Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией: принцип работы, схемы и порядок монтажа

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.

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.

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:

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:

Watch this video on YouTube

Как выбрать насос для отопления

Лучше всего подходят для установки специальные малошумные циркуляционные насосы центробежного типа с прямыми лопастями. Они не создают избыточно большого давления, а проталкивают теплоноситель, ускоряя его движение (рабочее давление индивидуальной системы отопления с принудительной циркуляцией 1-1,5атм, максимальное – 2атм). Некоторые модели насосов имеют встроенный электропривод. Такие устройства можно устанавливать прямо в трубу, их называют еще «мокрыми», а есть устройства «сухого» типа. Отличаются они только правилами монтажа.

При установке любого типа циркуляционного насоса желательна установка с байпасом и двумя шаровыми кранами, которые позволяют снять насос для ремонта/замены без останова системы.

Подключать насос лучше с байпасом — для возможности его ремонта/замены без разрушения системы

Установка циркуляционного насоса позволяет регулировать скорость продвижения теплоносителя по трубам. Чем активнее движется теплоноситель, тем больше тепла он разносит, а значит, помещение нагревается быстрее. После того, как заданная температура достигнута (отслеживается или степень нагрева теплоносителя или воздуха в помещении в зависимости от возможностей котла и/или настроек), задача меняется – требуется поддерживать заданную температуру и скорость потока уменьшается.

Для системы отопления с принудительной циркуляцией недостаточно определиться с типом насоса

Важно рассчитать его производительность. Для этого, прежде всего, нужно знать теплопотери помещений/зданий, которые будут отапливаться. Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю

В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю. В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

для одно- и двухэтажных домов потери при самой низкой сезонной температуре -25 о С составляют 173Вт/м 2. при -30 о С потери 177 Вт/м 2 ;
многоэтажные дома теряют от 97Вт/м 2 до 101Вт/м 2 .

Исходя из определенных теплопотерь (обозначаются Q) можно найти мощность насоса по формуле:

c – удельная теплоемкость теплоносителя (1,16 для воды или другое значение из сопроводительных документов к антифризу);

Dt – разница температур между подачей и обраткой. Этот параметр зависит от типа системы и составляет: 20 о С для обычных систем, 10 о С для низкотемпературных и 5 о С для систем теплого пола.

Полученную величину нужно перевести в производительность, для чего нужно разделить на плотность теплоносителя при рабочей температуре.

В принципе, можно при выборе мощности насоса для принудительной циркуляции отопления руководствоваться усредненными нормами:

с системах, обогревающих площадь до 250м 2. используют агрегаты производительностью 3,5м 3 /ч и создаваемым напором 0,4атм;
на площадь от 250м 2 до 350м 2 требуется мощность 4-4,5м 3 /ч и давлением 0,6атм;
в системы обогрева площади от 350м2 до 800м2 устанавливают насосы производительностью 11м 3 /ч и давлением в 0,8атм.

Но учесть нужно, что чем хуже утеплен дом, тем большие мощности оборудования (котла и насоса) могут потребоваться и наоборот – в хорошо утепленном доме могут потребоваться половинные от указанных величины. Эти данные – средние. То же самое можно сказать относительно создаваемого насосом давления: чем уже трубы и более шероховатая их внутренняя поверхность (выше гидравлическое сопротивление системы), тем выше должно быть давление. Полный расчет – сложный и муторный процесс, в котором учитывается множество параметров:

Мощность котла зависит от площади отапливаемого помещения и потерь тепла

сопротивление труб и фитингов (о том, как выбрать диаметр труб отопления читайте тут );
длина трубопровода и плотность теплоносителя;
количество, площадь и вид окон и дверей;
материал, из которого сделаны стены, их утепление;
толщина стен и утепления;
наличие/отсутствие подвала, цоколя, чердака а также степень их утепления;
тип кровли, состав кровельного пирога и т.д.

Вообще, теплотехнический расчет – один из самых сложных в области. Так что если хотите знать точно, какой мощности вам нужен насос в системе, закажите расчет у специалиста. Если нет – подбирайте основываясь на усредненных данных, корректируя их в ту или другую сторону в зависимости от вашей ситуации. Только нужно учесть, что при недостаточно высокой скорости движения теплоносителя система сильно шумит. Потому в данном случае лучше взять более мощное устройство — расход электроэнергии небольшой, да и система будет более эффективной.

Типы компоновки

Двухтрубная отопительная система также различается типами компоновки.

Вертикальная

При такой схеме с нижней разводкой подающие и обратные стояки прокладываются к самому низу здания, а жидкость по ним двигается отдельно к радиаторам.

Плюсы:

отличный контроль отопительной концепции;
отключается каждый прибор отопления по отдельности.

Недостатки:

протяженные трубы;
не поставить квартирные счетчики.

Горизонтальная

К каждому прибору отопления по площади помещения в полу проложены линии труб от подающих стояков. Квартиры в этой системе отдельно вводятся в неё.

Радиаторы оснащены краниками для выпуска воздуха.

Именно такой тип системы популярен в современной многоэтажной застройке.

Плюсы:

такие же, как и в вертикальном типе;
подключаются счётчики.

Минусы:

если здание высокое — потребуется использовать компенсаторы давления;
в эксплуатации решение сложнее, чем вертикальный тип.

Схема верхней разводки

Производится монтаж подающего стояка по верхней области помещения. Основная отличительная черта: тяжёлое давление в магистральном трубопроводе, благодаря существенной разнице в уровнях труб (обратки и подающей соответственно). Из-за этого обстоятельства по ширине они могут быть одинаковыми, даже если речь идёт о схеме с естественным циркуляционным процессом.

Включение насоса достигает нормального давления, даже если применяются трубы с узким диаметром. Лучший эффект достигается в двухэтажных домах, т. к. естественная циркуляция улучшается за счёт разницы в том, как высоко смонтирован котёл, расположенный в подвальном помещении, и радиатор на 2 этаже.

Горячая жидкость будет направлена в расширительный бачок, расположенный на 2 этаже либо на чердаке. После чего уже по трубопроводу она пойдёт в радиаторы.

Плюсы:

повышенная скорость движения носителя тепла;
то, что в магистраль не проникает воздух.

Фото 3. Двухтрубная система отопления с вертикальной разводкой. Цифрами указаны части конструкции.

Минусы:

не особо эстетичный внешний вид помещений;
крупные расходы комплектующих;
не обогреваются большие комнаты;
приходится тратиться на дополнительный декор для маскировки труб.

Нижняя разводка

Горизонтальный тип разводки имеет две отличительные черты: расширенный трубопровод, а также его особое расположением под углом к плоскости. Возможна установка, в которой горизонтальный тип разводки и естественная либо принудительная циркуляция. Двухтрубная концепция предполагает, что подающий трубопровод устанавливается на том же самом уровне, где и радиаторы. При этом периодически могут образовываться воздушные пробки.

Плюсы:

коэффициент полезного действия здесь выше;
монтаж даже в незаконченных строениях;
можно не отключать отопление на нижних этажах, если в то же время верхние этажи не используются;
большинство управляющей аппаратуры устанавливается в одном-единственном помещении;
автоматизация работы.

Фото 4. Схема двухтрубной отопительной системы с нижней разводкой. Красным цветом показан горячий теплоноситель, синим — холодный.

Минусы:

трубопроводы и другие материалы быстро расходуются (в отличие от однотрубного типа потребуется много материала при монтаже);
низкое давление жидкости-носителя тепла в подводящих стояках;
из-за регулярного образования воздушных пробок приходится устанавливать краны Маевского и выпускать воздух.

Самостоятельный монтаж пластикового отопительного трубопровода

Одним из преимуществ теплоснабжения из полимеров является возможность самостоятельной сварки пластиковых труб отопления. Для выполнения этой работы потребуется минимум инструментов и хотя бы элементарные навыки использования их.

Для формирования качественного соединения труб, в том числе и в пластиковом коллекторе отопления, потребуется паяльный инструмент. Он представляет собой нагревательный элемент, на который устанавливаются насадки для труб. Они рассчитаны для изделий различных диаметров. Кроме этого для монтажа пластикового теплоснабжения в частном доме необходимы следующие инструменты:

Ножницы для полимерных труб. Они имеют широкое основание, благодаря которому формируется ровный срез;
Измерительный инструмент – рулетка, строительный уровень;
Жидкость для обезжиривания поверхности – ацетон или спирт;
Устройство для снятия фаски. Перед сваркой пластиковых труб для теплоснабжения следует удалить на торце армирующий слой.

Перед тем как сделать пластиковое отопление самостоятельно составляется схема разводки трубопроводов, рассчитывается их диаметр и месторасположение компонентов теплоснабжения – радиаторов, групп безопасности. По этой схеме рассчитывается объем необходимого материала и делается его закупка. После этого трубы должны пролежать при комнатной температуре 1-1,5д дня. Только тогда осуществляется пайка пластиковых труб отопления.

В помещении, где будет происходить монтаж пластикового теплоснабжения следует обеспечить вентиляцию воздуха Во время пайки выделяются вредные для человека пары, которые при длительном воздействии могут повредить дыхательную систему. Порядок действия при установке пластикового теплоснабжения своими руками:

Замерить отрезок трубы.
С помощью ножниц отрезать заготовку.
Такую же процедуру сделать со вторым отрезком.
Нагреть паяльник до требуемой температуры.
Установить фитинг и трубу в насадки на нагревающем элементе.
По истечении определенного времени вынуть заготовки и соединить вместе.
Дождаться окончательного остывания узла отопления.

По такой схеме выполняется качественный монтаж теплоснабжения

Важно по время разогрева не проворачивать детали в паяльнике. Это же касается процедуры соединения фитинга трубы. пайки полипропиленовых труб

пайки полипропиленовых труб

Во время впайки труб или пластикового коллектора отопления непосредственно в систему теплоснабжения нужно следить за состоянием элементов. Они не должны проворачиваться в насадках паяльника, но при этом максимально плотно заходить в них.

Для удаления армирующего слоя можно использовать острый нож. Если же объем работы намечается большой – лучше всего применять специальный ручной станок. Его конструкция позволяет обрабатывать трубы различных диаметров с достаточно большой точностью.

Температура воздуха в помещении должна быть не ниже +15°С. Это же касается степени нагрева поверхности труб.

С принудительной циркуляцией

Циркуляционный насос для однотрубной схемы подключения – лучшее решение. С принудительной циркуляцией теплоноситель доходит с минимальной потерей температуры до последних радиаторов в контуре, нивелируя основной недостаток схемы. При первом запуске отопления на порядок быстрее прогревается вся система, и не нужно ждать шесть-десять часов, прежде чем весь контур прогреется.

Если нет необходимости проектировать отопление для работы и в гравитационном режиме, трубы можно прокладывать в стяжке или зашивать в стены так, чтобы их не было видно.

Схема с принудительной циркуляцией

Повышается управляемость системы. Сопротивление, которое создают терморегуляторы току теплоносителя, достаточно учесть во время выбора циркуляционного насоса. Достаточно мощный напор позволит прокачивать теплоноситель по всему контуру при любых установка регулировочной арматуры, установленной на каждом в отдельности теплообменнике.

Циркуляционный насос существенно повышает максимально допустимую протяженность контура. Допустимое снижение тепловой мощности крайних радиаторов сохраняется даже при длине контура до 150 метров. Если необходимо охватить большую площадь, достаточно разделить схему на два и более контура, соединенных параллельно с установкой насосов в каждом из них.

Какие трубы лучше использовать

При обустройстве однотрубной системы сегодня чаще применяются металлопластиковые трубы. Они легко гнутся, имеют небольшую стоимость, просты в монтаже, который осуществляется самостоятельно. Такое изделие легко режется, а соединяются элементы при помощи фитингов, которые закручиваются разводным ключом. Долговечными считаются трубы из меди, но для их соединения требуется ]паяльник. Стальные изделия являются дорогими, так как для их укладки нужна сварка.

Полиэтиленовые трубы имеют самую большую цену. Для соединения частей требуется специальный паяльник, для работы с которым нужны определенные навыки. Внутренний диаметр изделий составляет не менее 3 см.

Принцип работы водяного отопления

Работа водяного отопления базируется на канонах физики и обеспечивается непрерывно циркулирующим внутри контура потоком жидкого теплоносителя, нагреваемого котлом.

Гидравлическое давление создаётся за счёт теплового расширения и увеличения объёма воды.
Дальнейшее движение воды основано на принципах конвекции и силы тяжести. Тепловое расширение снижает плотность воды, делая её более лёгкой. Благодаря этому горячий теплоноситель устремляется вверх, подталкиваемый снизу ещё ненагретой или уже остывшей водой.
Горячий теплоноситель, проходя через теплообменники и передавая им тепловую энергию, нагревает их, плавно остывая.
Холодная жидкость вновь устремляется к котлу, где снова нагревается и процесс реверсируется.

Преимущества и недостатки отопления с одной трубой

Однотрубное отопление (так же называемое “ленинградка”) характеризуется подачей жидкости в радиаторы и отводом ее из них последовательно.

Оно имеет такие плюсы:

сокращение времени и снижение трудоемкости монтажа;
магистраль можно спрятать в стенах, что улучшает эстетические свойства помещения;
есть возможность организации самотечного движения теплоносителя в сооружениях на 2-3 этажа;
сравнительная дешевизна прокладки труб;
если система закрытая, то ее регулировка осуществляется автоматически, посредством термостатических вентилей радиаторов.

Однако, для ленинградки характерны такие минусы:

по мере продвижения жидкости к дальним батареям она остывает, поэтому в конце контур не обеспечивает требуемый обогрев помещения;
гидравлическая нестабильность (при перекрытии вентиля на одном радиаторе другие начнут перегреваться, что создаст неприятный микроклимат в комнатах);
для хорошего передвижения воды при закрытом типе системы требуется установка полнопроходной арматуры на ответвлениях;
однотрубная конструкция с вертикальной разводкой стоит дороже, чем двухтрубная;
балансировка системы непростая.

Если конструкция самотечная, то необходимо обеспечить большой диаметр труб. Причем они прокладываются с определенным уклоном – до 5 мм на 1 погонный метр.

Что представляет собой однотрубная система отопления и чем отличается от двухтрубной

Однотрубная система отопления частного дома, как и двухтрубная, включает в себя:

котел, генерирующий тепловую энергию, который может использовать различное топливо и может быть самых разных конструкций;
радиаторы, которые непосредственно осуществляют нагревание помещений дома;
трубопровод, по которому циркулирует жидкость-теплоноситель, обеспечивающий передачу тепловой энергии от котла к радиаторам;
дополнительное оборудование, которое обеспечивает циркуляцию и эффективную работу (расширительный бак, запорная и регулирующая арматура, соединительные элементы, циркуляционный насос (один или несколько), блок безопасности и др.).

Экономия труб и соединительных элементов;
Меньшие затраты времени и труда на монтажные работы;
При открытой разводке труб, магистральный трубопровод меньше заметен в интерьере комнат.

Но если вы решили использовать однотрубную систему, при самостоятельном монтаже водяного отопления у себя в доме, то необходимо учитывать также и ее недостатки:

Менее равномерный нагрев радиаторов – по мере удаления от котла в радиаторы будет поступать более холодный теплоноситель;
Могут возникать сложности с регулированием температуры отдельных радиаторов;
Сложнее обеспечить хорошую естественную циркуляцию теплоносителя, особенно при большой длине контура.

Для того, чтобы недостатки однотрубной системы не оказывали влияния на эффективность ее работы или хотя бы минимизировать их, необходимо подобрать наиболее подходящий ее вид.

Схема отопления теплыми полами

Теплый пол обеспечивает горизонтальное тепловое излучение, поддерживая более высокую температуру на уровне ног и её снижение до комфортного уровня на большей высоте. В районах с теплым климатом схема может использоваться в качестве единственного источника тепла. В северных широтах её необходимо сочетать с монтажом радиаторной отопительной системы.

Конструктивно система теплого пола представляет собой сеть трубопроводов. Нагрев может производиться от любых источников тепла.

равномерное распределение тепла по всему объёму помещения;
улучшение эстетического вида помещения из-за отсутствия труб и радиаторов.

Выбор распределительного коллектора

Удлинение отопительного контура, обустройство тёплого пола требует покупки распределительного коллектора.

Чтобы отопление при этом было действительно энергоэффективным, а затраты себя оправдали, следует уделить внимание нескольким аспектам:

Типу коллектора, который может быть:

Классическим в виде так называемой «гребёнки», предназначенной для потоков теплоносителя по разным веткам отопительного контура (к группам радиаторов, к системе «тёплый пол»).
Комбинированным, совмещающим в себе «гребёнку» и гидроразделитель (гидрострелку). Последний предназначен для балансировки напора и температуры теплоносителя.

Материалу, из которого он изготовлен. Наилучшими признаются коллекторы из нержавеющей стали, за ними следуют латунные, на последнем же месте прочно закрепились полимерные.
Числу отводов, которое должно соответствовать количеству веток отопительного контура.
Соответствию диаметров используемых в монтаже труб отводам коллектора.
Дополнительной комплектации. Для тёплых полов обязательно наличие устройства регулировки температурного режима и потока теплоносителя (ручное или автоматическое). Кроме того некоторые коллекторы оснащаются воздухоотводчиком, смесителем, отводом загрязнений и группой безопасности.