Схема однотрубной отопительной системы

Схема разводки – это основной и первый параметр, который следует определить при проектировании системы отопления. Если нужно любыми способами снизить затраты на сборку отопления, то лучшим вариантом будет схема однотрубной системы отопления частного дома, для которой нужен минимум материалов.

В данной статье рассмотрим различные компоновки однотрубной схемы и определим их сильные и слабые стороны, а также особенности монтажа.

Схема однотрубной системы отопления частного дома

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.

В зависимости от расположения радиаторов этажности здания выбирается однотрубная разводка:

• С нижней разводкой;
• С верхней разводкой.

В зависимости от этажности дома:

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.

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

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

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.

При таком распределении нет жесткой привязки по месту установки между радиаторами на первом и втором этаже.

С принудительной циркуляцией

Циркуляционный насос для однотрубной схемы подключения – лучшее решение. С принудительной циркуляцией теплоноситель доходит с минимальной потерей температуры до последних радиаторов в контуре, нивелируя основной недостаток схемы. При первом запуске отопления на порядок быстрее прогревается вся система, и не нужно ждать шесть-десять часов, прежде чем весь контур прогреется.

Если нет необходимости проектировать отопление для работы и в гравитационном режиме, трубы можно прокладывать в стяжке или зашивать в стены так, чтобы их не было видно.

Схема с принудительной циркуляцией

Повышается управляемость системы. Сопротивление, которое создают терморегуляторы току теплоносителя, достаточно учесть во время выбора циркуляционного насоса. Достаточно мощный напор позволит прокачивать теплоноситель по всему контуру при любых установка регулировочной арматуры, установленной на каждом в отдельности теплообменнике.

Циркуляционный насос существенно повышает максимально допустимую протяженность контура. Допустимое снижение тепловой мощности крайних радиаторов сохраняется даже при длине контура до 150 метров. Если необходимо охватить большую площадь, достаточно разделить схему на два и более контура, соединенных параллельно с установкой насосов в каждом из них.

С естественной циркуляцией

Для естественной циркуляции важен перепад высоты между самой высокой и самой низкой точкой контура. В однотрубной схеме подключения разделить подачу и обратку не получится без существенного удорожания, ведь потребуется больше труб.

Схема с естественной циркуляцией теплоносителя

Простым решением и в то же время практичным будет разгонный коллектор. От котла вначале труба поднимается вертикально вверх к расширительному баку в случае с открытой системой. Далее труба опускается по наклонной к первому радиатору.

Подъем разгонного коллектора придаст горячему теплоносителю требуемое ускорение, чтобы он мог циркулировать по контуру. Естественно трубы подбираются по диаметру как можно больше, для снижения сопротивления.

Участки байпаса между подводами каждого радиатора формируются трубой всего на один размер меньше. Устанавливать регулирующую арматуру на байпасе не следует, чтобы не препятствовать току теплоносителя.

Двухэтажного дома

Распределять по дому стояки, к каждому из которых будет подсоединено всего два радиатора, не имеет смысла. Гораздо проще организовать два независимых контура по одному на этаж и согласовать их с помощью гидрострелки или регулирующей арматуры.

В каждом контуре общая труба укладывается на уровне пола по периметру здания, и к ней подключаются радиаторы. Обеспечить нормальное функционирование естественной циркуляции в данном случае довольно сложно, потому предпочтение отдается принудительной циркуляции.

Как сделать однотрубную систему отопления своими руками

Отопление с одним контуром привлекательно своей простотой и надежностью, поэтому хозяева загородных домов берутся за реализацию этого проекта без опасений получить отрицательный результат. Но существует одна оговорка: однотрубное отопление будет эффективным только в домах с небольшой отапливаемой площадью и с 1-3 этажами. Почему это условие рекомендуется соблюдать – расскажем ниже. Кроме того, для полного понимания, какое отопление частного дома вам подойдет лучше – однотрубное или двухконтурное- необходимо заранее изучить устройство и схему разводки и подключения оборудования в один контур.

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Как работает отопление с одним контуром трубной разводки:

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

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

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

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

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

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

Выбор отопительного котла

Водяное отопление по одноконтурной схеме предполагает проводить одну трубу, и такую небольшую нагрузку можно поддерживать котлом любого типа – электрическим, газовым, твердо- или жидкотопливным, комбинированным агрегатом. Поэтому выбор котла чаще всего зависит от доступности того или иного вида топлива в конкретном регионе.

Без подведенного газа из центрального газопровода проще и дешевле будет сделать отопление в частном доме на твердом топливе – дровах, угле, пеллетах.

Электрический котел отопления – крайняя мера, при условии отсутствия газа или места для хранения большого объема дров или угля.

Геотермальные котлы и источники энергии на солнечных батареях мы пока не рассматриваем в силу их редкого использования и дороговизны приобретения и монтажа.

Выбрав котле, необходимо определиться с его тепловой мощностью. Стандартная формула расчета – на 10 м 2 отапливаемой площади нужно потратить 1 kW тепловой энергии. Дальше все просто: для расчета общей мощности котла необходимо перемножить длину и ширину здания, разделить результат на 10, умножить новый результат на 1 kW.

Пример: при габаритах дома 9 х 12 метров тепловую мощность котла получим так: ((12 х 9) / 10) х 1 kW = 10,8 kW. Но это – не окончательные цифры: к нашим 10,8 kW прибавьте до 20% запаса, когда котел отопления дома вынужден работать длительное время на полную мощность – при низких температурах или пристроенном помещении, которое раньше не входил в расчеты мощности. Конечный результат -12-14 kW.

Важно: Существует один небольшой нюанс, на который мало кто обращает внимание — в каком направлении будет перемещаться теплоноситель. Это будет видно на самом котле – вправо или влево смотрят входной (обратка) и выходной (подача) патрубки. Требуемое направление подключения определяется на месте установки котла своими руками, и никак иначе.

Выбираем трубы – металлопластиковые или полипропиленовые

Если предполагается, что однотрубная система в своем доме будет монтироваться своими руками, то лучше будет сразу ориентироваться на трубы из металлопластика. Объяснение выбора простое:

1. Металлопластиковые трубы для индивидуального отопления легко гнутся даже руками, а это экономит бюджет на покупке фитингов и переходников;
   1. Самостоятельный монтаж однотрубной системы отопления из металлопластиковых изделий обойдется намного дешевле, чем из стальных труб;
   2. Трубы легко режутся простым труборезом и даже ножом;
   3. Технология соединения труб индивидуального отопления – самая простая, основана на обжиме цанговыми фитингами, а для этого понадобится всего один разводной ключ. Такое отопление монтировать может даже человек без опыта, при этом порядок монтажа может быть любым в пределах трассы (исключая котел).
2. Если вы хотите, чтобы ваша схема однотрубной системы отопления в частном доме была как можно надежнее и долговечнее, то покупайте медные трубы – их придется паять, но срок службы и надежность разводки такой трубой будет несоизмеримо выше;
3. Стальные трубы соединяются сваркой, что еще больше усложняет и удорожает процесс;
4. ПВХ (пропиленовые) трубы – самые дорогие из всей линейки аналогичных изделий, и их тоже придется паять специальным паяльником, что требует навыка и знаний.

Исходя из вышеперечисленных преимуществ и недостатков разных материалов для однотрубной системы отопления, идеальной трубой представляется металлопластиковое изделие Ø ½ дюйма.

Диаметр одной трубы выбран не случайно:

1. Ø ½ дюйма позволяет свободно доставлять требуемые объемы теплоносителя отопления ко всем радиаторам в доме. Также трубу маленького диаметра легко спрятать под пол или в нишу стены при прокладке скрытой трассы;
2. Фитинги Ø ½ дюйма дешевле других размеров, а таких соединений для одной трассы отопления понадобится несколько десятков, что отразится на стоимости проекта;
3. патрубки практически всех обогревательных приборов – батарей или радиаторов – имеют резьбу именно ½ дюйма.

Как рассчитать количество радиаторов и фитингов

Сколько понадобится радиаторов на одно помещение, видно сразу при входе в него: сколько окон в комнате, столько нужно устанавливать обогревательных приборов – по одному под каждым окном.

Размеры и количество секций для каждого радиатора рассчитываются, исходя из комфортной отдачи тепла в помещение: на каждый 1 kW тепловой энергии, излучаемой радиатором, придется около 10 м 2 помещения. Таким образом, при наличии в комнате площадью примерно 25-30 м 2 трех окон потребуется установить три радиатора мощностью по 1 kW, или большее количество обогревательных приборов, но тогда количество секций можно уменьшить. Перед тем, как сделать однотрубную систему отопления, необходимо выяснить, как будут подключаться трубы – сверху или снизу. Для отопления по одноконтурной схеме потребуется минимальное количество фитингов и запорной арматуры, так как все приборы соединены последовательно, и отключение даже одного радиатора остановит всю схему, если она не собрана по типу «ленинградки». Если же однотрубная система реализуется по схеме с нижней разводкой, то трубы пойдут по полу, и для каждого радиатора потребуется приобретать следующие узлы и детали:

1. Два фитинга с поворотом 90 0 и цанговым зажимом. Фитинги оснащаются наружной или внутренней резьбой, которая нужна для соединения с другими элементами схемы – радиаторами, насосом, байпасом или контрольными приборами;
2. Два куска металлопластиковой трубы, которые нужны для подключения радиатора к трубопроводу. Один отрезок должен быть размером от уровня пола до верхнего края батареи, второй – от уровня пола до нижнего края обогревательного прибора;
3. Два фитинга с цангами на концах – к ним будут подсоединяться трубы отопительной магистрали.

Кроме того, потребуется еще:

1. Два металлических (желательно из нержавейки или латуни) переходника Ø ½ дюйма для подключения труб к котлу. У переходников на торцах должна быть наружная резьба и пространство для зажима (хомута);
2. Столько метров неразрывной металлопластиковой трубы, чтобы опоясать весь периметр отапливаемого здания;
3. Два латунных тройника, с помощью которых нужно присоединить в однотрубное кольцо отопления расширительный резервуар, а также заливать рабочую жидкость. На тройниках должны быть места для зажимов (хомутов) на всех торцах;
4. Два шаровых крана: один для врезки циркуляционного насоса, один для залива рабочей жидкости в систему. На одном конце вентилей должна быть резьба, на втором – место под зажим;
5. Несколько (3-5) фитингов-поворотов под углом 900, чтобы обойти углы помещения.

Вся арматура, фитинги и другие метизы приобретаются заранее, но с учетом проведенных расчетов. Общая длина труб и отрезков труб рассчитывается, исходя из суммы всех отрезков для подсоединения батарей, включая периметр здания, плюс запас в несколько метров. Поэтому металлопластиковые трубы приобретаются бухтой. Набор инструментов для монтажа отопительной системы:

1. Гаечные ключи размером 2 2 х 24. Их вполне могут заменить два разводных или газовых ключа. Инструмент пригодится при фиксации контрольных гаек на фитингах;
2. Ручной труборез и торцовщик. Труборез можно заменить ножницами по металлу или ножом. Торцовщик можно заменить любым предметом, который можно вставить в трубу и немного раздвинуть ее края, например, ручкой малярной кисти или обычной столовой ложкой;
3. Двухдюймовый разводной ключ (№ 2) – для удерживания фитингов при работе;
4. Рулетка, электродрель или шуруповерт, перфоратор, молоток – все это пригодится для крепления трубопровода к стенам или полу.

Пошаговая инструкция по монтажу одноконтурной схемы отопления

Однотрубные отопительные контура в загородном доме можно собрать и запустить систему за несколько дней, а при наличии сообразительного помощника – и за один рабочий день.

1. Начальный этап – разметка трассы, и для этого нужно повесить все радиаторы на свои места: так будет намного проще ориентироваться в реальной обстановке. Как крепить радиатор: к стене прикладывается кронштейн (идет в комплекте с радиатором), размечаются места под отверстия, сверлятся сами отверстия под анкера диаметром, равным диаметру анкеров. На закрепленные кронштейны навешивают радиатор. Если система собрана по принудительной схеме циркуляции, то все радиаторы можно крепить на одном уровне. При естественной циркуляции теплоносителя необходимо сначала расчертить на стенах требуемый уклон труб (1-20 на 2 погонных метра трассы), по которому размечать крепления под кронштейны радиаторов;
2. Дальше нужно установить и закрепить котел отопления, трубу дымохода и все контрольные приборы – манометр, датчики, и т.д. Котле монтируется или в отдельном помещении, или в отдельной пристройке. Соблюдение правил пожарной безопасности обязательно. На входные и выходные патрубки или сгоны теплогенератора устанавливаются металлические переходники Ø ½ дюйма;
3. Бухта металлопластиковой трубы раскатывается по зданию, начиная от котла. При прохождении межкомнатных перегородок их рассверливают перфоратором со сверлом Ø 20 мм. По окончании раскладки трубы один ее конец подсоединяется к фитингу трубы подачи, а второй — к фитингу трубы обратного хода жидкости. По углам комнат труба изгибается или поворачивается на угловых фитингах;
4. Следующий шаг – установка расширительного резервуара. При сборке открытой системы баком может служить любая подходящая емкость – прямоугольное ведро, канистра, и т.д. Если схема отопления будет закрытой, то расширительную емкость с внутренней мембраной покупают. Бак открытой схемы врезается как можно ближе к котлу при помощи тройника, и поднимается выше самой высокой точки трубной разводки. Сам бак подключается к системе через переходник, на который крепится отрезок трубы нужного размера;
5. После установки расширительного бака наступает очередь циркуляционного насоса. Он врезается в трубу обратки, расстоянии 40-50 см от котла. На торцы патрубков насоса накручиваются шаровые вентили (они будут перекрывать движение воды с одной и с другой стороны при ремонте или при проведении профилактических работ), и соединяются цангами с трубами системы. Насос рекомендуется заземлить, но котле или чугунные батареи для этой цели использовать категорически запрещено – заземление должно быть отдельным, и выводиться наружу;
6. Для подсоединения радиаторов достаточно на верхний и на нижний конец металлопластиковой трубы накрутить фитинг-угол. Основная труба отопления, которая проходит под радиатором, разрезается в под нижним и верхним фитингами, и на эти торцы накручиваются такие же угловые фитинги, и вся конструкция соединяется отрезками трубы. Остальные радиаторы подключаются одинаково;
7. Между обратным патрубком котла и циркуляционным насосом устанавливается тройник, и на его боковой вывод накручивается шаровой кран для слива жидкости. На свободный конец тройника подсоединяется магистраль отопления;
8. Последний шаг – заливка рабочей жидкости в систему. Для этого открывается шаровый вентиль на тройнике (пункт 7), который закреплен на обратном патрубке котла, и вода (или антифриз) под давлением (или при помощи насоса, или из крана) закачивается в трубы.