Однотрубная система отопления частного дома

Схема устройства однотрубной отопительной системы

Варианты отопительной системы могут различаться в зависимости от того, какой является площадь здания. Если здание имеет площадь не более чем 100-150 кв.м, то будет достаточной установка такой системы, где циркуляция теплоносителя имеет место естественным образом. Однотрубное отопление будет сбалансированным благодаря тому, что на разных участках теплоноситель будет иметь разную плотность.

В случае, когда площадь дома несколько больше, то эффективней будет работать схема с циркуляцией принудительного характера. Такую циркуляцию можно организовать посредством мощного водяного насоса.

Однотрубная система отопления с циркуляционным насосом

Однотрубная система отопления не предполагает обратных стояков. Монтаж однотрубной системы отопления должен предусматривать расположение трубопровода в верхней части дома. Монтаж такой системы не представляет ничего сложного, а также для ее организации не нужно большое количество труб.

Существует несколько основных вариантов организации однотрубной отопительной системы, которые вы можете посмотреть на фото.

Первый вариант связан с использованием системы стояков проточного характера. Второй вариант предполагает применение завершающих участков на батарее. Главное отличие состоит в том, что во втором случае перед радиатором ставятся еще и байпасы.

Способы подключения радиаторов в однотрубной системе отопления

Если схема стояков проточная, то нет стояка подачи. Здесь радиаторы соединяются сверху вниз. И вода в них идет тоже с верхних в нижние. По логике вещей – в нижних радиаторах вода будет более холодной температуры. Поэтому на верхних этажах можно поставить меньше радиаторов, чем на нижних. Такой проект однотрубной системы отопления должен учитывать еще один нюанс – на радиаторы не ставят клапаны и краны. Если перекрыть кран на радиатора отдача тепла понизится и обогревание дома уменьшится. Кроме этого, регулирование температуры в разных помещениях невозможно.

Второй вариант такой системы, как однотрубное отопление из полипропилена, предусматривает замыкающиеся участки на радиаторах – байпасы. Здесь вода равномерно попадает из стояка в верхние и нижние радиаторы. Сама вода будет остывать медленнее, поэтому на разных этажах температура будет почти одинаковой. Так, данная система – это несколько усовершенствованный вариант.

Радиатор отопления с байпасом

Чтобы вмонтировать байпасы, используются трубы меньшего диаметра, чем для подсоединения к радиаторам. Если же трубы будут одинакового диаметра, то циркуляция воды в трубах будет нарушена. Чтобы сбалансировать систему с одинаковыми трубами, применяют специальные краны. Обычно их ставится 2 – на трубе, подающей носитель тепла, и на байпасе. Так, будет производиться регулирование потока воды в радиатор.

Однотрубная система отопления частного дома – проектирование

Перед началом монтажа необходимо в первую очередь составить подробную схему и смету для всей системы отопления:

• Следует тщательно вымерять уклоны труб, так как это одно из самых важных условий для нормальной работы всей системы. При постоянном использовании принудительной циркуляции уклон должен быть 5–7 мм на метр магистрали, а при использовании естественной циркуляции необходимо от 3 см на метр и более.
• Определить подходящее место котла, расширительного бачка (его устанавливают в самой верхней точке), заборных и сливных кранов. Также следует рассчитать количество кранов, отводов, тройников и так далее.
• Схема должна быть составлена таким образом, чтобы трубы шли в обход дверей (или лежали ниже или вровень с косяком), при использовании стояков, рассчитать их в обход окон.
• Рекомендуется использовать трубы следующих размеров: при принудительной циркуляции от 25 мм в диаметре, а при естественной не менее 32 мм. Подключение обогревателей можно производить 10–15 мм и 15–20 мм в диаметре соответственно.
• Стоит определить необходимую мощность котла, так как при малой мощности дома будет холодно, а при большой будет душно и невыгодно по расходу топлива. Обычно, мощность определяется из расчета 100 Вт на 1м2 при условии хорошо утепленного помещения, и не слишком сурового климата.
• При использовании печей на твердом топливе рекомендуется использовать металлические трубы и обязательно подача с котла на протяжении от 3 до 5 метров должна быть собрана из металлической трубы.
• Также следует наметить место под дымоотвод и расширительный бак.
• Следует подсчитать необходимое количество расходных материалов (трубы, отводы, тройники и регулировочные краны).

Устройство и элементы однотрубной системы отопления

Хотя устройство самое простое, но и тут есть незаменимые элементы:

1. Котел. Самая важная часть всей системы, его следует выбирать необходимой мощности и подходящей модификации. Бывают котлы твердотопливные, на жидком топливе, газовые и электрические. Современные котлы часто бывают гибридными и работают на нескольких видах топлива.
2. После котла монтируется так называемый разгонный коллектор, участок трубы, который должен подняться на высоту как минимум 1.5 метра над уровнем верхней точки любой батареи, и дальше спускаться на подключение к батареям.
3. В верхней точке разгонного коллектора подключается один из двух устройств:
   • Расширительный бак (при системе открытого типа). Он должен иметь отверстие (крышку) в верхней части, для свободного доступа воздуха, а также наливной патрубок в своем дне и отвод для защиты от перелива в верхней своей части. Рабочий объем бака должен быть не менее 10–15% от общего объема отопительной системы.
   • Группа безопасности (при системе закрытого типа). Это набор, собранный на одной коробке небольшого размера, который включает в себя предохранительный клапан, рассчитанный на максимальное давление в системе, автоматический воздухоотводчик для удаления воздуха из системы и манометр, для лучшего контроля за давлением.
4. Далее, подключается контур радиаторов. Сама конструкция контура бывает двух видов:
   • Обычная прямая – это схема при которой горячая труба входит в батарею и выходит из нее с другого конца и опять входит в следующий радиатор в качестве горячей. Это приводит к тому, что нагрев всех батарей крайне неравномерный.
   • «Ленинградка» или «ленинградская» – это усовершенствованная схема контура, при которой нагрев более равномерный. Достигается этот эффект при помощи применения нескольких запорных арматур (по три крана на каждую батарею), байпаса (перемычки) между входом и выходом радиатора. При этом регулировать придется, возможно, каждый из кранов. Один кран устанавливается на входе в обогреватель, второй на выходе из батареи, а третий на байпасе, для регулировки его пропускной способности.

Ленинградка

Одна из популярных и простых в исполнении схема начала массового использоваться в Ленинграде, отсюда и произошло название. Её особенность способ подключения радиаторов – последовательный с байпасами у каждой батареи.

Ленинградка открытого типа.

Ленинградка закрытого типа.

Схема пригодна для открытых и закрытых систем, с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Конструкция может быть реализована при вертикальной и горизонтальной компоновке.

Таким образом, Ленинградка является универсальной схемой построения однотрубных систем отопления. Ей присущи все описанные достоинства, а недостатки ограничивают применение в больших по площади домах.

Варианты однотрубной разводки

При однотрубной схеме может использоваться верхняя и нижняя разводка отопления. При нижнем подключении к радиаторам трубы не портят интерьер помещения и могут быть скрыты за отделкой. Этот вариант чаще используется в контурах с принудительной циркуляцией.

Верхняя разводка системы отопления прокладывается под потолком. Этот вариант удобен тем, что при движении теплоносителя сверху вниз с приборов удобно спускать воздух посредством кранов Маевского. Верхняя разводка больше подходит системам с естественным током теплоносителя.

Схемы с гравитационной и принудительной циркуляцией

Схема однотрубного отопления частного дома с газовым котлом или другим нагревательным оборудованием бывает с гравитационным и принудительным током теплового носителя. Особенность систем с естественным движением теплоносителя заключается в том, что в них не используется насосное оборудование. Жидкость движется по трубам за счет разницы объема и плотности нагретой и охлажденной воды (антифриза).

В самотечных сетях обязательно устанавливается расширительный бак. Его монтируют в верхней точке системы – на чердаке или высоко под потолком. Нагревательное оборудование устанавливается в низшей точке сети, чтобы вода могла сама стекать по трубопроводу в котел. Именно поэтому котельное оборудование монтируют в подвале или цокольном этаже. Если это сделать невозможно, то пол в котельной специально понижают.

Контуры с принудительной циркуляцией обязательно укомплектовываются насосным оборудованием, которое отвечает за транспортировку теплоносителя. Насос устанавливают на обратном трубопроводе перед насосом

В этом месте жидкость в трубах имеет наименьшую температуру, что важно для насосного оборудования, чувствительного к горячей среде. При этом не нужно делать уклон обратки в сторону котла

Контуры с гравитационным током применяют в небольших одноэтажных домах. Сети с принудительной циркуляцией можно использовать для обогрева большого по площади дома или многоэтажной постройки. Главное условие – наибольшее удаление радиатора от насоса не должно превышать 30 м, потому что прибор не сможет подавать воду на большее расстояние.

Системы открытого и закрытого типа

Разница между системами открытого и закрытого типа заключается в конструкции расширительного бака. Эта емкость нужна для компенсации расширения нагретого теплоносителя. Без бака это бы приводило к критическому повышению давления в сети. При расширении теплоносителя излишек жидкости поступает в бак. При его охлаждении вода снова возвращается в трубопроводы.

Разница между баками открытого и закрытого типа:

1. Расширительная емкость открытого типа может быть самостоятельно изготовлена из подручных материалов. Это обычный бак с крышкой или без нее. Главный минус сетей открытого типа в том, что через открытую емкость в контур попадает кислород, который становится виновником коррозии радиаторов и трубопроводов. Также это приводит к завоздушиванию системы, поэтому на все радиаторы обязательно устанавливают краны Маевского.
2. Баки закрытого типа состоят из двух камер – воздушной и водяной. Эти две камеры разделены эластичной мембраной. В газовой камере обязательно создается необходимое давление. При поступлении избытка расширившейся жидкости в камеру, мембрана продавливается в газовый отсек, из-за чего там повышается давление. После охлаждения теплоносителя давление в газовой камере выдавливает жидкость обратно в трубопроводы.

Минусы открытых емкостей в том, что вода из бака постоянно испаряется, поэтом ее приходится доливать. В открытых контурах нельзя использовать антифриз. Системы закрытого типа надежно защищены от коррозии и завоздушивания. В них можно применять антифриз.

Особенности монтажа однотрубной системы

При монтаже следует знать некоторые особенности строения системы и строго их соблюдать.

• Монтаж отопительной системы начинается с установки котла;
• На всем протяжении магистрали должен быть выдержан уклон не менее 0,5 см на 1 п. м. трубы. При несоблюдении такой рекомендации на приподнятом участке буде скапливаться воздух и препятствовать нормальному течению воды;
• Для освобождения от воздушных пробок на радиаторах применяются краны Маевского;
• Перед подключаемыми отопительными приборами следует устанавливать запорные краны, в случае ремонта устройства не понадобиться сливать воду из всей системы или при необходимости, есть возможность немного отрегулировать температурный режим системы;
• Кран слива теплоносителя устанавливается в самой нижней точке системы и служит для частичного, полного слива или заполнения;
• При устройстве гравитационной системы (без насоса), коллектор должен быть на высоте не менее 1,5 метров от плоскости пола;
• Поскольку вся разводка выполнена трубами одинакового диаметра, их следует надежно крепить к стене, не допуская возможных прогибов, чтобы не скапливался воздух;
• При подключении циркуляционного насоса в сочетании в электрокотлом, их работа должна быть синхронизирована, котел — не работает, насос — не работает.

Установлен циркуляционный насос должен быть всегда перед котлом, учитывая его специфику — он нормально работает при температуре не выше 40 градусов.

Разводка системы может выполнять двумя способами:

• Горизонтальная
• Вертикальная.

При горизонтальной разводке используется минимальное количество труб, и подключение приборов выполняется последовательно. Но такому способу подключения свойственны воздушные пробки, и отсутствует возможность регулирования теплопотока.

При вертикальной разводке трубы прокладываются по чердачному помещению и от центральной магистрали отходят трубы, ведущие к каждому радиатору. При такой разводке вода поступает к радиаторам одинаковой температуры. Свойственна вертикальной разводке такая особенность — наличие общего стояка для целого ряда радиаторов, вне зависимости от этажа.

Ранее эта система отопления была очень популярна, ввиду экономичности и простоты монтажа, но постепенно, учитывая, возникающие нюансы во время эксплуатации, стали от нее отказываться и в данный момент она очень редко применяется для отопления частных домов.

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.

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:

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

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.