Однотрубная схема отопительных систем
Однотрубная система отопления: вертикальная и горизонтальная разводка.
В однотрубной схеме систем отопления подвод горячего теплоносителя (подача) к радиатору и отвод остывшего (обратка) осуществляется по одной трубе. Все приборы относительно направления движения теплоносителя соединены между собой последовательно. Поэтому температура теплоносителя на входе в каждый последующий радиатор по стояку значительно снижается после снятия тепла с предыдущего радиатора. Соответственно теплоотдача радиаторов с удалением от первого прибора снижается.
Такие схемы используются, в основном, в старых системах центрального теплоснабжения многоэтажных зданий и в автономных системах гравитационного типа (естественная циркуляция теплоносителя) в частных жилых домах. Главным определяющим недостатком однотрубной системы является невозможность независимой регулировки теплоотдачи каждого радиатора в отдельности.
Для устранения этого недостатка возможно использование однотрубной схемы с байпасом (перемычкой между подачей и обраткой), но и в этой схеме первый радиатор будет на ветке всегда самый горячий, а последний самым холодным.
В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.
В многоэтажных домах использование такой схемы позволяет экономить на длине и стоимости подводящих сетей. Как правило, отопительная система выполнена в виде вертикальных стояков, проходящих через все этажи здания. Теплоотдача радиаторов рассчитывается при проектировании системы и не может быть отрегулирована с помощью радиаторных вентилей или другой регулирующей арматуры. При современных требованиях к комфортным условиям в помещениях, эта схема подключения приборов водяного обогрева не удовлетворяет требованиям жителей квартир, находящихся на разных этажах, но присоединенных к одному стояку системы отопления. Потребители тепла вынуждены «терпеть» перегрев или недогрев температуры воздуха в переходный осенний и весенний период.
Отопление по однотрубной схеме в частном доме.
В частных домах однотрубная схема используется в гравитационных отопительных сетях, в которых циркуляция горячей воды осуществляется благодаря дифференциалу плотностей нагретого и остывшего теплоносителей. Поэтому такие системы получили название естественных. Главным плюсом этой системы является энергонезависимость. Когда, например, при отсутствии в системе циркуляционного насоса, подключаемого к сетям электроснабжения и, в случае перебоев с энергопитанием, система отопления продолжает функционировать.
Главным недостатком гравитационной однотрубной схемы подключения является неравномерное распределение температуры теплоносителя по радиаторам. Первые радиаторы на ветке будут самые горячие, а по мере удаления от источника тепла температура будет падать. Металлоемкость гравитационных систем всегда выше, чем у принудительных за счет большего диаметра трубопроводов.
Видео о устройстве однотрубной схемы отопления в многоквартирном доме:
Трубы, используемые для водяного отопления
Если вы используете трубы из стали, надо учитывать её недостаток – низкую коррозионную стойкость. Трубы их нержавеющей стали и оцинкованные не имеют этого недостатка. При монтаже лучше всего применять резьбовые соединения. Трубы из металла в данное время при устройстве схемы разводки отопления двухэтажного дома используются достаточно редко.
Соединяют трубы из меди при помощи пайки высоких температур с «серебросодержащим» припоем. При желании их можно спрятать в стены дома, что очень удобно и эстетично. Минус таких труб – в высокой цене, но это единственный минус, такие трубы очень надёжны и рекомендованы, так как при их правильной установке они прослужат нескольким поколениям владельцев жилища, при этом не будет необходимости их менять или ремонтировать. Такие трубы очень надёжны и качественны.
Полимерные трубы имеют плюсы: они удобны при монтаже, который может произвести даже человек без специального образования, что может сэкономить деньги; на внутренней поверхности не откладывается осадок, а значит, они не будут быстро забиваться; достаточно стойки к коррозии. Монтируются такие трубы с помощью резьбовых или же прессовых соединений, сварка не используется. Недостаток: коэффициент теплового расширения достаточно большой, что может привести к возникновению течи.
Когда составляются проекты отопления частного двухэтажного дома, необходимо продумать, какие трубы наиболее подходят для данного строения, учитывая аварийное и альтернативное отопление. Конечно, многое зависит и от материального фактора, но на отоплении лучше всё-таки не экономить, ведь от этого зависит то, как вы будете жить зимой: будете ли мёрзнуть, или наслаждаться жизнью в тепле и уюте.
Схема отопления одноэтажного дома: от чего зависит
Первейшим пунктом определения будущей сети обогрева коттеджа, будет определение его основных характеристик, как в плане строительства, так и по типу планировки. В одноэтажных домах все помещения расположены на одном уровне, а потому дом может занимать вполне внушительную площадь, так как каждый владелец хочет обеспечить максимальный комфорт при создании загородной резиденции.
Основными критериями, по которым подбирается схема отопления одноэтажного частного дома для российских реалий, являются:
- наличие утепленного фундамента и его толщина – через пол могут проходить достаточно большие теплопотери, особенно при свайной или ленточной конструкции. Отсутствие утепленных слоев в фундаменте дома требует повышения количества радиаторов, установку более мощного оборудования;
- подвал или цокольный этаж – встречаются достаточно часто, и требуют увеличения схемы отопления по оснащению и расчета работоспособности котла, чтобы максимально обеспечить отопление дома, даже если в подвале не буде предусмотрена установка радиаторов;
- неотапливаемый чердак – через него могут проходить довольно большие объемы тепла наружу, особенно, если не проводилось надлежащее утепление перекрытий и кровельного пирога;
- строительные материалы и отделка – в большинстве случаев, намного проще создать энергоэффективную конструкцию дома используя различные современные материалы, чем потом тратить средства на отопительные системы. В ИнноваСтрой осуществляется разработка индивидуального проекта коттеджа с использованием современных и классических материалов, качественной внутренней и наружной отделкой, которые, в свою очередь, могут обеспечить до 30-40% экономии тепла, снизить теплопотери, создать условия для создания более простой схемы отопления;
- доступность энергоносителей – в разных регионах страны есть те или иные ресурсы, которые помогают обеспечить отопление дома с минимальными вложениями. Сейчас наиболее популярным является сжиженный магистральный газ, но также широко используется электричество, твердое и жидкое топливо, комбинированные системы. В зависимости от доступного энергоносителя, формируется вся схема отопления одноэтажного частного дома;
- желаемый тип разводки – для коттеджа обычно выбирают самые разные типы обеспечения комфорта. К таким относятся теплые полы в ванных комнатах, воздушное отопление, связанное с отсутствием батарей, установка радиаторов для водяных магистралей. Наличие камина также оказывает влияние на систему отопления, так как объект вполне может быть включен в сеть и выполнять не только эстетические функции, но и создавать комфортные условия проживания в загородном доме;
- природные факторы – важным является преобладающее направление ветров, наличие водных поверхностей рядом с поселком, защита коттеджа лесом, соседними постройками – все эти факторы в некоторой мере влияют на мощность используемого оборудования, количество установленных отопительных приборов.
Чтобы полностью учесть все возможные факторы, на стадии проектирования дома, или в процессе его реконструкции, лучше обратиться к профессионалам, способным гарантировать качество выполняемых работ, имеющих многолетний опыт создания загородных домов под ключ. Компания ИнноваСтрой, используя современные компьютерные технологии, практические знания инженеров и строителей, обеспечит создание полноценной, недорогой и функциональной отопительной системы для любого одноэтажного дома
При этом большое внимание уделяется не только высокой надежности внутренних коммуникаций, но и финансовой выгоде заказчика – чтобы затем вы могли комфортно жить в частном доме с минимальным вмешательством в работу отопления
Распространенные варианты подключения
Если вы решили обустроить однотрубную систему, придется выбирать между двумя видами:
- простая схема без регуляции;
- «ленинградка» с возможностью отключения отдельных радиаторов.
По способу управления первый вариант явно уступает второму, единственный его плюс – бюджетная стоимость.
Монтаж простой однотрубной системы горизонтального или вертикального типа отличается простотой и надежностью, однако регулировка температуры в сети невозможна (+)
Установка «ленинградки» обойдется чуть дороже, так как кроме труб необходимо приобрести комплект запорных кранов. С помощью байпасов и клапанов можно уменьшать/увеличивать количество теплоносителя, подаваемого в радиатор.
Схема устройства «Ленинградки»: при помощи запорной арматуры можно отключить на время отдельные ненужные радиаторы без изменения функциональных качеств всей системы в целом (+)
«Ленинградка» признана профессиональными теплотехниками лучшим вариантом однотрубной системы для 2-этажного жилого дома.
Комплектация и монтаж оборудования
- насос циркуляционного типа;
- газовый или электрический котел (мощность зависит от размеров дома, характеристик теплоносителя и т.д.);
- расширительный бак;
- трубы 20 мм и 25 мм;
- переходники, прокладки, заглушки;
- комплект радиаторов;
- краны Маевского.
Наряду со стальными трубами могут применяться полимерные или металлопластиковые, причем последним отдается предпочтение.
В отопительных контурах с закрытыми расширительными бачками стравливание воздуха производится с помощью автоматических спусников, оснащенных запорными клапанами и поплавками, или кранами Маевского, снабжающими каждый радиатор
Сначала находят подходящее место для котла и монтируют его, затем собирают трубопровод, ведущий к радиаторам. В местах радиаторных ответвлений и байпасов фиксируют тройники. Насос врезают на обратке, рядом с входным отверстием в котел, и подключают к электропитанию.
Место монтажа открытого расширительного бака – наивысшая точка системы, закрытый можно монтировать в любом удобном месте, например, в бойлерной. Радиаторы подвешивают к стенам с помощью специальных креплений, оборудуют заглушками и кранами.
Состав и принцип работы системы
Все системы отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя рассчитаны на небольшие протяженности трубопроводов – не больше 25-35 м в одну сторону.
Состав системы отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя включает следующие элементы:
- котел, как правило, твердотопливный;
- трубопроводы: в зависимости от может быть один или два трубопровода – подающий и обратный;
- отопительные радиаторы;
- расширительный бачок.
На первом рисунке видна взаимосвязь всех перечисленных выше компонентов.
Изображение 2. Схема возникновения циркуляционного напора.
В котле сгорает топливо (дрова, брикет и так далее). По подающему трубопроводу нагретый теплоноситель доставляется до радиаторов. Здесь теплоноситель отдает часть своего тепла в окружающую среду. Посредством обратного трубопровода остывший теплоноситель попадает обратно в котел. Расширительный бачок нужен для непрерывной подачи теплоносителя в систему отопления.
Такой цикл повторяется постоянно. Теплоноситель двигается за счет создаваемого давления. Его создает расширительный бачок. Давление воды создается за счет атмосферного давления, так как расширительный бачок находится выше всех остальных элементов системы отопления частного дома. Именно по этой причине такие системы называются системами с естественной циркуляцией.
работают по такому же принципу, только в них существуют еще и вертикальные трубопроводы, которые называются стояками.
Вода течет по ним за счет давления, в образовании которого принимают участие сразу три фактора:
- давление за счет расширительного бачка;
- давление за счет расширения теплоносителя вследствие его нагревания;
- давление за счет действия холодного, более тяжелого теплоносителя.
Вода, сильно нагреваясь от котла, поднимается по стояку, а потом вытесняется более тяжелой холодной водой. Дальше вода растекается по горизонтальному трубопроводу. Эти движения происходят только за счет указанных выше составляющих общего давления, то есть самотеком. Таким же образом вода поступает обратно.
Схема разводящего трубопровода горячей и холодной воды.
Кроме того, наклон трубопроводов способствует удалению воздушных подушек через расширительный бачок. Это происходит по той причине, что воздух легче воды, поэтому стремится попасть в самую верхнюю точку – расширительный бак.
Расширительный бак имеет и другое предназначение – забирать нагретую воду, объем которой при нагревании увеличивается, при остывании вода возвращается обратно.
Если говорить кратко, то принцип действия движения воды такой: вода поднимается по стояку вследствие нагревания, а также под воздействием давления. Циркуляция теплоносителя обуславливается разностью между двумя плотностями – нагретой и остывшей воды.
Несмотря на наличие давления, хоть и небольшого, движение воды не имеет большой скорости. Это связано с тем, что расходуется на преодоление сопротивления, которое возникает в результате трения воды о внутренние стенки труб. Особенно большое сопротивление теплоноситель испытывает в местах поворота трубы, в местах прохода через водопроводную арматуру и так далее.
В общем смысле скорость движения теплоносителя, то есть ее напор, зависит от многих факторов:
- от разности двух высот – высоты центра котла и высоты центра отопительного радиатора. Чем больше эта разность, тем быстрее движется вода в системе отопления двухэтажного частного дома с естественной циркуляцией;
- от разности плотностей холодной и горячей воды – чем выше температура, тем меньше ее плотность, а соответственно, и разность больше.
Схемы и инструкция по монтажу от одного котла
Наиболее простым и экономичным способом сооружения комбинированной отопительной системы в частном доме считается схема с радиатором и тёплым полом от одного котла. От него уже монтируются все элементы и циркуляционный насос.
Есть настенные котлы, внутрь которых уже встроен насос. При использовании напольной модели, его придётся устанавливать отдельно.
При прямом подключении к газовому прибору (именно эту модель специалисты советуют устанавливать при обустройстве комбинированного способа отопления в частных домах) — рекомендована установка ёмкости для конденсата. Монтаж обычного котла на газе приведёт к быстрому выходу из строя теплообменника.
Газовое оборудование размещается в помещениях с потолками не ниже 2 метров. Обязательно наличие вентиляции.
Если применяется твёрдотопливная модель, то для подключения тёплого пола к ней, нужна установка буферной ёмкости. Её функция — ограничивать температурный режим, так как напрямую трудно проводить регулировку температуры.
Принцип работы отопления по комбинированной схеме — тёплый пол и батарея от одного котла, состоит в следующем. Нагретая вода направляется в смесительный узел, где она упирается в предохранительную головку. Термоголовка определяет её температуру, и если она превышает необходимый уровень, то вентиль открывается, и происходит смешивание горячего и холодного теплоносителя до нужно градуса.
Затем вода распределяется по контурным магистралям пола и батарей. После прохода всего трубопровода, она возвращается в теплогенератор для нагрева.
В схему подключения от одного котла тёплых полов и батарей входят следующие элементы:
- котёл с расширительным баком — нагревает теплоноситель;
- гидрострелка — разводка, в виде трубы с четырьмя ответвлениями, по ним движется вода;
- радиаторный и половой насос — они обеспечивают подачу жидкости в коллекторный узел;
- коллектор — к его выходам подсоединяются петли пола, и осуществляется подача горячей воды;
- смесительный узел — в нём происходит разбавление теплоносителя для ТП;
- термостат — головка, которая открывает или закрывает поступление воды в контуры.
Монтаж системы
После сооружения «пирога» пола — выравнивания основания, гидро и теплоизоляции и укладки нагревательных элементов, можно переходить к монтажным работам и подключению комбинированной системы отопления от одного котла (тёплого пола и радиаторов). Разберем процесс по шагам:
Устанавливается котёл и производится его обвязка (в частном доме он чаще монтируется в отдельном строении). Помещение должно иметь дымоход и приток воздуха.
Соединяются трубы от радиаторов с водонагревателем, между ними монтируется насос.
Подключаются контуры пола через устройство, в котором вода разбавляется до требуемой температуры. Для этого применяются: смесительный узел, 2-х или 3-х ходовой клапан, они крепятся к подающей трубе.
Устанавливается циркуляционный насос.
Контуры пола соединяются через гребёнку с источником подачи горячей воды, именно она является теплоносителем, и будет отапливать помещение.
Типы разводки однотрубной системы
В однотрубной системе нет разделения на прямую и обратную трубу. Радиаторы подключены последовательно, и теплоноситель, проходя по ним, постепенно остывает и возвращается в котел. Эта особенность делает систему экономичной и простой, но требует настройки температурного режима и правильного расчёта мощности радиаторов.
Упрощенный вариант однотрубной системы подходит только для небольшого одноэтажного дома. В этом случае труба проходит через все радиаторы напрямую, без регулирующих температуру вентилей. В результате первые по ходу теплоносителя батареи оказываются значительно горячее, чем последние.
Для протяженных систем такая разводка не подходит, ведь остывание теплоносителя будет существенным. Для них используют однотрубную систему «ленинградка», при которой общая труба имеет регулируемые отводы на каждый радиатор. В результате теплоноситель в основной трубе более равномерно распределяется по всем помещениям. Разводка однотрубной системы в многоэтажных строениях делится на горизонтальную и вертикальную.
Горизонтальная разводка
Они объединяются в стояк обратной магистрали и поступают обратно в котел или бойлер. Краны для регулировки температуры находятся на каждом этаже, а краны Маевского — на каждом радиаторе. Горизонтальная разводка может быть выполнена как проточной, так и по системе «ленинградка».
Вертикальная разводка
Выбор системы разводки для частного дома зависит в основном от его планировки. При большой площади каждого этажа и небольшой этажности дома лучше выбирать вертикальную разводку, так можно добиться более ровной температуры в каждом помещении. Если площадь невелика — лучше выбирать горизонтальную разводку, так как ее проще регулировать. Кроме того, при горизонтальном типе разводки не придется делать лишних отверстий в перекрытиях.
Видео: однотрубная система отопления
Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве
Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.
При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.
Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.
- с одной трубой;
- двумя;
- коллекторная.
Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.
Вариант схемы с одной трубой
На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.
Вентиль на батареи
Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.
Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.
Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.
- тупиковая;
- попутная;
- коллекторная.
Варианты тупиковой и попутной схем
Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.
Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.
Схема коллекторного горизонтального отопления
Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.
Вертикальная схема
Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.
Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.
Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
- Более равномерный прогрев всего домовладения;
- Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
- Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
- Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.
Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.
https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
