Особенности схемы однотрубной системы отопления с нижней разводкой

Существуют два основных способа размещения труб системы водяного отопления, их соединения с котлами, отопительными приборами в одну конструкцию — с одной магистралью (трубами) и двумя, а также с верхним и нижним подключением. Рассмотрим однотрубное отопление с разводкой снизу.

Устройство

В схему входят следующие компоненты:

• главный элемент – котел (на газе, твердом топливе);
• радиаторы — чугунные или современные биметаллические;
• расширительный бак для стабилизации давления, компенсации расширения. Он исключает слишком большой нагрев и гидравлические удары;
• сливные краны, подводка труб, запорная арматура – для организации подачи воды;
• байпасы.

Преимущества и недостатки

Разводка стояков снизу означает, что трубы, по которым циркулирует жидкость через приборы отопления, располагаются на самой нижней точке помещения: на уровне пола, под полом, в подвалах и цоколях.

Преимуществами однотрубной системы являются экономичность (меньше трудозатрат и материалов), простота монтажа и эстетичность.

Схема обогрева с нижней разводкой имеет несколько минусов. Во-первых, замкнутость тока воды не дает отключить один радиатор или отдельно отрегулировать его работу — это возможно лишь через отключение всех приборов и целой магистрали.

Этим же объясняются сложности при устранении течи или ремонте радиатора — приходится сливать весь теплоноситель. Все эти проблемы решаются при помощи байпасов или байпасных запасных линий.

Сравнительный анализ

В однотрубной магистрали только одна труба – подающая. Двухтрубная система имеет не один, а два трубопровода: подающий и обратный. Между собой они соединяются отопительными приборами и радиаторами как перемычками. Каждая схема имеет свои преимущества: двухтрубной более удобно управлять – в каждый радиатор течет жидкость одной температуры, поэтому они нагреваются равномерно по всему периметру.

Однотрубная система с нижней подводкой бывает только с принудительной циркуляцией, кроме одного исключения, когда самотечный способ организовывается при наличии разгонного коллектора. Тогда жидкость из котла направляется вертикально вниз, затем к коллектору, а далее – по устройствам, соединенным параллельно в циркуляционное кольцо.

Отличия верхней разводки от схемы с нижней разводкой следующие: она не имеет байпасов, труба подачи соединяется вверху радиатора, труба выхода – внизу. При этом радиаторы соединены сверху вниз, так же подается вода. Такая схема больше подходит для варианта с естественной циркуляцией и не имеет стояка подачи. На батареи не монтируются клапаны и краны, потому отрегулировать температурный режим отдельно в какой-то комнате невозможно.

Принцип работы

Однотрубная магистраль отопления не разделяется на подающий и обратный трубопровод. Теплоноситель движется по замкнутому кольцу: он выходит из котла и возвращается по одной трубе. В такой схеме радиаторы и приборы имеют последовательное расположение.

В каждый функциональный элемент жидкость поступает по очереди. Такой способ движения теплоносителя становится причиной постепенного снижения температуры во время его поочередного движения по батареям системы — следующий прибор отопления всегда чуть холоднее предыдущего, а последний – самый холодный.

Цикл и виды

В рассматриваемой нами схеме оба стояка – подача и обратка – располагаются в подвале, цоколе. Подача подсоединена к главной линии снизу. В многоэтажном здании прямой стояк перемещает теплоноситель поочередно на каждый этаж, где он распределяется последовательно по радиаторам и отдает тепло. Завершается такой цикл возвращением (опусканием) остывшей жидкости в котел. Нагрев батареи можно регулировать терморегулятором.

Во время циркуляции в трубы неизбежно попадает некоторое количество воздуха, он может постепенно скапливаться, поэтому его выводят посредством специальных клапанов на верхнем этаже – это закрытая система (открытым схемам присуща чаще всего верхняя разводка). Трубы могут располагаться как вертикально, так и горизонтально. В целом однотрубная система может быть открытой, с горизонтальным и вертикальным положением труб.

Байпас и устранение недостатков

Радиаторы с нижними стояками могут нагреваться неравномерно – как правило, верхняя часть нагревается меньше. Байпас же замыкает циркуляцию теплоносителя. Проще говоря, это отрезок трубы, соединяющий стояки так, чтобы горячая жидкость из подачи шла сразу в обратку.

Есть еще один способ устранения недостатков. Так, приборы отопления параллельно врезаются в магистраль, снабжаются клапанами и регулировочными кранами. В результате скорость движения теплоносителя увеличивается, устраняется перепад температур, появляется возможность ремонта прибора без слива жидкости. Такое подключение особенно необходимо, когда помещение слишком нагревается.

Байпасы имеют клапаны для перекрытия, их можно включать и выключать. Такой прибор можно самостоятельно сварить из остатков труб. Окружность байпаса должна быть меньше, чем у стояков – в противном случае вода не будет распределяться между ним и радиатором, а полностью попадать в обратку.

Рекомендуют, чтобы разница диаметров прибора и стояка была в один размер. Для большего эффекта его нужно размещать ближе к радиатору.

Перед отверстием для входа у крайнего сегмента батарей монтируется терморегулятор — это сделает управление ими еще более удобным.

Монтаж

Создание и оборудование одномагистральной схемы с подведением труб снизу к радиаторам проводится в несколько этапов. Чтобы проделать процедуру своими руками понадобятся определенные инструменты.

Инструменты

Для монтажа потребуются:

• разводные ключи, отвертки, молоток;
• для герметизации соединений ⎯ тпакля, герметики, уплотнители;
• для фиксации приборов и труб ⎯ крепежи, кронштейны, гайки, болты;
• для соединения труб ⎯ сварочный инвертор, инструмент, нарезающий резьбу, оборудование для резки и шлифовки металла;
• для создания необходимых отверстий в стенах и металле ⎯ дрель, сверла.

Порядок установки

Монтаж элементов производится в таком порядке:

• к соответствующим отверстиям котла присоединяются концы подачи и обратки. Лучше сразу же поставить специальные фильтры, чтобы котел не засорился ржавчиной, мелким мусором, примесями;
• монтируются краны, клапаны, воздушные клапаны Маевского;
• радиаторы фиксируются на стене под подоконником дюбелями, кронштейнами. Соблюдается расстояние от пола 10–12 см, от стены – 2–5 см, от подоконника — 10 см;
• последний этап ⎯ подключение котла к водопроводу и пробный запуск для выявления утечек или возможных неполадок.

Установка котла

Котел – это главное устройство в схеме, он располагается в нижней точке в углублении. Это необязательно должен быть подвал – подойдет небольшое углубление в полу. Поверхность должна быть как можно ровная, бетонная стяжка – хороший вариант. Ее можно оформить плиткой из эстетических соображений.

Для большинства котлов необходим дымоотвод, который делается из трубы подходящего диаметра. Стык трубы отделывается огнеупорным материалом. Присоединяется такая труба к котлу из гофрированного металла, достаточно прочного, чтобы не прогорел. Прямо к котлу можно подвести трубы из металла, но внизу они должны быть немного толще, чтобы выдержать высокие температуры.

Расширительный бачок должен устанавливаться на высоте около 3 метров. Этот прибор – самая высокая точка магистрали отопления. При монтаже труб желательно, чтобы в отоплении было как можно меньше изгибов: они затрудняют циркуляцию, что особенно важно для однотрубной системы.

Однотрубная система отопления: типы и схемы

Несмотря на сравнительную сложность и громоздкость водяной системы отопления (СО), именно она чаще всего применяется для обогрева частных и муниципальных жилых домов. Для такой популярности есть одна, но очень веская причина: идеальное соотношение цена – эффективность – экономичность. Наиболее простая, из всех возможных, схема системы отопления – однотрубная, которая и будет подробно рассмотрена в этой публикации.

Устройство и принцип работы

Любая водяная СО основана на теплообмене между теплоносителем (водой, рассолом, антифризом), который циркулирует по контуру, и воздухом обогреваемого помещения. В зависимости от архитектуры обогреваемого помещения, существует два варианта подачи воды к батареям: по лежакам (горизонтальному магистральному трубопроводу) и вертикальным стоякам.

Принцип действия горизонтальной однотрубной системы отопления следующий: теплоноситель циркулирует в магистральной трубе, образующей собой замкнутый контур, который начинается и заканчивается в теплогенераторе. Именно к одной магистральной линии и подключено все необходимое для работы СО оборудование.

Основные схемы разводки

Все типы разводки могут быть реализованы, в зависимости от способа перемещения теплоносителя по контуру.

• Гравитационные. Другими словами, теплоноситель движется по контуру самотеком.
• С принудительной циркуляцией.

Для того чтобы понять конструкцию, все плюсы и минусы каждого способа, необходимо рассмотреть устройство и принцип работы простейшей гравитационной СО.

Данная СО состоит из: теплогенератора (1), магистрального трубопровода (2; 3; 4; 5; 6), к которому подключаются батареи и атмосферного или мембранного расширительного бака (7), компенсирующего тепловое расширение теплоносителя.

Котел разогревает воду, которая поднимается по стояку вверх, а оттуда опускается к радиаторам. Охлажденный в батареях теплоноситель возвращается в котлоагрегат для дальнейшего использования. Как видно, в данном варианте не предусматривается никакого устройства для перемещения теплоносителя. В гравитационных СО для создания давления в контуре используется так называемый разгонный коллектор или стояк. На схеме он обозначен цифрой 4.

Для правильной работы необходимо, чтобы высота разгонного коллектора над первым радиатором в контуре, была не менее полутора метров.

Чтобы теплоноситель перемещался самотеком по контуру, одного разгонного стояка мало: необходим уклон магистрали. Нормальный уклон должен составлять 5° или 0,01 метр (10 мм.) на 1 погонный метр трубы. Должно быть соблюдено условие возвышения последнего радиатора в контуре, над теплогенератором.

Совет! Чтобы не было застоя теплоносителя, следует руководствоваться следующим правилом: чем выше последний радиатор в контуре над котлом, тем лучше. Несмотря на это, данное значение не должно превышать 3 м.

Что еще влияет на работу такой СО: длина контура, диаметр магистрального трубопровода и ответвлений, и способ подключения радиаторов.

На рисунке показаны четыре основных способа монтажа радиаторов в однотрубном контуре: «а» и «б» — последовательное подключение; «и» и «г» — параллельное магистральной трубе подключение. Как понятно из рисунка, нормальный самотек теплоносителя может обеспечить только схема с нижним последовательным подключением радиаторов (а). На практике, данный способ имеет все недостатки, которые присущи однотрубной СО.

Для улучшения теплообмена схема подключения батарей была модернизирована (б): такой способ установки радиаторов способствует более равномерному прогреву всех секций батарей (радиаторов, регистров и пр.). Есть у этого способа и недостатки: такое подключение практически не эффективно при движении воды самотеком; создается еще больший перепад температуры теплоносителя, между первой и последней в контуре батареей. Решить первую проблему поможет установка в контур циркуляционного насоса.

На практике, устанавливать нужно не только насос. Для спуска воздуха из батарей на них необходимо установить автоматические воздухоотводчики или краны Маевского.

Данная разводка уже не будет являться гравитационной, поэтому уклон трубопровода можно не соблюдать.

Если предполагается монтаж СО с закрытым расширительным бачком (10), то лучшим место его монтажа является обратная ветка магистрали, в любом удобном для установки месте. При использовании в данной схеме закрытого применяется группа безопасности (11), состоящая из подрывного клапана, прибора, для контроля за давлением и устройства для отвода воздуха.

Такая СО полностью работоспособна и имеет право на существование. Мало того, она успешно применяется для обогрева небольших одноэтажных помещений. Далее, будет рассмотрена модернизированная схема однотрубной системы отопления «Ленинградка».

Почему данную СО назвали «Ленинградка» — точно узнать невозможно. Одни источники утверждают, что именно эта схема была разработана и опробована в «Северной столице». Другие, что данное название было получено, как подтверждение экономичности этой системы обогрева. «Ленинградка» успешно применяется как в массовом, так и в частном строительстве.

Основной особенностью данной технологии является наличие перемычки между радиаторами (12). Именно такая конструкция позволяет более равномерно распределить тепло между батареями. Недостатком является невозможность отсечки и сложность в температурной балансировке каждой батареи.

При установке на каждый радиатор запорной арматуры (13), а в каждую перемычку балансировочного клапана (14), система отопления лишается этих недостатков. Для лучшей теплоотдачи можно использовать данную схему разводки с диагональным подключением батарей.

Данный модернизированный тип СО позволяет уже сделать ответвление на обогрев дополнительного помещения, или использовать ее для реализации обогрева небольшой двухэтажной постройки.

Проблема любой однотрубной системы в том, что проходя через все батареи вода достаточно сильно остывает, а это может привести к образованию на теплообменнике котла конденсата. Решить данную проблему поможет установка буферной емкости, или как его еще называют теплоаккумулятора. Схема однотрубной системы отопления с теплоаккумулятором показана на рисунке ниже.

Работать такая система будет следующим образом: После запуска котла вода будет циркулировать по «малому кругу» котел – теплоаккумулятор – котел, благодаря термостатическому клапану, установленному на подающий трубопровод после буферной емкости. После того как температура достигнет нужного значения, клапан открывается и подает нагретый теплоноситель на радиаторы.

Охлажденная вода будет поступать в теплоаккумулятор, смешиваться с нагретым теплоносителем. Так решается проблема низкой температуры обратки и появления конденсата на теплообменнике котлоагрегата.

Отопление с вертикальными стояками

Выше были рассмотрены возможные схемы с горизонтальной разводкой. Но для построек с несколькими этажами существуют и более рациональные варианты однотрубного отопления – вертикальные. Оборудование в них используется идентичное горизонтальным, разница только в конфигурации контура и его разводке.

Принцип действия схемы однотрубной системы отопления с верхней разводкой заключается в следующем: нагретая вода из котла поднимается по вертикальному стояку, где по распределительному трубопроводу поступает в вертикальные стояки и радиаторы. После охлаждения она возвращается в теплогенератор. Такая СО может оснащаться расширительным баком как открытого, так и закрытого типа. Движение воды по трубопроводу обеспечивает циркуляционный насос.

Существует три вида вертикальных стояков с верхней разводкой, которые различаются способом присоединения батарей:

А. Вертикальный стояк с односторонним присоединением радиаторов.
Б. Стояк с двухсторонним подключением батарей.
В. Стояк с опрокинутой циркуляцией.

Основным недостатком верхней разводки являются потери тепла при подаче воды к батареям.

На рисунке выше показана схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой. Подающая и обратная ветка отопительного контура прокладывается в подвале или под полом первого этажа. Нагретый теплоноситель поступает из магистрали непосредственно в вертикальные стояки с радиаторами. Достоинство данной системы в том, что отсутствует выход трубопровода в чердачное помещение, а значит и минимизируются потери тепла при доставке теплоносителя к потребителю.

Плюсы и минусы

Опираясь на способы установки радиаторов, можно сделать собственные выводы:

1. независимо от длины контура такая СО требует меньшего количества трубопровода, что положительно сказывается на стоимости монтажных работ;
2. однотрубный обогрев предполагает достаточно простые варианты подключения, с которыми справится любой домашний мастер;
3. может использоваться как в одноэтажных, так и многоэтажных постройках.

Рассматривая достоинства нельзя не упомянуть, как будет смотреться разводка такой СО по жилому помещению. Магистральная труба, по которой осуществляется подача воды в батареи и котлоагрегат – всегда проходит вдоль плинтуса пола. При желании ее можно скрыть фальшполами, «утопить» в стену, задекорировать и пр.

В качестве недостатков однотрубной системы отопления можно отметить:

• При последовательном подключении радиаторов достаточно сложно добиться на них одинаковой температуры, без применения дополнительного оборудования и увеличения площади теплообмена.
• Такой тип обогрева с естественной циркуляцией можно использовать только для небольших помещений. Кроме того, не всегда есть возможность соблюдать обязательный уклон контура.

Совет! Сегодня, достаточно популярным стал обогрев помещений посредством водяных «теплых полов». Следует понимать, что однотрубное отопление для этого совершенно не подходит. Если еще на этапе проектирования отопительной системы предполагается организация теплого пола, то рекомендуется сразу обращать внимание на схемы двухтрубного отопления.

Особенности монтажа

Прежде всего стоит отметить, что любая система обогрева требует точного расчета, который следует доверить профессионалам. Этапы монтажа однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

• Установите теплогенератор. Именно с него начинается монтаж любой автономной отопительной системы.
• Непосредственно от выхода котельной установки прокладывается вертикальный стояк, на который устанавливается атмосферный расширительный бак и разгонный коллектор.
• Далее производится разметка мест расположения радиаторов. Не стоит забывать о высоте коллектора относительно радиаторов. Делайте разметку учитывая необходимые уклоны.
• По разметке, соберите отопительный контур. Технология сборки зависит от материала используемых труб.
• Установите на отводы магистральных труб фитинги и необходимую запорную арматуру для подключения батарей.
• Установите на радиаторах воздухоотводчики.
• Смонтируйте на байпасах (перемычках между радиаторами) шаровые краны для возможности балансировки работы системы.
• Подключите к трубопроводу батареи выбранного типа и соответствующие вашей СО

Далее, необходимо произвести проверку целостности трубопровода при перекрытом расширительном баке. Если контур герметичен, то заполните его водой, рассолом или антифризом и произведите запуск котлоагрегата. После этого настройте работу СО балансировочными клапанами.

Совет: Если вы решили обустроить жилище более сложной системой отопления, то мы настоятельно рекомендуем обратиться к специалистам.