Однотрубная система отопления частного дома с принудительной и естественной циркуляцией

Установка отопительных коммуникаций – один из ключевых вопросов при строительстве частного дома. Самой эффективной, простой и экономичной считается однотрубная система отопления. В отличии от двухтрубной, такой тип системы исключает наличие раздельных труб для прямой и обратной магистрали. Безусловно, у однотрубного отопления есть и весомые недостатки, но их при правильном подходе к монтажу можно успешно нейтрализовать.

Однотрубные системы отопления чаще устанавливают в небольших частных домах

Преимущества и недостатки однотрубных систем отопления

Частое использование однотрубных систем при устройстве отопления можно объяснить наличием таким преимуществ:

экономия при покупке комплектующих и материалов. Для однотрубной разводки нужно примерно на 30-40% меньше длины труб по сравнению с двухтрубной системой;
простота монтажа. Для оборудования такой системы не требуется специальных навыков, справиться с монтажными работами можно без помощи строительной бригады. Временные затраты на установку также будут минимальными.
долговечность и надежность. Простота схемы однотрубного отопления объясняет отсутствие проблем, связанных с регулировкой и настройкой системы в процессе эксплуатации.
эстетичность. Магистральную трубу спрятать достаточно просто — в напольное покрытие или под плинтус, так как она в большинстве случаев будет проходить вдоль пола. Перед укрытием трубы необходимо позаботиться о её теплоизоляции.

Использование системы с принудительной циркуляцией имеет и некоторые негативные моменты:

отсутствие равенства температур воды во всех участках контура. Температура радиатора, находящегося ближе к котлу, будет более высокой, чем температура каждого последующего сегмента в цепи. Радиатор, находящийся ближе всего к котлу с обратной стороны, в итоге, будет самым холодным.
невозможность врезки в однотрубную систему контура «теплого пола».

Подвод труб к батарее в однотрубной системе легко спрятать в пол или стену, чтобы помещение выглядело эстетично

Полезный совет! Если планируется обогрев какой-либо из комнат посредством системы «теплых полов», лучше изначально прибегнуть к двухтрубному отоплению.

Однотрубные системы отопления с принудительной и естественной циркуляцией: основные отличия

Способ циркуляции горячей воды в системе определяет её тип: принудительный или естественный. Система отопления с принудительной циркуляцией работает за счет насоса, который устанавливается в обратной части магистрали перед входом в котел. Циркуляционный насос создает оптимальный уровень давления, благодаря которому температура горячей воды сохраняется на всех участках системы.

Отопление с естественной циркуляцией использует физические свойства воды. Горячая жидкость, имеющая меньшую массу и плотность, поднимается по трубам, попадая в радиаторы. В это время более тяжелая холодная вода попадает в котел, где снова нагревается. Преимуществом отопления с естественной циркуляцией является бесперебойная работа системы, не зависящая от подачи электричества.

Основным недостатком, в связи с которым тип отопления с естественной циркуляцией не получил широкого распространения, является ограниченность длины системы. Протяженность контура, при которой система будет работать оптимально, не должна превышать 30 метров. Установка системы с естественной циркуляцией возможна только при использовании маломощного котла, тяги которого будет хватать для отопления небольших помещений.

В системе с принудительной циркуляцией за движение теплоносителя по трубам отвечает насос, который устанавливается поблизости от котла

Применение естественной циркуляции в больших одноэтажных домах становится невозможным также по причине требования к уклону магистральной трубы. Минимальным уклоном является 3-5 градусов. Это значит, что на каждый метр трубы необходимо осуществить перепад высоты в 5-7 см.

Важно! В случае с принудительной циркуляцией уклон трубы будет гораздо меньшим. С помощью насоса горячая вода будет равномерно распределяться по системе, имеющей перепад высоты в пределах 0,5 см на каждый погонный метр трубы.

Помимо этого, принудительная циркуляция позволяет решить следующие вопросы:

обеспечение полного контроля над рабочими процессами в системе отопления;
применить более простую нижнюю разводку системы (при естественной циркуляции возможна только верхняя разводка);
увеличить протяженность отопительного контура.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией может быть переоборудована в сеть с принудительной подачей воды.

Монтаж однотрубной системы отопления с нижней разводкой в частном доме

Если при естественной циркуляции чаще применяется верхняя разводка магистрали, в случае с принудительной циркуляцией целесообразнее использовать систему с нижней разводкой. Принудительный тип циркуляции в системе отопления подразумевает установку элементов в следующем порядке:

Нагревательный котел любого типа: твердотопливный, дизельный, электрический или газовый. Котел в системе с нижней разводкой должен находиться на более низком уровне, чем основная магистраль. Нет необходимости устанавливать котел в подвале, можно сделать для него углубление в полу, залитое бетонной стяжкой.
Разгонный коллектор – труба, возвышающаяся над основной магистралью не менее, чем на 1,5 метра. В этом сегменте осуществляется отвод отопительной трубы в расширительный бак.
Расширитель, необходимый для регулировки постоянного давления. Использование бака предотвращает возникновение аварийной ситуации, связанной со скачками давления. Во внутренней полости расширителя есть мембрана с воздухом с одной стороны, а с другой – выход для горячей воды. Благодаря закрытой конструкции расширителя вода не остывает при прохождении через него.
Трубопровод, распределенный по периметру всего отапливаемого помещения. Монтировать его можно из полипропиленовых, медных, металлопластиковых труб. Схему трубопровода рекомендуется планировать таким образом, чтобы начало контура приходилось на наиболее нуждающиеся в отоплении комнаты.
Радиаторы, размещенные в последовательном порядке. Для улучшения теплоотдачи и более сбалансированному прогреву секций в системе с нижней разводкой радиаторы можно подключать в диагональном порядке. При этом вход магистрали в радиатор будет находиться в верхней точке, выход – в нижней.
Циркуляционный насос располагается в конце контура перед входом в котел.

Чтобы предупредить скачки давления в системе, следует установить расширительный бак

Важно! Если было решено разместить расширительный бак на чердаке, необходимо уделить внимание утеплению помещения. Иначе воздушная мембрана может не справиться с сохранением тепла воды, что приведет к поломке системы.

При установке радиаторов необходимо предусмотреть возможность выпуска воздушных пробок. Краны для выхода воздуха будут размещены в верхней части батареи. Выпускать скопившийся воздух нужно перед началом каждого отопительного сезона. В системе многоэтажного дома вывод воздуха осуществляется на верхних этажах. Существуют также более дорогие- автоматические — воздухоотводчики, включающиеся самостоятельно при необходимости.

Виды однотрубной системы отопления

Допускаются различные схемы отопительных систем с предусмотренной принудительной циркуляцией.

Вертикальная. Такая схема однотрубной системы применяется для отопления многоэтажного дома. Если в частном доме расширитель устанавливается на чердачном помещении, при устройстве отопления многоэтажного дома необходимо прибегнуть к монтажу специальных перемычек на каждом этаже. Также можно увеличить количество радиаторов для нижних этажей, но такое мероприятие потребует дополнительных затрат.

Полезный совет! Вертикальный стояк многоэтажного дома исключает возможность присоединения более 10 радиаторов. В противном случае распределение температур будет крайне неравномерным: на верхнем этаже температура батарей будет превышать 100 градусов, а на нижнем едва достигнет 45 градусов.

В многоквартирных домах общий стояк («до квартиры») обычно осуществляется с помощью двухтрубной системы. На каждом этаже монтируется самостоятельная однотрубная разводка.

Горизонтальная проточная (с нижней разводкой). Самая простая схема, применяющаяся в небольших частных постройках. При этом устройстве горячая вода поступает в главную магистраль, а затем распределяется между остальными горизонтальными стояками.

В горизонтальной системе с замыкающими участками возможна установка кранов для регулировки температуры

Использование этой схемы не подразумевает регулировку температур в элементах цепи с помощью кранов.

Горизонтальная с замыкающими участками. Такой тип подключения также известен под названием «ленинградка». Это наиболее распространенная однотрубная система отопления частного дома, площадь которого не превышает 200 кв. м. Между входящими в радиатор и выходящими из него участками трубы монтируется дополнительный сегмент — байпас. Его диаметр должен отличаться от диаметра труб в основной сети на 1 размер.

Баланс температуры в системе типа «ленинградка» достигается за счет того, что часть горячего потока попадает в радиатор, а часть проходит по магистрали без задержки. На байпасах можно устанавливать регулирующие краны, позволяющие включать или отключать отдельные элементы. Эта же схема может обеспечить эффективный обогрев частного многоэтажного строения.

Как рассчитать количество радиаторов при однотрубном отоплении с нижней разводкой

Количество секций подключенных батарей при системе отопления с нижней разводкой будет строго ограничено. Оно не должно превышать регламентированные нормы. Расчеты количества радиаторов производятся с опорой на объем помещение, его особенности (количество дверей, оконных проемов, высота потолков), климатическую зону.

Количество радиаторов зависит от площади и планировки помещения

Согласно нормам СНиПа, для отопления 1 кв. м. жилого помещения, находящегося в средней климатической зоне, требуется количество тепла в диапазоне 60-100 Вт. Для территорий с более холодным климатом берутся показатели 150-200 Вт.

Если необходимо обогреть помещение площадью 18 кв. м. при усредненных показателях тепловой мощности (100 Вт), понадобится в итоге 1800 Вт (100*18=1800). Допустим, что в системе отопления будут использоваться алюминиевые радиаторы, мощность каждой секции которого составляет 190 Вт. Это значит, что для исходного помещения понадобится 9,5 секций (1800/190=9,47). Округлять результат можно в любую сторону, в зависимости от назначения отапливаемого помещения.

Чугунные радиаторы имеют наименьшие тепловые показатели – до 145 Вт, поэтому в последнее время используются мало. Биметаллические, как и алюминиевые, могут передавать тепло в количестве до 190-200 Вт.

Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией – это наилучший вариант для обустройства небольших частных домов. А сэкономит средства при отоплении помещений совсем малого размера система с естественной циркуляцией. Владельцам крупных коттеджей стоит рассмотреть возможность установки двухтрубной системы, решающей вопрос с неравномерным остыванием теплоносителя.

Однотрубная система отопления – преимущества системы и способы монтажа

Одной из конструкций, предназначенных для прогрева частного дома, является однотрубная система отопления. Данная система достаточно проста, поэтому ее часто берут на вооружение владельцы частных домов. В данной статье будет рассмотрена схема однотрубного отопления частного дома и ее особенности.

Устройство однотрубной системы отопления

Ключевая особенность данной системы заключается в том, что подача и отвод теплоносителя выполняются одной трубой, к которой посредством подводок подключены все отопительные приборы, установленные последовательно. Основная магистраль подключается к источнику тепла и затем возвращается к нему же, тем самым замыкая контур. Для обеспечения необходимого давления в системе присутствует вертикальная труба, по которой вода поднимается до верхней точки, а по мере остывания перемещается дальше.

Немного иначе будет отопление в одну трубу в частном доме, имеющем два этажа. В данном случае вода из установленного вертикально стояка проходит по отопительным контурам. На первом этаже стояк опускается до уровня пола, в результате чего образуется разгонный коллектор. Далее труба проходит по всему дому, подавая воду в подключенные отопительные приборы, и уже после этого попадает в источник тепла.

Схема однотрубной системы отопления в частном доме с двумя этажами имеет свои особенности:

Сечение основной магистрали не меняется на участках трубопровода;
Вода при прохождении через отдельные отопительные приборы теряет часть температуры, и эта тенденция будет сохраняться вплоть до попадания жидкости в зону нагрева;
Поскольку температура жидкости падает, то количество секций в батарее должно постепенно увеличиваться по направлению движения теплоносителя.

Впрочем, описанный процесс можно скомпенсировать грамотной планировкой, которая позволит обойтись без дополнительных секций. Если разогретая жидкость будет попадать в первую очередь в жилые помещения, а потом в хозяйственные, то расширять батареи не придется.

Как правило, для нормального функционирования однотрубной отопительной системы используется принудительное движение воды, для которого требуется циркуляционный насос – в таком случае работа отопления будет стабильной, но энергозависимой.

Если имеются некоторые опасения по поводу перебоев с электричеством, то обустраивается самотечная однотрубная система отопления для дома. Она работает по описанному выше принципу: устанавливается разгонный коллектор, находящийся на высоте хотя бы 2 метров от уровня пола.

Чтобы система могла функционировать, потребуется расширительный бак, установленный выше крайней верхней точки контура трубопровода. Как правило, местом установки бачка является чердак. Подсоединенный к системе бачок обеспечивает ее работу, но эффективность самотечной системы даже при грамотном обустройстве оставляет желать лучшего – движение воды за счет разницы температур нельзя назвать достаточно интенсивным.

Гораздо лучше работает закрытая однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, которая обеспечивается насосом. В таких конструкциях используются мембранные расширительные бачки, поскольку система имеет замкнутый контур. Впрочем, разгонный коллектор все равно потребуется – он будет поддерживать уровень воды во всех батареях и способствовать нормальному движению теплоносителя.

Классификация однотрубных отопительных систем

Существует два разных вида однотрубных систем отопления:

Вертикальные. Данный вид систем используется в двухэтажных зданиях. Приборы в таком случае располагаются друг под другом (допускается лишь незначительное смещение) и соединяются общим стояком. Конструктивно эта схема больше похожа на комбинированную, поскольку в ней очень хорошо заметна разница между подающей и обратной магистралью. Насос в данной системе не обязателен, но его всегда можно установить для надежности.
Горизонтальные с нижней разводкой. Такая схема отопления в одну трубу используется в одноэтажных домах, имеющих небольшую площадь. Естественной циркуляции в таком случае вполне достаточно, хотя встречаются и системы с установленным насосом.

Читать еще: Почему радиаторы отопления устанавливают под окнами?

Подключать отопительные приборы можно тремя способами:

Снизу;
Сбоку;
По диагонали.

Наибольшее распространение получило нижнее подключение радиаторов, которое ценится за практически незаметные трубы, что улучшает интерьер помещений. Впрочем, с точки зрения эффективности такой вариант далек от идеального – теплоотдача батарей в данном случае заметно снижается.

Оптимальным вариантом является диагональная схема подведения труб, при которой отопительные приборы прогреваются должным образом и демонстрируют максимальную эффективность. В любом случае, перед тем, как сделать однотрубную систему отопления, нужно разработать проект, отображающий мельчайшие детали будущей конструкции.

Достоинства и недостатки однотрубных систем

Однотрубная система отопления частного дома имеет несколько весомых положительных качеств:

Простота. Монтаж и ремонт однотрубного отопления очень часто осуществляется самостоятельно владельцами домов – и все благодаря простоте конструкции.
Дешевизна. Стоимость элементов системы достаточно низка, что в немалой степени связано с простотой такого отопления. Для обустройства требуется достаточно скромный набор материалов – например, труб потребуется всего два вида (одна для основной магистрали, вторая – для подводок). Вертикальная система, естественно, обойдется дороже, ведь ей требуется два контура трубопровода.
Возможность модификации. При наличии бюджета систему можно доработать, используя радиаторные термостатические клапаны, позволяющие регулировать температуру каждого отопительного прибора по отдельности. Впрочем, остается популярной и двухтрубная система. Довольно часто схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома позволяет решить многие задачи, с которыми однотрубная не справилась.

Также стоит отметить и основные недостатки однотрубного отопления:

Каждая последующая батарея получает меньше тепла, что особенно заметно в системах с нижней разводкой.
Максимальная эффективность системы достигается только при установке циркуляционного насоса, что автоматически делает отопление энергозависимым.
Эффективность однотрубного отопления снижается при увеличении площади и этажности здания, в котором установлена система.

Как работает однотрубная система отопления в частном доме?

Чтобы в жилом помещении было комфортно в холодное время года, необходима отопительная система. В частном строительстве особенно популярны простые и надёжные однотрубные тепловые сети. Такую отопительную систему можно провести своими руками, уделив немного времени изучению её устройства и приняв во внимание рекомендации специалистов.

Виды отопительных систем

Отопительный контур включает: источник тепла, трубы для транспортировки теплоносителя и теплоотдающие приборы. Рабочая среда, нагретая источником тепла, движется по трубопроводу, отдавая тепло помещениям дома. Пройдя весь путь, остывший теплоноситель возвращается к отопительному прибору, снова нагревается и цикл повторяется.

Для отопления жилых домов обычно используют водяное отопление, так как вода доступна и относительно безопасна. Но отопительная система может работать и с другой рабочей средой: воздухом или антифризом. Эти теплоносители обычно используют в домах, где отопление включают эпизодически.

Для обогрева жилых домов и зданий функционального назначения используют одно– и двухтрубные системы отопления.

В однотрубной системе к тепловой магистрали последовательно подключают батареи отопления. Теплоноситель проходит все радиаторы по очереди и контур замыкается на источнике тепла. Схема трубопровода проста – поступление и возврат рабочей среды осуществляются через одну трубу. Монтаж не требует выполнения большого количества узловых соединений, поэтому однотрубная система пользуется популярностью для отопления небольших строений и частных домов.
В двухтрубной системе батареи к трубопроводу подключаются параллельно между подающей трубой и обратной. Горячая рабочая среда поступает в батареи из подающей трубы, а остывшая сразу отводится в обратную. Монтаж сложнее, потому что необходимо выполнить множество разветвлений и узлов, итоговая стоимость теплосети – выше.

Обратите внимание! Двухтрубные отопительные контуры эффективны для обогрева строений, имеющих большую площадь или этажность – во все радиаторы поступает рабочая среда одинаковой температуры, что позволяет прогревать все помещения примерно одинаково. В частной застройке такие отопительные системы используют редко.

Как устроена однотрубная система

Тепловой контур состоит из функциональных элементов:

теплового генератора – котла, нагревающего теплоноситель;
насоса или разгонного коллектора, обеспечивающего циркуляцию рабочей среды;
компенсирующего устройства, регулирующего давление в трубопроводе;
теплоотдающих элементов – радиаторов или тёплого пола;
соединяющих все элементы труб.

Системы с естественной и принудительной циркуляцией

Для передачи тепла от котла к теплоотдающим элементам необходима постоянная циркуляция теплоносителя.

Создать естественную циркуляцию рабочей среды позволяет монтаж разгонного коллектора – петлеобразной трубы, вертикально выведенной из котла.

От котла нагретый теплоноситель стремится вверх из-за своей высокой температуры. После прохождения верхней точки коллектора под действием силы тяжести теплоноситель устремляется вниз с ускорением свободного падения. Стремительно набрав скорость, рабочая среда по инерции продолжает двигаться дальше по трубопроводу.

Постоянное движение рабочей среды в отопительном контуре можно обеспечить, оснастив систему электрическим насосом, который придаёт теплоносителю необходимый импульс.

Отопительные контуры, оснащённые циркуляционным насосом, называют системами с принудительной циркуляцией.

Открытый и закрытый тип компенсирующего устройства

Из-за расширения рабочей среды при нагревании в трубопроводе создаётся избыток давления, при отключении системы отопления, наоборот, давление в трубах снижается. Эти колебания негативно сказываются на элементах теплосети и могут вызвать поломки.

Чтобы компенсировать давление теплоносителя, в тепловой контур включают расширительный бак. Излишек нагретой рабочей среды поступает в бак, давление в трубах снижается, когда же отопление выключают, бак возвращает теплоноситель в контур, компенсируя недостаточное давление.

Компенсирующие устройства бывают открытого и закрытого типа:

Бак открытого типа – открытая полностью или частично ёмкость. Устанавливают такое устройство в верхней части трубопровода над котом. Поступающая в ёмкость горячая вода постепенно испаряется, из-за чего может образоваться недостаток теплоносителя в тепловом контуре, поэтому воду в бак нужно доливать. Чтобы не следить за уровнем воды, бак подключают к водопроводу и оснащают клапаном с поплавком. Чтобы при переполнении ёмкости кипяток не выплёскивался через её край, в баке устраивают водослив, выводя его в канализацию.
Бак закрытого типа работает по тому же принципу, что и открытый, но теплоноситель не контактирует с воздухом внешней среды. Компенсационное устройство представляет собой полностью герметичную ёмкость, разделённую внутри мембраной на два отсека. Один из отсеков подключается к трубопроводу, второй, имеющий воздушный клапан, наполняется воздухом. При включении отопления горячий теплоноситель наполняет бак, давит на мембрану, сжимая воздух во втором отсеке. При остывании рабочей среды давление снижается и уже сжатый воздух давит на мембрану, возвращая теплоноситель из бака обратно в трубопровод. При критическом давлении во втором отсеке открывается воздушный клапан и постепенно спускается излишек воздуха – это позволяет выровнять давление в баке и избежать поломки устройства.

Обратите внимание! Если в системе есть подъем, для установки выбирают самый высокий участок трубопровода.

Способы подключения радиаторов

Может использоваться нижнее, диагональное и боковое подключение радиаторов:

Нижнее: труба присоединяется к нижним патрубкам радиатора. Такое соединение позволяет разместить трубы вдоль пола, делая их минимально заметными в интерьере помещения, или спрятать трубы под плинтус. Однако верхние части батареи прогреваются слабо, снижается эффективность отопления.
Диагональное: теплоноситель входит в верхний патрубок с одной стороны радиатора, а выходит из нижнего патрубка с противоположной. Наиболее эффективное соединение – батарея полностью прогревается и отдаёт максимум тепла помещению;
Боковое: используются патрубки с одной стороны радиатора. Соединение используется для подключения к стояку отопления.

Достоинства и недостатки однотрубной теплосети

Плюсы такого отопительного контура особенно ярко проявляются, если монтаж и обслуживание теплосети выполняются своими руками:

простота монтажа,
небольшой расход материалов;
низкая стоимость,
быстрое прогревание батарей.

Недостатков у этой простой системы практически нет, если её используют для обогрева небольшого дома.

С ростом общей площади помещений становится заметным, а иногда и критичным, основной минус теплосети – теплопотери на каждом теплоотдающем приборе – чем дальше батарея от начала контура, тем меньше она нагревается.

Отсюда следует и второй недостаток – сложность, а иногда и невозможность применения такого теплового контура для обогрева строений с большой общей площадью.

Однотрубная отопительная система для частного дома со схемами и правилами монтажа

Самым простым и экономным способом поддержания тепла в жилище является однотрубная система отопления. Но для того чтобы она работала с высоким показателем КПД, важно выполнить правильную установку оборудования, а также в последствии производить эксплуатацию в соответствии с установленным регламентом.

Отличие однотрубной отопительной системы от двухтрубной заключается в магистральном трубопроводе, который не разделяется на прямую и обратную линию. Здесь контур отопления замкнутого типа размещается по выбранному периметру дома. Подключение радиаторов к магистрали выполняется в любом требуемом месте. Собрать однотрубную систему отопления несложно, схема гораздо проще и понадобится минимальный ассортимент запорной арматуры.

Особенности устройства

Рассмотрим наиболее важные элементы системы:

Главная часть – это котлоагрегат, основной функцией которого является нагрев теплоносителя. Наиболее распространенными считаются конструкции, работающие на газообразном топливе. И это неудивительно, поскольку они очень просты в использовании и отличаются большей надежностью, чем остальные типы. Единственный их недостаток в том, что возможность использования появляется только в случае подведенного топлива к участку, где обустраивается отопительная система. Если газоснабжение отсутствует, то стоит обратить внимание на твердотопливные котлоагрегаты.
При выборе радиатора необходимо заострить свое внимание на материале, используемом для изготовления. Нежелательно применять батареи из чугуна, использовавшиеся еще в советское время. Это обусловлено тем, что такие приспособления не соответствуют нынешним требованиям, и поэтому не могут обеспечивать полноценный обогрев жилища. На сегодняшний день самыми рекомендуемыми являются биметаллические элементы, которые обладают множеством положительных характеристик. В первую очередь, это высокий уровень теплоотдачи, достижение максимального температурного показателя в самые короткие сроки. Кроме этого, биметаллические радиаторы обладают привлекательным внешним видом.
К незаменимым приспособлениям однотрубной системы относится расширительный бачок. С его помощью показатель давления всегда поддерживается на нужном уровне. Это зависит от степени расширения теплоносителя. При нагревании он увеличивается. Избыток попадает сразу же в расширительный бачок.
Трубопровод, предназначением которого является транспортировка теплоносителя по всему помещению.
Сливные краны.
Запорная арматура.

Положительные и отрицательные свойства

Однотрубная отопительная система обладает немалым количеством положительных свойств:

такая конструкция достаточно экономит бюджет и применяемые материалы;
монтаж однотрубной системы отопления своими руками, а также ее последующий ремонт несложен;
укладку магистрали можно выполнять непосредственно над полом. Еще это возможно сделать под ним;
отлично подойдет не только одноэтажной постройке, но и помещению с двумя этажами;
правильно выбранная последовательность подключения радиаторов позволяет получить наиболее правильное распределение тепла по всем комнатам помещения.

У нее имеются и недостатки:

для нормальной работы всех устройств в системе необходимо поддержание показателя давления на определенном уровне. Поэтому часто выполняется установка насосов с большими мощностями. Такое приспособление приведет к увеличению затрат в процессе эксплуатации;
саму необходимость установки насосов также можно считать недостатком, поскольку двухтрубное устройство не нуждается в этом дополнительном элементе;
при проектировании и монтаже необходимо следить за расположением трубопровода, поскольку в конечном итоге теплоноситель должен двигаться по нему самотеком. Для обеспечения обычно расширительный бак устанавливается в верхней точке жилища (чердаке);
для проведения ремонтных работ и выполнения замены некоторых элементов потребуется полное отключение системы.

Основные виды

Несмотря на то что конструкционные особенности однотрубной системы не отличаются особой сложностью, можно отметить некоторое количество ее видов. В домах частного типа возможно использование систем двух основных видов:

Последовательная (нерегулируемая). Особенность ее в том, что теплоноситель по порядку поступает в каждый из элементов конструкции. Такой вариант является простым и недорогим. Но возможность регулировки теплоносителя здесь полностью отсутствует, именно поэтому наиболее удаленные от котла радиаторы имеют самую низкую температуру. Такие системы последовательного типа применяются в основном для обогрева небольших помещений.
Регулируемая. В этом случае производится параллельное соединение элементов. Здесь предоставляется возможность регулировки теплоносителя. Это происходит благодаря наличию в систему запорной арматуры. Такой вариант способен отопить помещение с немалой площадью.

Также существует разновидность однотрубных систем отопления в зависимости от способа циркуляции теплоносителя:

Естественная: обеспечивает движение теплоносителя в системе благодаря гравитационным силам. Используется только в маленьких помещениях, где магистраль имеет небольшие размеры. В целях повышения КПД после котлоагрегата сразу же устанавливается специальный коллектор, который работает на разгон теплоносителя. Данное устройство представляет собой высокую ровную трубу, в которой теплоноситель развивает скорость и проходит полный замкнутый круг гораздо быстрее, что способствует уменьшению тепловых потерь. Для установки такого усилителя понадобятся достаточно высокие потолки (больше 2 м). Данная система пользуется немалой популярностью, поскольку она полностью независима от подачи электроэнергии.
Принудительная, которая перемещает теплоноситель за счет установленного специального насоса. По сравнению с первым видом является более продуктивной. Такая система устанавливается в случае наличия нескольких отопительных контуров. Часто в них монтируется несколько циркуляционных насосов.
Комбинированная выполняется по такому же принципу, как отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя, но также в области байпаса устанавливается специальный насос, который повышает производительность конструкции. Такой вариант отопления обустраивается в случае частых перебоев электроэнергии.

Расчет однотрубной системы отопления

Конструкционные особенности

В домах с одним или двумя этажами возможно устройство не только вертикальной однотрубной системы, но и горизонтальной.

Горизонтальная однотрубная система отопления имеет некоторые преимущества перед вертикальной: простота монтажа, меньшая стоимость. Недостатки тоже есть: необходимо устанавливать компенсирующие устройства при большой протяженности отдельных горизонтальных веток, и усложнение эксплуатации при установке воздушных кранов на каждый отопительный прибор и др.

Наиболее часто для частных домов обустраивается система отопления с естественной циркуляцией. Для того, чтобы увеличить теплоотдачу теплоносителя и уменьшить потери, производится монтаж дополнительного оборудования – циркуляционного насоса.

Очень важной считается установка арматуры запорного и регулирующего действия. Их основной функцией является перекрытие участка, на котором произошла поломка для проведения необходимых работ. Использование таких деталей позволяет беспрепятственно производить замену поврежденных элементов, профилактические или ремонтные работы.

Вид устанавливаемой системы полностью зависит от количественного показателя площади помещения. Для небольших площадей отлично подойдет система с естественной циркуляцией. В 150 квадратных метрах и более потребуется установка системы с принудительной циркуляцией теплоносителя. Для того чтобы правильно подобрать насос, производится расчет необходимой его мощности.

Монтаж однотрубной отопительной системы

Установка однотрубной отопительной системы состоит из нескольких этапов:

В первую очередь производится установка котлоагрегата. Для его расположения целесообразнее будет выбрать нижний этаж жилища (но не в подвале). В процессе монтажа отопительного устройства важно помнить о мерах противопожарной безопасности. Для этого близлежащие поверхности отделываются материалами, которые не склонны к возгоранию. Также на данном этапе выполняется установка дымоходной трубы.
Далее производятся монтажные работы для отвода магистрального трубопровода от уже установленного котлоагрегата. В этих целях используют трубу, диаметр которой должен быть не менее 25 мм. Перед этим производится раскладка магистрального трубопровода по всему помещению со всеми запланированными радиаторами. Также здесь необходимо установить всю запорную арматуру. Во время прокладки трубопровода важно соблюдать соответствующий уклон, благодаря которому теплоноситель сможет выполнять самостоятельное движение по всему контуру. Если система выполняется с принудительно циркуляцией, то соблюдение уклона не требуется.
Во время подсоединения магистрали к котлоагрегату производится и установка расширительного бочка. Тип данного элемента полностью должен соответствовать установленному отопительному устройству.
На входе магистрали в котлоагрегат желательно предусмотреть специальные фильтры, которые будут защищать от попадания вредных веществ, что существенно продлит срок службы конструкции.

Однотрубная система отопления — оптимальный выбор для небольших домов

Однотрубная система отопления наиболее часто применяется для обогрева домов с малой этажностью. Она обладает простой, бюджетной и надёжной конструкцией. Системы этого вида могут быть энергонезависимыми или иметь современное оснащение и отличаться автоматической работой.

Принцип работы

Функционирование однотрубной магистрали осуществляется путём постоянной циркуляции теплоносителя по веткам системы. По мере перемещения от котла к радиаторам он отдаёт тепло и обогревает помещение, а затем возвращается в изначальный резервуар для повторения цикла.

В качестве теплоносителя может выступать пар, антифриз, воздух или вода. Последний вариант является наиболее распространённым.

Принцип действия классической системы отопления состоит из нескольких этапов:

Котёл подогревает жидкость, от чего она расширяется и образует давление в трубах.
Плотность теплоносителя уменьшается, и он теряет в весе.
Холодная и более тяжеловесная вода подталкивает нагретую жидкость вверх. Для обеспечения этого процесса, идущие от котла патрубки, всегда устанавливаются по направлению вверх.
Под влиянием образовавшегося давления, тяжести и конвекции жидкость поступает к батареям, разогревает их.
Остывая, теплоноситель возвращается к источнику нагрева, повторяя процесс.

В самотечных отопительных системах необходим определённый угол наклона ответвлений, идущих по горизонтали (на 1 погонный метр — 2-3 мм), чтобы обеспечить стабильное движение потока.

Нагрев воды повышает её объём, от чего в системе создаётся гидравлический напор. Но даже небольшое увеличение давления сверх нормы из-за отсутствия сжатия жидкости может вызвать поломку трубопровода. Для компенсации напора в таких схемах монтируется специальный расширительный бак.

Применение

Однотрубные отопительные конструкции целесообразно размещать в постройках высотой в 1-2 этажа и размером площади до 150 кв. м.

Такой подход позволит сохранить эстетичный вид помещения, благодаря меньшему количеству труб, а также сэкономить на закупке необходимых материалов и комплектующих.

Для помещений с малой площадью большую эффективность показывают стандартные системы самотечного типа. Этот вариант предусматривает прямое подсоединение батарей к магистральному трубопроводу.

Размещение 2-3 радиаторов не нуждается в монтаже большого числа запорных элементов. Проще провести слив жидкости из самой системы, если это потребуется.

Отопительные схемы в крупногабаритных зданиях имеют сложное строение с различными разветвлениями и комплектующими элементами. Здесь оптимальным решением станет установка трубопровода с принудительным перемещением теплоносителя, диагональной врезкой батарей и регуляторами в виде байпасов.

Виды конструкций

Системы отопления могут иметь естественную или принудительную (искусственную) циркуляцию теплоносителя

Первый вариант – классический тип формирования магистрали с расширительным баком, который монтируется под потолком и получает нагретую воду от котла или печи. Жидкость самотёком перемещается по трубкам к батареям. Такой способ надёжен и лёгок в обустройстве, оптимально выполняет свои задачи в помещениях с небольшой площадью.

Принудительная (искусственная) циркуляция

Современные приборы практически повсеместно снабжаются встроенными насосными системами для циркуляции. Они позволяют организовывать более сложные и масштабные отопительные магистрали для крупных площадей.

К твердотопливным котлам насос подсоединяется отдельно. Это связано с сильным нагревом оборудования во время сжигания топлива.

Отопительные схемы также могут быть закрытого и открытого вида:

Старые варианты отопления зачастую имели открытый тип конструкции. С нагревом рос уровень жидкости в бачке и уменьшался по мере остывания. Специальный патрубок служил для сброса пара и чрезмерного давления на улицу либо в канализацию, чтобы предотвратить перегрев магистрали.
Современные устройства закрытого типа с этой целью оснащаются расширительным резервуаром, компенсирующим рост давления. Для твердотопливных агрегатов предусматривается более крупный бачок, а также клапан для выведения пара и автоматическая водная подпитка.

Плюсы и минусы системы

Среди основных достоинств отопления однотрубного типа можно выделить следующие:

Удобная и более простая маскировка труб в стенах и нишах.
Быстрая установка.
Оптимальность для организации отопления на несколько этажей. В этом случае потребуется вести через перекрытия только одну линию.
Закрытые системы легко настраиваются при помощи радиаторного вентиля.
Прокладка одинарного трубопровода обходится дешевле, чем монтаж двойных систем.

Подобные системы также имеют и некоторые недостатки:

Охлаждение теплоносителя при переходе к отдалённым батареям. Сечение трубопровода и число секций имеют ограничения по наращиванию. Для оптимальной работы системы контур может содержать 4-5 батарей.
Для хорошего тока теплоносителя необходимо монтировать на ответвлениях полнопроходные элементы. Рост сопротивления арматуры проталкивает жидкость по прямой, уменьшая её расход.
Гидравлическая нестабильность, проявляющаяся в воздействии состояния одного радиатора на другие в ветке. Например, блокировка вентиля на первом приборе приведет к повышению температуры в последующих батарейных блоках, которые начнут перегревать помещение.
Более высокие затраты, чем на монтаж плечевой системы, состоящей из пары труб.
Трудность расчётов и балансировки. Размер теплоотдающей поверхности и мощность приборов следует определять предельно точно.
Большой размер трубок.

Читать еще: Батареи отопления какие лучше для квартиры: топ-10 лучших моделей, характеристики

Схемы разводки

Вариант подсоединения батарей к магистрали влияет на степень их теплоотдачи.

Есть три вида подключения радиаторов:

Боковое – обеспечивает равномерный нагрев всех отсеков радиатора. Входную и выходную трубку подсоединяют с одной стороны прибора. Максимальная теплоотдача достигается при организации потока сверху вниз.

Диагональное – самый эффективный вариант конструкции, при котором достигается лучший прогрев поверхности батареи, минимизируется потеря тепла. Подающую трубку соединяют с патрубком в верхней части радиатора, а часть трубопровода, отвечающую за отвод, подключают к аналогичному нижнему элементу в противоположной части прибора.
Нижнее – менее эффективный тип подключения, но часто применяемый (например, для размещения трубопровода под полом). Подводка и отвод ставятся на нижние патрубки радиатора с противоположных сторон.

Многосекционные отопительные системы устанавливаются только с диагональным вариантом подключения.

Однотрубные системы хорошо себя зарекомендовали в обустройстве отопления для домов с небольшим числом этажей и средней площадью помещений. Они достаточно компакты и удобны в установке, легко скрываются под полом или в стеновых нишах, не нарушая внешний вид интерьера.

Видео-обзор ошибок при монтаже однотрубной системы отопления

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Однотрубная система отопления частного дома: схемы + обзор преимуществ и недостатков

Вы задумались над обустройством водяного отопления в доме? Неудивительно, ведь однотрубная система отопления частного дома может быть традиционной и абсолютно энергонезависимой или, напротив, очень современной и полностью автоматической.

Но сомнения в надежности подобного варианта у вас все же есть – не знаете какую схему выбрать и какие «подводные камни» вас ожидают? Мы поможем прояснить эти вопросы – в статье рассмотрены схемы обустройства однотрубной системы, плюсы и минусы, ожидающие владельца дома с подобной системой отопления.

Материал статьи снабжен подробными схемами и наглядными фото с изображением отдельных элементов, использующихся при сборке отопления. В дополнение подобран видеоролик с разбором нюансов монтажа однотрубной системы с теплыми полами.

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.

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.

Отличие однотрубной и двухтрубной систем

Системы водяного отопления разделяют на два основных типа – это однотрубные и двухтрубные. Отличия этих схем заключается в способе подсоединения теплоотдающих батарей к магистрали.

Магистраль однотрубного отопления – это замкнутый кольцевой контур. Трубопровод прокладывают от нагревательного агрегата, радиаторы подсоединяют к нему последовательно, и ведут обратно к котлу.

Отопление с одной магистралью просто монтируется и не имеет большого количества комплектующих, поэтому позволяет существенно экономить на установке.

Движение теплоносителя двухтрубного отопления осуществляется по двум магистралям. Первая служит для доставки горячего теплоносителя от устройства нагрева к теплоотдающим контурам, вторая – для отвода остывшей воды к котлу.

Батареи отопления подключаются параллельно – нагретая жидкость поступает в каждую из них непосредственно от подающего контура, поэтому имеет практически одинаковую температуру.

В радиаторе теплоноситель отдает энергию и остывшим уходит в отводящий контур – «обратку». Такая схема требует удвоенного количества фитингов, труб и арматуры, однако позволяет устраивать сложные разветвленные конструкции и снижать затраты на отопление за счет индивидуальной регулировки радиаторов.

Двухтрубная система эффективно обогревает большие площади и многоэтажные здания. В малоэтажных (1-2 этажа) домах площадью менее 150 м² целесообразнее устраивать однотрубное теплоснабжение как с эстетической, так и с экономической точки зрения.

Варианты устройства однотрубного отопления

Элементы любой системы отопления:

источник тепла – котел (твердотопливный, электрический, газовый котел;)
теплоотдающие приборы – радиаторы, контуры теплых полов;
устройство, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя – специальный разгонный участок магистрали, водяной насос;
устройство, компенсирующее избыточное давление теплоносителя в магистрали – расширительный бак открытого типа или закрытого типа;
трубы, фитинги и соответствующая водопроводная арматура.

В зависимости от типа используемых устройств будет зависеть и схема теплоснабжения.

Системы с естественной и принудительной циркуляцией

Циркуляция теплоносителя в отопительной системе может осуществляться естественным путем – под действием физических явлений, либо принудительным – посредством циркуляционного насоса.

В первом случае движение отопление по системе является самопроизвольным и называется естественным, во втором – принудительным или искусственным.

Для обеспечения движения жидкости в гравитационной системе необходим разгонный участок. Это отходящий от котла вертикальный патрубок, по которому поднимается нагретый теплоноситель.

В верхней точке трубопровод плавно поворачивают вниз, поэтому вода с ускорением устремляется по магистрали.

Для схемы отопления с верхней разводкой, а также для двухэтажных домов таким участком служит подающий патрубок, так как он поднимается на достаточный уровень.

Для отопления одноэтажного здания с нижней горизонтальной разводкой устраивают разгонный коллектор, высота которого не должна быть менее 1,5 м от уровня первого радиатора.

Разгонный участок является устройством, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в самотечной системе отопления. Проходной диаметр труб этого отрезка магистрали должен быть больше, чем ее основной части.

Например, при диаметре трубы магистрали 25-32 мм, для разгонного коллектора выбирают трубу диаметром 40 мм.

Основные достоинства гравитационной системы – это полная энергонезависимость (в сочетании с твердотопливным котлом), простота и отсутствие сложных приборов.

Недостатков же достаточно много:

Чтобы минимизировать гидравлическое сопротивление, диаметры труб должны быть достаточно большими.
Каждый встраиваемый прибор и устройство создает препятствия движению жидкости, поэтому в системе минимальное количество запорной арматуры. Это создает трудности при ремонте, так как требует полного отключения системы и слива теплоносителя из магистрали.
Для надежной работы гравитационную систему необходимо тщательно рассчитывать и балансировать, подбирая оптимальные диаметры труб и количество секций радиаторов. Крайние в системе радиаторы должны быть больше тех, в которые теплоноситель поступает после выхода из котла.

Установка циркуляционного насоса в систему нейтрализует практически все ее недостатки. Устройство дает теплоносителю дополнительный импульс, позволяя преодолевать гидравлическое сопротивление элементов трубопровода.

Схемы принудительного однотрубного отопления реализуются в частных домах чаще всего.

Насос можно монтировать в любом месте магистрали. Но стоит учитывать, что горячая вода снижает его эксплуатационный срок, воздействуя на резиновые детали (прокладки и уплотнения).

Поэтому целесообразнее устанавливать агрегат на обратном трубопроводе, где циркулирует остывший теплоноситель. Перед ним в обязательном порядке включают фильтр грубой очистки, чтобы предохранить от попадания возможных загрязнений.

Все приборы и устройства отопительных систем желательно подключать через запорную арматуру и байпасы.

Такой монтаж позволит проводить ремонт и обслуживание отдельных элементов без необходимости остановки всей системы и полного слива воды.

Достоинства отопительной системы с принудительной циркуляцией:

Можно реализовывать более сложные и разветвленные схемы, увеличивать длину контуров;
Нет необходимости в увеличенных диаметрах труб – насос создает в магистрали давление, достаточное для движения и равномерного распределения жидкости;
Циркуляция осуществляется с заданной скоростью и не зависит от степени нагрева теплоносителя и наличия разгонного участка;
Не надо соблюдать углы наклона при прокладке трубопровода, т.к. движение теплоносителя стимулируется насосом.

К тому же можно устанавливать регулирующие приборы на каждый радиатор и поддерживать оптимальный режим обогрева, снижая энергозатраты и расходы на обогрев.

Недостатков у однотрубного принудительного отопления всего три:

зависимость от электроснабжения;
шум – некоторый гул, который производит работающий насос;
стоимость – более высокая по сравнению с гравитационной схемой стоимость устройства.

Нейтрализовать их достаточно просто. Энергозависимость решается установкой автономного электрогенератора или возможностью перехода системы на режим с естественной циркуляцией.

Чтобы сделать работу насоса практически неслышной, его достаточно монтировать в нежилом помещении – ванной, туалете, бойлерной.

Открытая или закрытая отопительная система?

Для исключения чрезмерного повышения гидравлического давления в системе и его скачков устанавливают расширительный бак. Он принимает излишки воды при расширении, а затем возвращает ее в магистраль при остывании, восстанавливая равновесие системы.

Существует две принципиально отличающихся конструкции, которые и определяют вид всей системы.

Расширительный бак открытого типа – это частично или полностью открытая емкость, которую подсоединяют к магистрали в самой высокой ее точке, непосредственно после котла.

Для исключения перелива жидкости через края на определенном уровне предусматривают отвод, через который излишняя вода будет сливаться в канализацию или на улицу.

В одноэтажных домах компенсирующую емкость часто выводят на чердак – в этом случае ее необходимо утеплить.

Система отопления с таким компенсирующим устройством называется открытой. Применяется при обустройстве энергонезависимого или комбинированного теплоснабжения.

Она предполагает прямое соприкосновение горячего теплоносителя с воздухом, вследствие чего происходит его естественное испарение и насыщение кислородом.

Исходя из этого, открытая схема теплоснабжения характеризуется следующими недостатками:

При монтаже трубопровода гравитационных систем обязательно соблюдение уклонов – в этом случае высвобождающийся в системе воздух будет стравливаться в бак и атмосферу.
Необходимо регулярно контролировать и вовремя пополнять объем воды в емкости, не допуская ее чрезмерного испарения.
Нельзя применять антифриз в качестве теплоносителя, так как при его испарении выделяются токсичные вещества.

Содержащийся в циркулирующей жидкости кислород вызывает коррозионные разрушения в стальных деталях отопительных приборов, снижая их срок эксплуатации.

Однако у нее есть и плюсы:

Нет необходимости в постоянном контроле давления в магистрали;
Даже при небольших протечках система будет исправно обогревать дом, пока в магистрали имеется достаточное количество жидкости;
Пополнять теплоноситель в системе можно даже ведром – просто налить в воду расширительную емкость до необходимого уровня.

Расширительный бак закрытого типа представляет собой прочный герметичный корпус, внутренний объем которого разделен мембраной на две части. Одну полость наполняют воздухом, вторую соединяют с магистралью.

При нагревании теплоноситель, увеличиваясь в объеме, продавливает мембрану в сторону воздушной камеры, которая играет роль демпфера. При охлаждении воды гидравлическое давление снижается, и сжатый воздух приводит систему в равновесие, выдавливая излишки воды обратно в трубопровод.

Система с расширительным баком мембранного типа носит название закрытой. Это полностью лишенная доступа воздуха замкнутая гидравлическая магистраль.

Компенсирующую емкость можно встраивать в любом месте системы, однако чаще всего ее устанавливают на обратном трубопроводе около котла – для повышения удобства обслуживания.

Закрытая отопительная система характеризуется наличием небольшого избыточного давления. Поэтому обязательным элементом магистрали становится группа безопасности.

Узел состоит из воздухоотводчика, манометра и предохранительного клапана для сброса теплоносителя в аварийном режиме. Монтируется с запорной арматурой на подающем трубопроводе для возможности отключения на случай ремонта.

Если имеется подъем трубопровода, то располагают в его верхней точке.

голоса

Рейтинг статьи

Однотрубная система отопления частного дома с принудительной и естественной циркуляцией