилом помещении.

Классификация однотрубных систем отопления

В данном виде отопления отсутствуют разделения на обратные и подающие трубопроводы, поскольку теплоноситель после выхода из котла идет по одному кольцу, после чего опять возвращается в котел. Радиаторы в данном случае имеют последовательное расположение. В каждый из этих радиаторов теплоноситель попадает по очереди. сначала в первый, потом во второй и так далее. Однако температура теплоносителя будет снижаться, и последний в системе отопительный прибор будет иметь температуру ниже первого.

Классификация однотрубных систем отопления выглядит так, каждый из видов при этом имеет свои собственные схемы:

• закрытые системы отопления. которые не сообщаются с воздухом. Отличаются избыточным давлением, воздух можно сбросить только вручную посредством специальных вентилей или же автоматических воздушных клапанов. Подобные системы отопления могут работать с циркулярными насосами. Такое отопление также может иметь нижнюю разводку и соответствующую схему;
• открытые системы отопления. которые сообщаются с атмосферой при помощи расширительного бака для сбрасывания лишнего воздуха. В данном случае кольцо с теплоносителем следует размещать выше уровня приборов отопления, в противном же случае в них будет собираться воздух и циркуляция воды будет нарушена;
• горизонтальные – в таких системах трубы теплоносителя размещены горизонтально. Это отлично подходит для частных одноэтажных домой или же квартир, где есть автономная система отопления. Однотрубный вид отопления с нижней разводкой и соответствующая схема – лучший вариант;
• вертикальные – трубы теплоносителя в данном случае размещены в вертикальной плоскости. Такая система отопления лучше всего подходит для частных жилых домов, состоящих из двух-четырех этажей.

Нижняя и горизонтальная разводка системы и ее схемы

Циркуляция теплоносителя в горизонтальной схеме прокладки труб обеспечивается при помощи насоса. А подающие трубы размещены над полом или под ним. Горизонтальная магистраль с нижней разводкой должна быть проложена с небольшим уклоном от котла, радиаторы же нужно ставить все на одном уровне.

В домах, где два этажа, подобная схема разводки имеет два стояка — подающий и обратный, вертикальная же схема допускает их большее количество. Во время принудительной циркуляции теплоагента с применением насоса температура в помещении повышается намного быстрее. Поэтому чтобы установить такую систему отопления нужно использовать трубы с меньшим диаметром, нежели в случаях естественного движения теплоносителя.

Циркуляционный насос следует устанавливать всегда в конце обратной части трубопровода независимо от того, какую вы выбрали схему системы отопления. Дело состоит в том, что максимальная температура рабочей жидкости в насосе должна составлять 60 градусов. Если разводка вертикальная в двухэтажном строении, систему нужно оснащать стояком, посредством которого теплоноситель будет подниматься на второй этаж. Стояк должен врезаться до первого радиатора нижнего этажа, если это позволит сделать планировка дома.

На трубах, которые входят в этажи, нужно ставить вентили, которые будут регулировать подачу горячей воды на каждый этаж.

Рассмотрим некоторые схемы разводки для однотрубной системы отопления:

• схема с вертикальной подачей – может иметь естественную или принудительную циркуляцию. При отсутствии насоса теплоноситель циркулирует посредством смены плотности во время остывания при теплообмене. От котла вода поднимается в магистраль верхних этажей, затем по стоякам распределяется по радиаторам и остывает в них, после чего опять возвращается в котел;
• схема однотрубной вертикальной системы с нижней разводкой. В схеме с нижней разводкой возвратная и подающая магистрали идут ниже приборов отопления, а трубопровод проложен в подвале. Теплоноситель подается по стоку, проходит через радиатор и возвращается вниз в подвал через опускной стояк. При данном методе разводки теплопотерь будет значительно меньше, чем тогда, когда трубы находятся на чердаке. Да и обслуживать систему отопления с данной схемой разводки будет очень просто;
• схема однотрубной системы с верхней разводкой. Подающий трубопровод в данной схеме разводки расположен над радиаторами. Подающая магистраль проходит под потолком или через чердак. Через эту магистраль стояки идут вниз и к ним по одному крепятся радиаторы. Обратная магистраль идет или по полу, или под ним или через подвал. Такая схема разводки подойдет в случае естественной циркуляции теплоносителя.

Помните, что если вы не хотите поднимать порог дверей с целью прокладки подающей трубы, вы можете плавно ее понизить под дверью на маленьком кусочке земли с выдерживанием общего уклона.

Виды водяных систем отопления в частном доме

Существует несколько видов водяного отопления для частных домов. Здесь мы подразумеваем стандартные системы обогрева с помощью радиаторов, теплые полы и плинтусное отопление. Отдельные виды могут совмещаться друг с другом, что позволяет достичь эффективного обогрева. Например, в спальнях и гостиных монтируются обычные радиаторы, а в ванных комнатах и туалетах нередко прокладываются теплые полы – отличное решение для тех, кто не выносит холода и не любит холодный кафель. Давайте разберемся в отдельных видах отопления и в их преимуществах.

Радиаторные

Радиаторные системы отопления являются неустаревающей классикой. Принцип их работы заключается в передаче тепла от теплоносителя через устанавливаемые в помещениях радиаторы. Такие отопительные системы смонтированы в подавляющем большинстве зданий различного назначения – в жилых, производственных, административных, хозяйственных и многих других. Они отличаются относительной легкостью в монтаже – достаточно протянуть трубы и подключить к ним радиаторы.

Раньше водяное отопление в частном доме предусматривало монтаж громоздких чугунных радиаторов. Со временем им на смену пришли более легкие и тонкие стальные радиаторы, изготовленные из стойкой к коррозии стали. Позднее на свет появились алюминиевые батареи – они отличаются легкостью, дешевизной и выносливостью. Для частного дома это самый идеальный вариант батарей.

Главным плюсом радиаторных систем является то, что для их прокладки не нужно заливать бетонные стяжки. Весь монтаж сводится к установке котла и радиаторов с их последующим подключением. Радиаторы обеспечивают эффективный прогрев помещений и не нарушают дизайн интерьеров, особенно, если в качестве них выступают современные алюминиевые многосекционные батареи.

Теплый пол

Водяное отопление пола в частном доме может работать как в самостоятельном режиме, так и во вспомогательном. В самостоятельном режиме надобность прокладывать трубы с радиаторами отпадает, а все тепло испускают полы. Благодаря этому на таких полах могут без опаски играть дети, их не продует и не просквозит. У вас постоянно мерзнут ноги? Тогда вам обязательно придутся по душе всегда теплые полы. Во вспомогательном режиме они работают как дополнение к радиаторным системам.

Системы теплых полов хороши на кухнях, в ванных комнатах и туалетах. где на полу чаще всего лежит вечно холодная плитка. Прокладка отопления поможет сделать полы теплыми и комфортными. Например, в ванной комнате вам больше не придется становиться босыми ногами на холодную плитку. То же самое относится и к туалету. Если у вас на кухне лежит кафельный пол, смело укладывайте системы теплых полов и здесь. Еще одно место, где теплый пол станет атрибутом комфорта, это спальня – согласитесь, мало приятного вылезать из-под теплого одеяла и становиться пятками на холодные полы.

Для теплых полов характерна низкая температура теплоносителя, не превышающая +55 градусов, что позволяет создавать экономичные системы отопления. Но необходимость делать бетонные стяжки и проходить сквозь стены и дверные коробки является весомым минусом. Лучше всего продумать необходимость монтажа системы еще на этапе постройки дома.

Плинтусные

Современные отопительные системы, построенные на основе классических алюминиевых радиаторов, отличаются тем, что тепло от них распространяется только вверх – за счет естественной конвекции. В результате весь теплый воздух поднимается, а на его место поступает холодный воздух. Нет ничего удивительного в том, что у домочадцев начинают мерзнуть ноги. Единственным плюсом является отсутствие холода от окон, так как он уносится конвекцией к потолку. Но что делать с отоплением? Не опускать же радиаторы на самый пол?

Выходом из ситуации становятся плинтусные системы отопления. Здесь используются малогабаритные радиаторы, сделанные из латуни или алюминия. Подача теплоносителя осуществляется с помощью пластиковых труб небольшого диаметра. Система дополняется кранами, спускниками воздуха и прочими необходимыми аксессуарами.

Все это уложено в специальный пластиковый плинтус – попадающий сюда воздух нагревается и нагревает находящиеся сверху стены. Далее помещение согревается инфракрасным излучением от нагретых стен и полов. Сквозняки, дующие по полу, в обогреваемых помещениях отсутствуют. Здесь прогреваются не только стены, но и сами полы, делая комнаты теплыми и комфортными.

Достоинством плинтусного отопления является то, что его можно проложить на любом этапе, даже после завершения строительства. Недостатки – высокая стоимость монтажа и куча требований к размещению плинтусов и прочих элементов. Допускается и одновременный монтаж всех видов описанных систем.

Принцип монтажа однотрубной системы

Схема однотрубной системы отопления в частном доме достаточно проста. Для монтажа нам понадобятся следующие материалы:

• Напольный отопительный котел;
• Трубы для прокладки по помещениям;
• Трубы для байпасов «ленинградки»;
• Вентили и фитинги для соединения труб и радиаторов;
• Расширительный бак.

Если дом у вас достаточно большой, мы рекомендуем смонтировать отопительную систему с принудительной циркуляцией. В этом случае можно обойтись пластиковыми трубами, что несколько удешевит монтажные работы и позволит обойтись без соблюдения уклона. Если же вы остановились на системе с естественной вентиляцией, нужно соблюсти уклон – он составляет около 5 градусов. В противном случае прохождение теплоносителя будет затруднено или невозможно.

Уклон должен соблюдаться как у подающей трубы, так и у обратной. Если вы не хотите мучиться с уклонами, а хотите получить красивую и эффективную систему отопления, присмотритесь к системам с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Однотрубная система отопления с расширительным бачком, насосом, предохранительным клапаном и спускником воздуха. Радиаторы здесь соединены по системе «ленинградка».

Монтаж системы начинается с установки отопительного котла. Для систем с естественной циркуляцией он ставится чуть ниже, чем радиаторы и трубы. В однотрубных системах с принудительной циркуляцией этим можно пренебречь. Далее устанавливаем расширительный бачок – он должен находиться в самой верхней точке, если вы планируете создавать систему открытого типа. Если же она замкнутая, ставьте герметичный бачок в любом месте.

Помните, что помимо герметичного расширительного бака, для постройки закрытых систем понадобятся спускник воздуха, предохранительный клапан и термоманометр. Все это ставится вблизи отопительного котла.

Далее переходим к установке радиаторов и их подключению. Количество изгибов должно быть минимальным, но только если вы не планируете использовать циркуляционный насос. Для подключения радиаторов мы рекомендуем использовать «ленинградку». Она отличается более сложным монтажом и необходимостью закупки вентилей, зато она обеспечит равномерный нагрев вашего жилища.

Что касается циркуляционного насоса, то его принято ставить вблизи отопительного котла. Здесь же обязательно ставится байпас – он обеспечит возможность временного отключения насоса. Кстати, ничто не мешает установить насос и в любом другом месте, но все оборудование, такое как расширительные бачки, предохранительные клапаны, спускники воздуха и насосы, принято монтировать в непосредственной близости от отопительного котла – например, в котельной.

Каким бывает однотрубное отопление

Любая отопительная система состоит из следующих узлов:

• Обогревающее устройство (котел). Может быть твердотопливным, электрическим, газовым и т.п.
• Теплоотдающие приспособления. Батареи или система теплых полов.
• Приспособление для создания циркуляционной инерции теплоносителя. Это может быть разгонный участок магистрали или водяная помпа.
• Компенсатор избыточного давления теплоносителя в системе. Расширительная емкость (открытая или закрытая).
• Трубы, фитинги и необходимая арматура.

Выбор схемы теплоснабжения находится в прямой зависимости от типа используемых устройств.

Способы подключения радиаторов

Мы уже говорили, что в однотрубных отопительных системах теплоноситель проходит радиаторы последовательно. Здесь принято использовать радиаторы с нижними входами и выходами, для обеспечения беспрепятственного прохождения теплоносителя. Также это способствует сохранению его температуры (проходя по кратчайшему пути, он остывает не так быстро). То же самое относится к принудительной циркуляции, где тоже нужно заботиться о минимизации тепловых потерь на пути прохождения теплоносителя.

Схема нижнего подключения радиаторов в однотрубной системе отопления.

Необходимость в использовании нижних входов и выходов связана еще и с тем, что это снижает количество изгибов и удешевляет монтаж. Если у вас будет установлено штук 10 радиаторов, и вы захотите воспользоваться диагональным подключением, то количество изгибов состав более 20 штук – это затруднит проход теплоносителя и снизит температуру настолько, что у циркуляционного насоса просто не хватит сил, чтобы компенсировать ее падение.

Если вы решили монтировать однотрубную систему отопления, мы рекомендуем использовать радиаторы с нижним подводом – благодаря этому вы сэкономите на материалах и фурнитуре, и соберете более эффективную отопительную систему.

Мы уже разобрались, что теплоноситель должен подавать в батареи снизу и выходить на противоположной нижней стороне. Но эффективность такой системы будет мала, даже при использовании циркуляционного насоса. Что же делать в этой ситуации? Ее спасет использование схемы подключения радиаторов «ленинградка». Преимущества схемы:

• Более эффективный прогрев дальних помещений;
• Минимальные расходы на обустройство байпасов;
• Возможность ремонта и замены батарей при включенной системе;
• Возможность регулировки температуры обогрева в каждый комнате.

Так называемая схема подключения батарей — «ленинградка». В основе ее лежит использование байпаса.

Байпас представляет собой перемычку, которая создается между входами и выходами установленных в системе радиаторов. Здесь устанавливаются один или три вентиля. Один вентиль ставится на самом байпасе и позволяет включать и выключать его. Вторые два вентиля ставятся на входе и выходе. Если нужно отключить батарею от системы, перекрываем краны на входе и выходе, открываем кран байпаса и демонтируем батарею (для замены или ремонта).

Для регулировки степени прогрева помещения мы можем включать или отключать байпас, либо вовсе исключать установленную в помещении батарею из отопительной системы (теплоноситель идет через байпас). Такое возможно только с применением схемы подключения батарей «ленинградка».

Другие способы подключения радиаторов можно не пробовать, так как они не обеспечат должную эффективность и не позволят обеспечить более равномерный прогрев помещений.

Варианты циркуляции теплоносителя

В однотрубных сетях существуют три способа перемещения теплоносителя:

• гравитационный;
• с помощью циркуляционного насоса;
• комбинированный.

Вариант выбирают в зависимости от конфигурации дома и разводки.

Самотёчные системы

В случае построения таких сетей используют законы физики:

1. Термодинамику – разогретая жидкость менее плотная (лёгкая), разница тем больше, чем сильнее нагрев.
2. Конвекцию и гравитацию – лёгкая жидкость в замкнутом контуре поднимается вверх, вытесняя охлаждённую вниз.

Для нагрева используют отопительные котлы. Схема организации не отличается от схемы открытой СО с расширительным баком. На участке подъёма (разгонном) монтируют трубы большого диаметра, обычно в 2 раза превышающие магистральную разводку. Охлаждается теплоноситель в радиаторах и поступает в котёл.

(Повтор) схема однотрубной системы открытого типа.

Достоинства	Недостатки
Энергонезависимость	Большие диаметры труб для минимизации гидравлического сопротивления
Отсутствие дорогих составляющих – герметичного бака и насоса	Сложный гидравлический расчёт
Надёжность. Меньше деталей – меньше вероятность поломки	Сложная балансировка и настройка на этапе пусконаладки.
Можно использовать с твердотопливным котлом без циркуляционного насоса	Долгий прогрев из-за медленной скорости перемещения теплоносителя

Схемы с принудительной циркуляцией

(Повтор) схема однотрубной системы отопления закрытого типа. В закрытых и распределённых в пространстве открытых системах отопления для циркуляции теплоносителя устанавливают насосы.

Преимущества	Недостатки
Подходит для трубопроводов большой протяжённости	Энергозависимость
Быстрый прогрев после включения	При отключении или поломке насоса циркуляция останавливается
Простота монтажа, при котором не учитывают углы уклона соединительных труб	Без надёжного резервирования электропитания недопустимо использовать с твердотопливными котлами
Возможность использовать различные типы разводки	Высокие затраты на замену насоса при необходимости

Производительность насоса выбирают на основании гидравлических расчётов, предусматривая запас до 20%.

Воду или антифриз в летний период не сливают, двигатель должен оставаться наполненным.

Комбинированные системы

В открытых видах отопления часто применяют комбинированный способ организации движения теплоносителя. Для этого устанавливают

Схема организация байпаса в однотрубной комбинированной системе отопления.

Есть несколько вариантов использования устройства:

1. При небольших морозах, когда самотёчной циркуляции достаточно для прогрева радиаторов, открывают кран, насос в этом случае не задействуют.
2. При недостаточной циркуляции перекрывают кран и включают насос.
3. При отключении электропитания циркуляция происходит через открытую трубу без использования насоса.