Принцип работы однотрубной системы отопления: схемы разводки и расчеты + пошаговая инструкция по монтажу

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.

Особенности однотрубной схемы разводки отопления

Простота и практичность – основные преимущества однотрубной разводки. Контур отопления, один или несколько, формируются одной трубой, завязанной на котел. Радиаторы подсоединяются к трубе последовательно.

Каждый из них врезается тройниками в общую трубу контура, а участок между точками врезки каждого теплообменника заменяется на трубу меньшего диаметра, формируя байпас.

Такая схема в быту называется Ленинградка и подходит для большинства одноэтажных частных домов площадью не более 80 м2.

В зависимости от расположения радиаторов этажности здания выбирается однотрубная разводка:

• С нижней разводкой;
• С верхней разводкой.

В зависимости от этажности дома:

• Горизонтальная;
• Вертикальная.

И по типу циркуляции теплоносителя:

• С принудительной циркуляцией;
• С естественной циркуляцией (гравитационная).

Перечислены базовые варианты, которые по необходимости можно комбинировать для получения полноценной системы отопления и охвата всех отапливаемых помещений. Для домов большой площади или двух- трехэтажных формируется несколько параллельных контуров, в каждом из которых организуется однотрубное подключение.

Контуры важно сбалансировать, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла. Для этого используются регулировочные клапаны или гидрострелки, коллекторные группы

Однотрубная схема разводки привлекательна своей экономичностью, однако вместе с этим обладает явными недостатками. Радиаторы в контуре подсоединены последовательно, а значит, теплоноситель котла поочередно попадает в теплообменники.

Потеряв часть тепла в первой батарее, к последующим уже поступает остывшая вода, что снижает их тепловую мощность.

Схема подключения байпаса

Разрешить эту проблему можно несколькими универсальными способами:

• Каждый последующий радиатор в контуре подбирается с большим числом секций, чтобы итоговая мощность соответствовала требованиям с учетом сниженной температуры теплоносителя. Однако такой вариант увеличивает градиент температуры в начале и конце контура и спасает лишь в случае, если общее число теплообменников в контуре не превышает 6-7 штук;
• Наличие байпасов на каждом радиаторе, а также циркуляционного насоса, позволяет существенно снизить перепад температур. Создавая достаточно большой напор, можно добиться равномерного распределения горячего теплоносителя по основной трубе, а значит, к каждому радиатору будет поступать больше тепла.

Естественно, с принудительной циркуляцией система отопления становится энергозависимой, зато более эффективной.

Для домов большой площади всегда можно разбить общий контур на несколько меньших с параллельным включением и даже с отдельным для каждого из них насосом.

С нижней разводкой

Привычная однотрубная схема Ленинградка является наглядным примером нижней разводки. От котла труба идет на уровне пола или даже в подвале. В стремлении сэкономить на материалах следует использовать нижнюю разводку.

Схема системы с нижней разводкой

В двух- трех этажных домах нижняя разводка также определяет позицию подачи и обратки для стояков. Труба от котла идет понизу, и теплоноситель поднимается по стояку, прежде чем попасть в контуры, распределенные по этажам.

С верхней разводкой

Схема с верхней разводкой 1. Прямая 2.Радиатор 3. Обратка 4. Воздухоотводчик 5. Термоголовка

Верхняя разводка актуальна для вертикальной однотрубной схеме. К стоякам подача от котла подводится сверху. От котла коллектор поднимается на чердак или под потолок верхнего этажа и там уже подключается к верхнему контуру и опускается к нижнему.

Особых преимуществ в частном доме верхняя разводка не дает, там более что, обогревая более горячим теплоносителем верхний этаж в ущерб нижнему, дополнительно усиливается градиент температуры воздуха в доме.

Вертикальная

По зданию распределяются стояки возле каждого оконного проема или между ними. Стояки формируют ряд параллельных контуров, в каждом из которых радиаторы подключаться сбоку последовательно с  байпасом.

Горизонтальная

Схема горизонтальной разводки cистемы

Оптимальная схема разводки для одноэтажных или двухэтажных домов. Труба контура укладывается по периметру здания, и в нее врезаются радиаторы с нижним подключением. Участок между точками врезки каждого радиатора, общая труба монтируется меньшего диаметра, заставляя часть теплоносителя проходить через теплообменник.

Чтобы охватить два и более этажей, от котла идет два стояка подачи и обратки, а на этажах отдельно распределяется контур из одной трубы по периметру.

При таком распределении нет жесткой привязки по месту установки между радиаторами на первом и втором этаже.

Схемы с разной подводкой теплоносителя к радиаторам

В зависимости от положения стояков подвода воды к батареям различают вертикальную и горизонтальную разводку. В частных одноэтажных домах используется горизонтальная схема разводки. Трубы подвода и отводы воды при монтаже удачно можно вписать в интерьер, спрятать в ниши или под пол.

Ток горячей и охлажденной воды в системе обогрева частного дома может быть смонтирован с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть нюансы типа разводки, положительные стороны и недостатки.

Однотрубная схема

Это более простой в установке и дешевый вариант. Система обогрева с одной трубой представляет собой кольцо с установленными радиаторами. Теплая вода двигается по периметру, возвращается в итоге в котел. Теплоноситель отдает по несколько градусов тепла каждому радиатору. Значит, чем дальше расположен отопительный прибор от котла, тем ниже температура воды и способность обогреть помещение. Можно увеличить подогрев воды. На это потребуется больший расход топлива. Установка циркуляционного насоса поможет двигаться воде с большей скоростью и равномерно распределить тепло. Оптимальным решением при такой схеме станет увеличение количества секций последних батарей в магистрали.

Радиаторы подключаются обычно через байпас (обходную трубу), что позволят отключить любой из них без остановки движения теплоносителя. Система не предусматривает установку фитингов и кранов, что минимизирует риск аварий.

Преимущества схемы:

• минимизация периметра труб;
• экономия на элементах системы;
• быстрота, простота установки.

Двухтрубная схема

Монтаж отопления в частном доме с помощью двух труб работает более эффективно. При такой схеме каждый радиатор имеет отдельный подвод теплоносителя от тепловой магистрали, но при этом тепловая магистраль, так же как и в предыдущем случае, является единой для всей системы. Отличием является то, что радиаторы включаются в системы параллельно, а не последовательно.

Магистраль обратного тока у системы одна – от каждой батареи отходит отдельная труба для вывода теплоносителя.

Предлагаем посмотреть подробное видео о нюансах монтажа двухтрубной системы отопления в доме:

Лучевая система

Коллекторная лучевая система предусматривает установку коллектора, через который теплоноситель распределяется по всей системе. К каждой отопительной батарее идут свои трубы подвода теплового носителя и его отвода напрямую от котла. Каждый контур отсекается запорной арматурой. Это упрощает использование системы и ремонт. Не отключая всю систему, можно отремонтировать отдельный контур или радиатор.

Из минусов – значительные расходы на материалы. Понадобится запорная арматура, трубы, приборы регулировки, контролирующие датчики.

Лучевая схема с распределителем работает при хорошем давлении в трубе, созданным циркуляционным насосом.

Коллектор равномерно распределяет поток теплоносителя. Прибор состоит из двух гребенок. В одну поступает из котла горячая вода. Другая гребенка собирает охлажденную воду и направляет ее обратно в котел. Как рассчитать отопление в частном доме при такой схеме?

Расчет параметров, составление проекта, регулирование мощности в процессе использования облегчается за счет подключения радиаторов параллельно. Это обеспечивает минимальную разницу температур воды по периметру контура. Управление системой осуществляется из одного места с установленными индикаторами, кранами, насосами и вентилями.

Монтаж лучевой системы – самый дорогой по общей стоимости составляющих, требует определенной квалификации. Составлять проект и устанавливать отопление по лучевой схеме следует при строительстве или генеральном ремонте. Это связано с тем, что трубы монтируются в стяжку пола.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.

Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.

При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.

Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.

Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.

Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.

Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.

Проще выполнить регулировку системы.

Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.

Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Принцип работы водяного отопления

В малоэтажном строительстве наибольшее распространение получила простая, надежная и экономичная конструкция с одной магистралью. Однотрубная система остается самым популярным способом организации индивидуального теплоснабжения. Она функционирует за счет непрерывной циркуляции жидкого теплоносителя.

Перемещаясь по трубам от источника тепловой энергии (котла) к отопительным элементам и обратно, он отдает свою тепловую энергию и обогревает здание.

Теплоносителем может быть воздух, пар, вода или антифриз, который используют в домах периодического проживания. Наиболее распространены водяные схемы отопления.

Традиционное отопление основано на явлениях и законах физики – тепловом расширении воды, конвекции и гравитации. Нагреваясь от котла, теплоноситель расширяется и создает в трубопроводе давление.

Кроме того, он становится менее плотным и, соответственно, легким. Подталкиваемый снизу более тяжелой и плотной холодной водой он устремляется вверх, поэтому выходящий из котла трубопровод всегда направляют максимально вверх.

Под действием созданного давления, сил конвекции и тяжести вода идет к радиаторам, нагревает их, сама при этом охлаждается.

Таким образом теплоноситель отдает тепловую энергию, обогревая помещение. К котлу вода возвращается уже холодной, и цикл начинается заново.

Современное оборудование, обеспечивающее теплоснабжение дома может быть очень компактным. Для его установки даже не потребуется выделять специальное помещение

Систему отопления с естественной циркуляцией называют еще самотечной и гравитационной. Для обеспечения движения жидкости необходимо соблюдать угол уклона горизонтальных веток трубопровода, который должен быть равен 2 – 3 мм на погонный метр.

Объем теплоносителя при нагревании увеличивается, создавая в магистрали гидравлическое давление. Однако, поскольку вода не сжимается, даже небольшое его превышение приведет к разрушению отопительных конструкций.

Поэтому в любой системе обогрева устанавливают компенсирующее устройство – расширительный бак.

В гравитационной отопительной системе котел монтируют в самой низкой точке магистрали, а расширительный бак – в самой верхней. Все трубопроводы делают под уклон, чтобы жидкий теплоноситель мог самотеком двигаться от одного элемента системы к другому

Монтаж трубопровода

Монтаж трубопровода отопления в частном доме заключается в соединении отдельных элементов в единую систему. Выполняют следующие операции:

• раскладка элементов согласно схеме;
• сварка или пайка труб;
• соединение с помощью фитингов;
• присоединение отопительных приборов.

В виду того, что пластиковые материалы удлиняются при нагреве, устанавливают компенсаторы. Это петля из трубы, которую впаивают в трубопровод на длинных прямых участках. После завершения монтажных работ необходимо провести испытание под рабочим давлением.

Как спаять отопительный трубопровод

Как правильно спаять отопление из пропиленовых труб расскажем далее. При нагревании полипропилена до +260 градусов происходит его плавление, что позволяет соединять отдельные элементы. Это обеспечивается явлением полифузии – взаимопроникновением атомов. Получаем стык двух деталей, не разделенных границей.

Паяльник выбирают в зависимости от вида пайки — стыковой, муфтовой или фитинговой. Он имеет насадки, на которые надевают отрезки соединяемых труб или трубу и фитинг. После нагрева их плотно соединяют и выдерживают 4-6 секунд Время нагрева и остывания соединяемых полипропиленовых элементов зависит от их диаметра. Данные приведены в таблице, которую можно найти в специальной литературе.

Крепление трубопровода к стене

Крепление трубопровода к стене осуществляют с помощью клипс и хомутов. Клипсы обеспечивают неподвижность трубы вдоль оси.

Хомутом крепят к стене, размещая трубы не ближе 20 мм от нее. Крепежные детали располагают на расстоянии не более полутора метра друг от друга. В местах поворота или разветвления труб устанавливают дополнительный крепеж.

Крепление радиаторов

Радиаторы навешивают на металлические кронштейны, входящие в комплект поставки, и закрепленные к стене дюбелями. Их толщина зависит от веса батареи. Чугунные элементы дополнительно опирают на ножки.

Схемы отопления из полипропилена для частного дома

• однотрубная или двухтрубная;
• двухтрубная с горизонтальной разводкой;
• двухтрубная с вертикальной разводкой;
• коллекторная.

Однотрубная схема предусматривает прохождение жидкости в одну сторону. Она применяется при последовательном соединении радиаторов. В двухтрубной модели есть линия обратного движения.

Двухтрубная схема с горизонтальной разводкой

В данной схеме полипропиленовые трубы расположены вдоль стены чуть выше уровня пола, что делает их малозаметными и не нарушает эстетику помещения. Это обычная двухтрубная система с нижней разводкой. Чаще всего радиаторы отопления установлены по периметру комнаты.

Схема вертикальной разводки

Вертикальная компоновка используется при отоплении усадебных домов в 2 этажа и более. Нагретая жидкость транспортируется между этажами по стоякам. Компоновка может быть по отношению к радиатору верхней или нижней. Верхняя модель чаще применяется при естественной циркуляции. На каждом этаже можно сделать горизонтальную схему распределения тепла. В данном случае устанавливают один стояк, по которому теплоноситель будет передаваться на каждый этаж.

Использование распределительного коллектора

В модели отопления с принудительной циркуляцией часто устанавливают коллектор. В нем от основного стояка отходит гребенка из труб, их количество равно числу потребителей тепла. На каждой полипропиленовой трубе имеется отдельный вентиль, который отключает определенную линию. Такая система позволяет равномерно распределять тепло, при необходимости снижать температуру в частном доме.

Недостаток – высокая стоимость монтажа, так как увеличивается длина трубопровода и количество фитингов. Однако эксплуатировать ее удобно, есть возможность отдельно отключить поврежденный участок. Сложные коллекторы оборудованы приборами автоматики, которые регулируют температуру теплоносителя, отключают систему при аварийной ситуации.

Одним из способов отопления жилища является водяной теплый пол. Полипропиленовые трубы повсеместно используются для его устройства. Систему водяного подогрева полов подключают к основной отопительной сети.

Организация отопления усадебного дома является сложным процессом. Для выполнения его самостоятельно нужно изучить способы и модели прокладки труб, выбрать подходящие материалы и арматуру. Не лишним будет ознакомиться с проектами отопления жилых зданий, близких по конструкции и размерам к вашему дому.

Просмотров: 1 370

Распространенные ошибки при монтаже

Выше изображены «ленинградские» схемы горизонтальных однотрубных этажных контуров с радиаторами, подключенными к общей магистрали двумя тройниками. Через каждый прибор протекает только часть полного объема теплоносителя, циркулирующего по контуру. Можно встретить ошибочное подсоединение без магистральной трубы (см. контур первого этажа на рис. ниже).

Виды подключения радиаторов в горизонтальных однотрубных контурах.

Такой способ подключения радиаторов отопления является предельно дешевым. На каждый радиатор приходится один фитинг для присоединения металлопластиковой трубы Ду20 или Ду25 и отрезок трубы между соседними приборами. Дешевле не придумать. Но расплата за дешевизну – плохая работа половины радиаторов. Первый их них (по ходу движения теплоносителя) нагрет до температуры 55 °С, а последний при N=6-8 нагревается всего до 35 °С, поскольку теплоноситель, проходя через радиаторы, интенсивно остывает в них.

Частые ошибки при выборе компонентов

Самой главной ошибкой мастера является попытка обустроить однотрубную отопительную систему в доме, площадь которого превышает 100 м.кв. Если установить на один контур слишком много радиаторов, он не будет эффективно работать. Еще одна ошибка — выбор котла с неравноценным КПД. Если он слишком низкий, то в здании будет холодно, если высокий, то потребление топлива увеличится.

Ошибкой считается подключение батарей посредством уголков и при отсутствии перемычек. Если сделать так, то прогрев помещения будет неравномерный, а при поломке одного радиатора придется останавливать всю систему.

При выборе слишком большого диаметра трубы контур будет работать неэффективно.