Схема работы однотрубной системы отопления

Преимущества и недостатки системы

Главные преимущества “Ленинградки” – простота монтажа, высокий КПД, экономия на расходных материалах, монтаже (штроба формируется для одной трубы или не делается вовсе, если выбран открытый тип установки).

Благодаря внедрению байпасов, шаровых кранов, контрольной панели, появилась возможность регулировать температурный режим в комнатах без понижения уровня тепла в других помещениях; производить замену, ремонт радиаторов без остановки системы.

Основным недостатком системы является сложность расчетов, необходимость балансировки, которая часто выливается в дополнительные расходы – установку дополнительного оборудования, ремонтные работы и др.

Схема однотрубной системы отопления

Однотрубная схема отопления для одноэтажного дома

Конечно же, все конструирование и последующая работа всегда зависит от того, какие финансовые возможности имеет хозяин проекта.

Что касается технического оснащения, то на данный момент на рынке представлены всевозможные варианты, которые подойду для людей с разными уровнями доходов.

Циркуляционный насос, если конечно имеется возможность осуществить его установку, усилит действенность и эффективность всей системы. Но он не является обязательным устройством, если ваша постройка имеет небольшую площадь.

Если же вы собираетесь построить небольшой дачный домик или же коттедж, также не больших размеров, то можно спокойно прожить и без такого насоса.

Знайте, что если вы хотите, чтобы в вашем доме осуществлялась естественная циркуляция, в таком случае необходимо установить главную трубу под уклоном в пол сантиметра.

Отопительная система, состоящая из одной трубы включает в себя:

1. Трубопроводную разводку.
2. Расширительный бак. (Читайте как рассчитать бак отопления)
3. Котел для нагрева.
4. Проводку.

Они могут быть разных видов:

• Лучеобразные;
• Звездообразные;
• Коллекторные.

Знайте, что система отопления одноэтажного дома осуществляет свою работу очень быстро, поэтому функционирует очень просто. Главное определиться с теми материалам, из которых она будет состоять, а потом уже производить довольно таки простые расчеты касательно теплопотерь, которые может испытывать дом в будущем.

Вода, которая нагревается от котла, попадает к отопительным приборам через трубопровод и подводы к нему. После того как она попадает в радиаторы, они забирают все ее тепло. Далее по той же схеме он возвращается назад. В самой верхней точке такой системы отопления располагают расширительный бак.

В момент движения по трубопроводу непосредственно происходит и сама передача, она осуществляется через стенки труб и приборов. На данный момент однотрубная система отопления считается самой экономичной из всех существующих.

Но такая отопительная система имеет и маленький недостаток. Он заключается в том, что температура во всех точках системы совершенно разная. В радиаторе находящемся в самом конце установки вода всегда будет намного холоднее, чем в том, который расположен рядом с котлом.

Посмотрите видео на примере системы «Ленинградка»:

Помимо этого еще одним минусом можно назвать то, что для перекрытия одной из батарей придется выключать всю отопительную сеть в целом.

Схема двухтрубной системы отопления

Двухтрубная схема отопления для одноэтажного дома

Дом не выше одного этажа может отапливаться с двухконтурным выполнением.

Это очень удобно, поскольку в таком варианте отопления дом будет, все время находится в тепле и будет снабжен горячей водой.

Одноконтурные системы можно встретить довольно таки часто, к примеру, первая используется для отопления, вторая для подачи горячего водоснабжения.

Самое важное в проектировании своего будущего жилья найти оптимальный баланс между затратами и потерями тепла, это является самым главным. Помимо этого также следует учесть мощность характеристик котла и эффективность, с которой будет осуществлять свою работу радиаторная батарея. Помимо этого также следует учесть мощность характеристик котла и эффективность, с которой будет осуществлять свою работу радиаторная батарея

Помимо этого также следует учесть мощность характеристик котла и эффективность, с которой будет осуществлять свою работу радиаторная батарея.

В качестве примера можно посмотреть видео (выше) на соответствующую тему, тогда все сразу же встанет на свои места, и вы будете знать, чего ожидать от своей отопительной системы.

Элементы и принцип функционирования системы

Однотрубная система, которую также именуют Ленинградкой. представляет собой замкнутый контур. В этом контуре объединен и подающий, и обратный трубопровод. Система заполняется антифризом или водопроводной водой. Для последнего предусматривают подвод отдельного трубопровода с запорной арматурой. Для слива теплоносителя обязательно присутствует отдельный патрубок с вентилем, ведущий в канализацию. Узел пополнения системы желательно оборудовать фильтром.

Основные элементы системы отопления

Теплоноситель, нагреваемый в змеевике котла, поступает в трубопровод, проходит через стояки и радиаторы, отдает энергию, остывая, протекает через насос, который нагнетает поток, движущийся в котел. Для предотвращения аварийных ситуаций в системе присутствует бачок закрытого (мембранного) либо открытого типа. Независимо от типа бачка, монтаж производится на верхнем техническом этаже здания (либо чердаке дома).

Также в системе обязательно присутствует группа безопасности (иногда называется блоком безопасности). В приборе объединены следующие элементы:

• воздухоотводчик;
• предохранительный клапан;
• манометр и термометр (могут быть объединены в едином корпусе).

В случае возникновения аварийной ситуации, связанной с чрезмерно высоким давлением, группа безопасности выровняет его и предотвратит поломки оборудования и разрыв трубопроводов. С помощью прибора легко регулировать температуру и давление в системе отопления. Иногда приборы, которые входят в состав группы безопасности, монтируют на подающий трубопровод по отдельности, врезая предохранительный клапан выше уровня котельного оборудования, но чаще в систему отопления подключают единый блок безопасности, сокращая время на монтаж.

Манометр и термометр в одном корпусе

Группа безопасности. Фото

Радиаторы в однотрубной системе могут подключаться по нескольким схемам – параллельно, диагонально, с байпасами и т.д. На этапе монтажа рекомендуется устанавливать регуляторы температуры на каждый радиатор. Дополнительно для стравливания воздуха и предотвращения образования воздушных пробок стоит на каждый радиатор установить краны Маевского либо приобрести батареи отопления с уже вмонтированными кранами.

Сепаратор воздуха — аналог клапана Маевского

Отдельно о насосе и его выборе

В системах с естественной циркуляцией используются трубы увеличенного диаметра, что необходимо для преодоления потоком теплоносителя гидравлического сопротивления. Гидравлический насос же «подталкивает» теплоноситель, позволяя ему преодолевать сопротивление даже в трубах небольшого диаметра.

В быту обычно применяются насосы мощностью до 100 Вт. Этот прибор прогоняет через себя поток, увеличивая его скорость, но не изменяя существующий объем. Чтобы выбрать насос, следует правильно определить величину необходимого напора.

Для расчета необходимо узнать мощность отопительного прибора. Этот показатель равен количеству воды, которая проходит через котел (расход).

Мощность (кВт) = Расход (л/мин)

Если мощность котла составляет 50 кВт, то расход будет равен 50 литрам в минуту. Через радиатор мощностью 5 кВт за минуту проходит 5 литров воды. Такой же принцип используется для всех участков цепи.

где L – длина циркуляционного кольца.

То есть, для каждых десяти метров системы требуется 0,6 кВт мощности. Для отрезка 50 м необходим насос мощностью 3 кВт. Для отрезка 100 м – 6 кВт. В приведенной ниже таблице указаны рекомендуемые диаметры труб, при выборе трубы диаметром меньше необходимого, рекомендуется приобретать насос с увеличенными показателями мощности и напора.

Таблица 1. Соотношение диаметра трубопровода и расхода теплоносителя

В системе может присутствовать не один насос, а два. В случае поломки одного насоса, второй (резервный) поможет предотвратить перерыв в работе всей системы отопления.

Насосное оборудование стоит монтировать на участке с остывшим теплоносителем, так как высокие температуры жидкости, которая проходит через оборудование, приводит к уменьшению срока службы подшипников, сальника, ротора.

В частных домах часто используются циркуляционные насосы «мокрого» типа без дросселя. Корпус насосов обычно чугунный, а ротор стальной либо изготовленный из прочного пластика. Такие модели в течение двух десятков лет не нуждаются в смазке и ином обслуживании. Роль смазки и охлаждения играет теплоноситель.

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Как работает отопление с одним контуром трубной разводки:

1. Теплогенератор нагревает рабочую жидкость, и направляет ее в трубопровод системы отопления;
2. По трубам теплоноситель подается в батареи, регистры или радиаторы;
3. Рабочая жидкость протекает по радиаторам последовательно из первого во второй, из второго в третий, и т.д., пока из последнего радиатора снова не попадет в котел;
4. После подогрева остывшей жидкости в котле теплоноситель снова направляется в систему отопления.

Устроенная по такой схеме однотрубная система отопления практически вечная, если переток воды по трубам организован по принципу гравитации – без насоса. В системе с естественной циркуляцией теплоносителя для работы системы необходимо только соблюдать некоторый уклон труб, и отопление будет работать в абсолютно автономном режиме. Если собирается принудительная магистральная система отопления частного дома своими руками, то в нее включается циркуляционный насос.

Разница между этими двумя вариантами огромная: в первом случае поток рабочей жидкости будет медленным, нужно тщательно соблюдать все уклоны и повороты, необходимо размещать расширительный резервуар только в самой высокой точке системы, но такая схема работает самостоятельно и не требует электричества, контроля и регулировок. При работе насоса работа отопления упрощается: схема разводки может быть любой, так как насос протолкнет воду по любым лабиринтам, а расширительный бак можно врезать в трубу и закрытого типа, что позволяет устанавливать его в любой точке системы.

Самостоятельный монтаж однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией часто реализуется по схеме с верхней трубной разводкой. Упрощенно такая схема подключения однотрубной системы отопления частного дома выглядит, как последовательное включение оборудования, начиная от котла и заканчивая крайним в разводке радиатором, причем все приборы должны располагаться один ниже другого, чтобы вода имела физическую возможность создавать направленный поток. Преимущество в таком плане однотрубного отопления – отсутствие зависимости от электричества, бесшумность и, как следствие, надежность.

Принудительная однотрубная разводка требует включения насоса в трубу обратной подачи рабочей жидкости – между последним радиатором и котлом. Так как жидкость движется принудительно, никаких уклонов соблюдать не нужно, а за стравливанием воздуха и другими параметрами системы может следить автоматика, которую при подведенном электричестве организовать несложно.

Принудительная закрытая или открытая однотрубная система отопления эффективнее работает с нижней трубной разводкой, когда подающая труба проходит по периметру всех обогревательных приборов по полу. Достоинства такой схемы – возможность скрытой разводки и отсутствие вертикальных трубных стояков.

Способы подключения

Подсоединять радиаторы к трубам можно разными способами в зависимости от места установки и пролегания труб в помещении и, конечно, схемы отопления:

Когда способ подключения выбран (смотрите схему), необходимо:

1. Все стыки и трубы протереть наждачкой и обезжирить их.
2. Закрепить радиатор. Это может быть временное закрепление или установочное, в зависимости от сложности расположения труб отопительной системы по вашей схеме.
3. Вкручиваем переходники, которые, поворачивая, можно подстроить под направление труб, к которым подсоединяются элементы. Если, к примеру, они расположены по полу, – то переходник вкручивается вниз резьбой, если трубы уходят вглубь помещения, — то направление переходника меняется. Так что главное смотреть внимательно в схему расположения однотрубной системы отопления.
4. Переходники для труб, желательно из полипропилена отечественного производства, как советуют специалисты, с помощью паяльника крепим к основной трубе.
5. Устанавливаем кран сверху и заглушку снизу, как показано на схеме, или наоборот.

Материалы

При выборе труб вадно знать кол-во радиаторов

Выбор труб для создания системы зависит от:

Диаметр трубы должен быть таким, чтобы обеспечить теплоносителем нужное количество батарей. Чем их больше, тем шире должен быть просвет. На 4 радиатора нужно минимум 2,5 см. На 5 – 6 – примерно 2,7 – 2,8 см.

Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем

Если в систему не планируется включать насос, то диаметр трубы должен составлять минимум 40 мм.

В зависимости от прогрева выбирают материал трубы. Если вода в системе будет достигать температуры свыше 90о С, лучше использовать сталь. Дело в том, что полипропилен плавится уже при 95о С.

Радиаторы подбирают исходя из эффективности их работы. Они должны обладать максимальной теплоотдачей

Это особенно важно потому, что в последние батареи контура попадает уже слегка остывшая вода. Так что для полной теплоотдачи они должны иметь высокий КПД

Варианты устройства однотрубной системы

Магистраль водяного отопления в обязательном порядке снабжается расширительным баком, выравнивающим давление. Он принимает излишки теплоносителя при расширении и возвращает его в трубопровод при остывании, не допуская скачков давления. Существует два принципиально отличающихся типа расширительных баков – открытый и закрытый. От того, какой из них будет встроен в магистраль, будет зависеть и вид системы отопления.

Открытая система отопления

Система отопления открытого типа предполагает прямой контакт теплоносителя с атмосферой. Используется при устройстве энергонезависимого или комбинированного отопления. Открытый расширительный бак представляет собой цилиндрическую или прямоугольную емкость, частично или полностью открытую. На определенном уровне выполняют отвод для слива излишней жидкости на улицу или в канализацию.

В схему открытой системы отопления с принудительной циркуляцией бак расширения включают непосредственно после котла, отвод устраивают в самой высокой точке магистрали. Сама емкость должна располагаться выше всех подключаемых приборов, поэтому часто бак выводят на чердак. В этом случае его необходимо утеплять при отрицательных температурах.

В связи с соприкосновением теплоносителя и воздуха в емкости бака, происходит насыщение горячей воды кислородом и ее естественное испарение. Отсюда вытекают ограничения и недостатки такой схемы:

• Требуется постоянно следить за уровнем теплоносителя в баке и пополнять его вовремя;
• Необходимо соблюдать уклоны трубопровода (5-7 градусов), чтобы высвобождающийся в магистрали воздух стравливался в расширительный бак и атмосферу;
• Нельзя использовать антифриз вместо воды, поскольку он выделяет токсичные вещества при испарении;
• Присутствие кислорода в теплоносителе снижает срок эксплуатации отопительных приборов со стальными деталями.

Внимание! Отсутствие уклонов при монтаже трубопровода открытой системы отопления приведет к завоздушниванию магистрали. Однако у открытого отопления есть и плюсы:. Однако у открытого отопления есть и плюсы:

Однако у открытого отопления есть и плюсы:

• Не требуется следить за давлением в магистрали;
• Подпитку теплоносителя можно осуществлять даже ведром, просто доливая его в емкость расширительного бака до необходимого уровня;
• Даже при наличии небольших протечек система будет исправно функционировать – до тех пор, пока в трубопроводе будет достаточное количество воды.

Схема системы отопления открытого типа с принудительной циркуляцией

Закрытая система отопления

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией на данный момент имеет наибольшее распространение. Она представляет собой замкнутую гидравлическую магистраль, полностью закрытую от доступа воздуха.

Закрытая система водяного отопления подразумевает использование расширительного бака мембранного типа. Он представляет собой герметичный металлический корпус цилиндрической формы, внутренняя полость которого разделена мембраной. Одна часть наполнена воздухом, а во вторую выдавливается из магистрали вода, объем которой увеличивается при нагреве.

Устанавливать мембранный расширительный бак можно в любом месте магистрали, но для удобства обслуживания его подсоединяют к «обратке» – рядом с котлом.

Особенностью закрытой схемы является наличие небольшого избыточного давления в магистрали. Поэтому закрытая магистраль в своем составе должна содержать группу безопасности. Данный узел устанавливается на выходящем из котла трубопроводе (подающем) без запорной арматуры. Содержит манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан для сброса воды в аварийном режиме.

Важно! В схему закрытой системы обязательно включают группу безопасности

• Находящийся под давлением теплоноситель быстрее прогревается;
• Вероятность завоздушивания отопительной магистрали практически исключена;
• Возможно наполнение антифризом, так как теплоноситель не испаряется и не насыщается кислородом (актуально для зданий периодического пользования);
• Удобство обслуживания – все устройства, обеспечивающие функционирование, контроль и безопасность системы, устанавливают в одном месте;
• При использовании современного оборудования можно сделать закрытую систему отопления полностью автоматизированной и интегрировать ее с программами типа «умный дом».

Недостаток – энергозависимость. Решается приобретением автономного генератора.

Схема системы отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией

Рекомендации по монтажу

При обустройстве однотрубной системы отопления требуется, несмотря на ее простоту, выполнять все этапы работы внимательно и грамотно, учитывая все нюансы и особенности конструкции.

Чтобы все было сделано правильно, стоит воспользоваться следующими рекомендациями:

Заключение

В итоге можно сказать, что однотрубная система отопления при всех ее достоинствах совершенно не подходит для больших и многоэтажных домов. К тому же, несмотря на простоту и низкую стоимость, такая система вызывает немало проблем и требует внимательного подхода при обустройстве. 

Принцип работы

Стандартное отопление основывается на физических законах: тепловое расширение, конвекция, гравитация. Нагреваясь от источника тепловой энергии, происходит расширение теплоносителя, и в трубопроводе создается давление. Более того, он становится менее плотным и, естественно, легким. Более тяжелая и плотная холодная жидкость подталкивает нагретую вверх. С этим связано то, что трубу, которая выходит из котла, монтируют на максимальной высоте. Именно водонагревательный котел представляет собой центральный элемент всей схемы, расположенной в частном доме.

Созданное давление, конвекция, а также тяжесть заставляют воду двигаться к радиаторным элементам, где происходит их нагрев и параллельно охлаждение. В результате теплоносителем отдается тепловая энергия, нагревающая комнату. Затем жидкость возвращается в котел в холодном состоянии, и процесс вновь повторяется.

Однако данное сооружение имеет свои особенности: самый маленький температурный показатель теплоносителя (40-50 градусов Цельсия) перед возвращением в котел фиксируется, попав в самый удаленный (последний в цепи) радиатор. Этого недостаточно, чтобы нормально прогреть комнату.

Чтобы избежать на крайних радиаторных компонентах снижения температурных показателей, следует увеличить теплоемкость батареи или дольше нагревать жидкость в котле. Однако эти решения потребуют дополнительных затрат.

В качестве альтернативного решения применяют другой способ подачи горячей воды, заключающийся в размещении циркуляционной помпы в трубном контуре. Она сможет разогнать теплоноситель по всей схеме.

Производительность подобной технологии будет лучше по сравнению с двумя предыдущими способами. Однако в условиях пригорода методика, основанная на использовании насоса, может оказаться мало результативной в связи с вероятностью сбоев в электропитании.

Проблему доставки горячей жидкости ко всем радиаторам схемы в данном случае может решить разгонный коллектор после его монтажа. Прибор предстает в виде прямой высокой трубы, по которой нагретая жидкость, выходящая из котла, разгоняется до такой скорости, которая не позволит охладиться в промежуточном радиаторе перед попаданием в последнюю секцию.

В итоге характерной чертой однотрубной схемы считают отсутствие трубы обратного действия (обратки), необходимой для возвращения остывшей жидкости в котел. Вторая часть единственного магистрального трубопровода будет считаться обраткой.

Выбирая отопительную схему, имейте в виду, что одноконтурная модель не будет работать, если последняя радиаторная секция ниже уровня в 2.2 метра. Она подходит для применения в двухуровневых постройках.