Однотрубное отопление в доме

Идея создать однотрубную систему отопление в частном доме может показаться на первый взгляд заманчивой. Вероятно, что одна труба вместо двух, намного дешевле. Наверное, такую систему проще монтировать…. Однотрубку можно положить даже под плинтус – не сложно спрятать, это же не две трубы…

Разберемся по порядку, действительно ли дешевле? Проще ли сделать? Но самое главное – как поведет себя однотрубная система в эксплуатации? Не будет ли отопление в доме просто некачественным. Не окажутся ли недостатки системы слишком весомыми. И поэтому однотрубная (ленинградка) не будет применима вообще…

Сколько радиаторов и как их подключить

Сколько радиаторов чаще в доме? Сегодня обычным домом окажется строение с мансардным этажем и отапливаемой площадью 200 м кв. При этом внизу находится с десяток радиаторов и на мансарде штук 5. Если рассмотреть домик одноэтажный 100 м кв., то понадобится от 8 отопительных приборов.

Если их подключить одной трубой последовательно один за другим, то последний окажется холодным, при обычных параметрах отопительной сети.

Если их подключить параллельно к одной трубе – то же самое последний будет «ледяным», если характеристики отопления обычные…
Но что подразумевается под словом «обычные»?

Нормальные технические характеристики

При создании отопления все стремится к минимизации, упрощению, удешевлению.

Для движения теплоносителя применяются циркуляционные насосы, бесшумные и слабомощные. Максимальна мощность двигателя обычно до 100 Вт. Новейшие модели с компьютерным управлением умеют выбирать наиболее экономичный режим работы сами, и пользователи радуются, когда табло показывает потребляемую мощность 12 Вт при площади дома 150 м кв.

Трубы применяются внутренним диаметром 16 мм для одного – двух радиаторов и 20 мм для группы до 6 шт., 25 мм уже может быть магистралью от котла для целого дома.
Что же будет с однотрубкой, если все это применить к ней?

Экономия при создании и эксплуатации

Если однотрубную систему создать с прогрессивными (экономичными) параметрами отопления, то она в масштабах дома (5 и более радиаторов в кольце) окажется не работоспособной, потому что последние радиаторы будут холодными.

Обычный циркуляционный насос не обеспечит скорость теплообмена (подачу необходимой энергии для последовательного включения). А обычный диаметр труб создаст слишком большое гидравлическое сопротивление, при попытке увеличить расход жидкости.

Чтобы нагреть последний в кольце прибор нужен мощный насос и кольцевая труба большого диаметра.

Какая температура радиаторов у ленинградки

При последовательном включении на одну трубу радиаторы будут забирать часть энергии и постепенно остужать теплоноситель. Если температура на подаче +60 град, то на каждом радиаторе потеря при обычной циркуляции теплоносителя (до 30Вт на насос) составит примерно 7% или 4 град. Тогда на выходе из 4-го радиатора будет плюс 48 град С. Но 5-й в кольце будет уже малопригодным для обогрева. А к примеру, на восьмом радиаторе в кольце – будет 32 град, — просто холодный.

Выравнивание температуры между подачей и обраткой возможно только при большом диаметре труб и мощном насосе, создающем достаточный расход теплоносителя.

Расточительная однотрубка для больших домов

В больших домах, с несколькими десятками радиаторов, где эксплуатационные потери не слишком велики можно рассмотреть вариант однотрубной системы отопления.

• Применяется стальная труба большого диаметра (от 50 мм) согласно проектному расчету, с особым насосом, создающими значительную скорость движения жидкости, до предела возникновения шума в трубе. Труба размещается по кольцу внешней стены во внутрипольном пространстве.
• К трубе подключаются пары отводов под радиаторы или внутрипольные конвектора под высокими окнами. Разность давление создается не только за счет остывания жидкости в приборах, но главным образом, за счет монтажа в трубе паруса на подающем патрубке.
• Значительные затраты на создание и эксплуатационные потери нивелируются большой мощностью отопления, и не являются значимыми, при рассмотрении всей затратной части строительства такого дома. С уменьшением площади отопления роль указанных затрат будет возрастать и они окажутся неприемлемыми.

Почему так расточительно

Можно ли транжирить ресурсы, и делать столь не экономичную систему отопления при создании и особенно при эксплуатации? Там, где можно задействовать на циркуляцию 20 Вт будет тратится 200 Вт. (?), Сколько точно, — покажут лишь расчеты на конкретную гидравлическую сеть, на в любом случае – в разы больше.

Остается непонятным зачем нужная дорогая эксплуатация, ведь только за сутки в разнице набегает киловатт-другой энергии, а за годы эксплуатации – приличная куча денег, выброшенная на ветер.

Другие методы выравнивания температуры – глубокая балансировка первых радиаторовЮ делает всю систему еще дороже и не устойчивой в работе. Рекомендуется как выход – увеличивать площадь радиаторов для компенсации потери температуры. Но тогда уже 8-й в кольце должен быть вдвое большей площади, чем первый, – слишком расточительный метод отопления.

При увеличении диаметра трубы в два раза, ее стоимость растет быстрее. Стоимость ее фитингов и кранов увеличивается в несколько раз. Любой монтажник скажет, что работоспособная однотрубка диаметром 32 мм на 10 радиаторов, обойдется дороже чем двухтрубка проложенная трубой 20 и 16 мм (два тупика по 5 шт).

К тому же монтажник добавит (скорее всего), что такие большие фитинги и трубы монтировать сложнее.
Однотрубка с трубой большого диаметра обойдется дороже при создании.

Где и как применяются однотрубки

На производствах бывает, что нужно отапливать цеха большой площади. Тогда оказывается, что местная котельная будет рациональней с однотрубной системой протяженностью в километр, с сотнями подключенных отопительных приборов и мощным насосом.

Однотрубки можно встретить везде в централизованных сетях многоэтажных домов, ведь отопительный стояк это и есть данная система с большой скоростью циркуляции.

Когда ленинградка рациональней в частном хозяйстве

Явно рациональной окажется однотрубная система при создании отопления в каком то маленьком помещении, до 4 радиаторов максимум в одном кольце, но лучше до 3 шт. Их даже можно соединить последовательно один за другим полипропиленовой трубой наружным диаметром 25 мм, чтобы не перегружать циркуляционный насос минимального типоразмера 25/40.

Как создать однотрубную систему отопления

Одним из вариантов создания однотрубной системы отопления в небольшом частном доме является создание 2 или 3 колец по 2 – 3 радиатора в каждом. Теоретически это возможно, если котел находится в центральной части строения и от его обвязки можно уложить в разных направлениях кольца отопления. Например, в одно крыло дома 4 радиатора, в другое – 3 шт., на мансардный этаж – 3 шт.
Примерная схема двухтрубки для одного отопительного кольца на 3 прибора.

В доме будет создана однотрубная система отопления, приемлемого качества по равномерному нагреву 10 шт. радиаторов, более простая, экономичная, и дешевая по сравнению, если бы эти приборы были подключены двумя трубами.

Но проблема в том, что подобное расположение котла, с возможностью замыкать кольца по 3 радиатора одной трубой – редкость. Чаще котел отнесен в подсобное помещение в крайней части дома. И тогда необходимо прокладывать либо длинные тупики – по 5 приборов, либо одно кольцо по периметру с включением в него всех потребителей – оно создается обязательно из двух труб, применяется попутная схема включения – как создать попутку….

Монтаж самотечной однотрубки – отопление для садового домика

Когда с электричеством проблема где нибудь в удаленном домике, оптимальным становится самотечная система — 3 – 4 радиатора в одном кольце. Применяются трубы диаметром от 30 мм (внутренний). Желательно использовать стальные трубы 40 – 50 мм в диаметре. Котел устанавливается в приямке – линия нагрева ниже линии охлаждения, т.е. средней точки радиаторов, только тогда возникнет циркуляция.

Как вариант создания – от подачи металлический трубопровод на приподнятый расширительный бак открытого типа. Он располагается под потолком, греет воздух вверху, — поднимая линию охлаждения. От него разводка по дому одной трубой, можно применить и пластиковые варианты, через 3 радиатора, и обратно на котел. Система получается дорогой, но незаменима там, где нет электроэнергии.

Подключения радиаторов

Существуют несколько вариантов включения радиаторов в однотрубной системе отопления.

Последовательное включение – наиболее экономичное при создании. Применяется до 3 шт. отопительных приборов.

Параллельное подсоединение с верхним подключением подачи – может применяться и на самотеке, и в самых больших кольцах с насосом. Здесь движение жидкости через прибор идет как по параллельной ветви, а также за счет тепловой конвекции воды при остывании ее в приборе.

Параллельное нижнее подключение.
Здесь одного принципа «параллельной ветви» не достаточно, на магистральной трубе включается вентиль или вставка – заужение площади сечения в два и более раз. В стальную трубу нередко просто вваривают преграду.

При параллельных включениях возможна балансировка первых радиаторов в больших кольцах, чтобы подровнять температуру по всей цепочке. Но как рекомендовалось, этот метод не является спасительным, если параметры сети обычные, а специалисты рекомендуют лишь еще больше удорожить сеть за счет увеличения размеров последних батарей.

Применяемые материалы и оборудование

В основном используется твердотопливный котел, так как автоматизированные варианты, в небольших строениях (с однотрубкой) на 3 — 4 радиатора в отопительном кольце применяются редко. Выбирается циркуляционный насос 25/40, для которого максимальная площадь отопления до 150 м кв. в утепленном доме. Рекомендуемая обвязка с использование трехходового клапана для защиты от холодной обратки. А также электрическая защита от перегрева и остужения через котел после завершения горения.

Трубы полипропиленовые 25 мм (наружный), или металлопластиковые трубы 20 мм. Отводы для подключения – 20 мм (16 мм). Кран балансировочный на первом радиаторе вместо отключающего крана.

Также котел снабжается группой безопасности и фильтром на обратке перед насосом.

Схема однотрубной системы отопления частного дома

Для организации эффективной отопительной сети в своем жилище мало лишь купить дорогой котел, нужно правильно выполнить гидравлический расчет, подобрать оборудование, определиться с разводкой труб и т. д. Наиболее надежной является однотрубная система отопления частного дома, она оптимально подходит для небольших площадей – до 250 м².

При желании обустроить такой вид обогрева можно самостоятельно. В статье рассмотрим особенности проектирования отопительного контура, приведем самые эффективные схемы разводки и выполним гидравлический расчет однотрубной системы отопления.

Как правильно сделать однотрубную систему отопления

В зависимости от количества магистралей, бывает двухтрубное или однотрубное отопление в частном доме. В первом варианте движение теплоносителя происходит по двум трубопроводам: один транспортирует горячую воду к радиаторам, второй – отводит остывшую обратку к котлу.

Существует несколько видов двухтрубных отопительных сетей, отличающихся схемой разводки труб, типом циркуляции теплоносителя и прочими характеристиками. Например, по направлению движения жидкости в магистралях они бывают с прямоточной или тупиковой разводкой системы отопления.

Батареи к двухтрубному контуру подключаются параллельно и всегда имеют одинаковую температуру. Реализовать систему довольно дорого, потому что она требует удвоенное количество труб, арматуры, а также другого оборудования.

Дешевле и легче организовать однотрубное отопление в частном доме с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. Здесь магистральный трубопровод выполнен в виде замкнутого кольцевого контура, выходящего из теплогенератора. К нему последовательно подсоединяют радиаторы и теплый пол (подключают последним). В отопительной сети минимум комплектующих, что позволяет экономить на монтажных работах.

Стандартная однотрубная система отопления частного дома включает в себя котел, трубы, батареи, расширительный бак, разгонный участок трубопровода или циркуляционный насос, а также различную арматуру и фитинги.

Как сделать однотрубное отопление в частном доме самостоятельно:

• Монтаж котла – установка теплогенераторатора производится согласно инструкции производителя и общепринятых СНиП.
• Обустройство разгонного коллектора – он необходим для увеличения скорости транспортировки нагретой воды. В помещениях с низкими потолками разгонный участок малоэффективен. Обязательно его устанавливают в однотрубной системе отопления частного двухэтажного дома.
• Укладка трубопровода – чтобы исключить возможность завоздушивания системы магистраль прокладывают с уклоном (минимум 0,5 см на 1 м трубы).
• Установка и подключение радиаторов – все батареи рекомендуется оснастить кранами Маевского, они нужны для удаления образовавшегося воздуха в системе.
• Монтаж запорной арматуры – перед отопительными приборами монтируют запорные краны. Такая арматура позволяет быстро произвести ремонт трубопровода или оборудования, без слива всей воды из системы.
• Установка сливного крана – используют для слива теплоносителя, размещают в самой нижней точке системы.
• Подключение расширительного бака – устройство размещается перед насосом в закрытых системах.
• Монтаж циркуляционного насоса – прибор располагают перед входом обратки в котел.

Оборудование подбирается под вид системы: открытая, закрытая. В первом варианте расширительный бак выполнен в виде емкости, которую приваривают к магистрали в самой верхней точке (обычно на чердаке). В закрытых отопительных контурах применяется герметичный расширительный бак с мембраной внутри.

В зависимости от варианта подачи теплоносителя к оборудованию, однотрубная система отопления в частном доме может иметь верхнюю или нижнюю разводку. При нижнем подключении трубопровод размещается под батареями: над полом, в цоколях и подвалах, под полом. Обязательно в контур включают циркуляционный насос. Самым простым примером нижней разводки является схема «Ленинградка».

При верхней разводке вода поднимается по стояку, а после последовательно попадает к радиаторам. Такая схема может быть реализована в однотрубной тупиковой системе отопления. Однако применяется она редко из-за дороговизны монтажных работ и использования металлических труб большого диаметра.

Для того чтобы однотрубная система отопления частного дома из полипропилена или другого материала магистрали была эффективной и работала стабильно, нужно правильно подобрать диаметр труб, мощность котла, определиться с количеством батарей. Для этих целей производят гидравлический расчет.

Гидравлический расчет однотрубной системы отопления

Проектируя однотрубную систему отопления частного дома, нужно учитывать все возможные потери. На их величину влияет конструкция контура, плотность теплоносителя и скорость его передвижения, а также другие параметры. Снизить затраты и обеспечить равномерное распределение тепла по комнатам можно, если заранее рассчитать гидравлику.

Проводят расчет однотрубной системы отопления в Excel, в специальном онлайн калькуляторе или при помощи стационарных программ. Удобнее всего использовать таблицы Excel, главное — правильно подготовить формулы и определить величины искомых данных.

Рассмотрим пример гидравлического расчета системы отопления частного дома, площадью 80 м2 и высотой потолков 2,7 м. Жилье расположено в умеренно континентальном климате: средняя температура зимой -7°C, летом – до +19°C.

Вычисления проводятся по формулам. Для определения мощности теплогенератора понадобится коэффициент удельной мощности местоположения (Wудел) по климатическим условиям: южные области – 0,6-1 кВт/м2, центр – 1-1,5 кВт/м2, северные регионы – 1,5-2 кВт/м2. Для нашего примера мы берем значение в 1,4 кВт/м2.

Мощность котла = (Sпомещ*Wудел) / 10= (80 м2*1,4) /10 = 11,2 кВт.

Любая однотрубная система отопления в частном доме включает в свою структуру обогревательные приборы. Как правило, это радиаторы с несколькими секциями. Подобрать их количество и мощность можно проведя несложные расчеты. При этом во внимание берется вид батарей, объем помещения, материал стен, расход тепла на 1 м3.

Справочные данные по расходу тепла на 1 м3:

• дом из кирпича с качественным утеплением стен, чердака, перекрытия и фундамента – 0,02 кВт;
• из сип-панелей – 0,041 кВт;
• кирпичный дом с металлопластиковыми окнами – 0,034 кВт.

Чтобы определить объем помещения, площадь комнаты умножаем на высоту потолков. Например, имеем гостиную площадью 20 м2:

20 м2*2,7 м = 54 м3

Количество тепловой энергии для такого помещения в кирпичном доме составляет:

54 м3*0,034 кВт=1,83 кВт

Для дальнейших расчетов нужны данные о характеристиках выбранных радиаторов. Рассмотрим алюминиевые варианты. Мощность одной секции таких изделий составляет 0,175 кВт. Если тепловую энергию разделить на этот показатель, получим необходимое количество секций батарей:

1,83 кВт/0,175 кВт=10,45

Таким образом, для обогрева гостиной понадобится алюминиевый радиатор с 11 секциями.

Методика расчета диаметра трубопроводной магистрали отопления довольно сложная, она зависит от потерь тепла, материала труб и других показателей. Самостоятельно выполнить точный просчет проблематично. Если однотрубная система отопления из пропилена или металлопластика, то для определения оптимального проходного отверстия можно использовать справочные данные.

Есть специальные таблицы, в которых уже просчитано соответствие зависимостей мощности системы, внутреннего диаметра труб, а также скорости движения теплоносителя. Например, в отопительном контуре с мощностью 15 кВт и 6 радиаторами должны использоваться трубы с внутренним диаметром от 12-20 мм: переходы между участками с 1-3 батареи оснащаются 20 мм трубами, с 4-5 радиаторы – 15 мм, далее монтируется переход на 12 мм.

Объем теплоносителя в системе рассчитывается исходя из мощности котла или посредством суммирования всех емкостей в контуре, в том числе и отдельных участков труб, а также байпасов.

После того как гидравлика посчитана, подбирается циркуляционный насос. Рекомендуется системы с принудительной циркуляцией дополнительно оснастить байпасным обводом. Разберемся, нужен ли байпас в однотрубной системе отопления и какие функции он может выполнять.

Использование байпаса в однотрубной системе отопление

одернизированная однотрубная система отопления с байпасом имеет расширенный набор функциональности. В ней появляется возможность регулировки количества нагретой воды, поступающей к радиатору. Что позволяет в таких схемах как «Ленинградка» обеспечить прогрев всех батарей.

Выглядит устройство в виде перемычки, устанавливаемой между прямой и обратной подводкой радиаторов. Также изделие может монтироваться для подключения насоса, теплого пола или другого оборудования. Обязательно диаметр байпаса в однотрубной системе отопления делается на 1 размер меньше сечения подводящей трубопроводной магистрали.

Чтобы понять, нужен ли байпас в однотрубной системе отопления смоделируем ситуацию – потек радиатор, а на улице -20°C. Без обходного патрубка придется сливать всю воду из магистрали. Байпас же позволяет изолировать только вышедший из строя участок, так как он может выполнять роль запорной арматуры.

Существует несколько вариаций байпасных обводов. Они отличаются конструкцией и способом регулировки.

• Нерегулируемые – используются для подключения только батарей. Не имеют дополнительного оборудования, их просвет постоянно открыт и движение теплоносителя происходит без возможности управления.
• С ручным управлением – такой байпас оснащен шаровым краном. Устройство позволяет регулировать движение потока, может использоваться для обвязки насосов и подключения радиаторов. Если полностью перекрыть кран, теплоноситель начнет двигаться по основному пути.
• Автоматические – бывают клапанными или инжекционными. Устанавливаются в однотрубное отопление частного дома для увеличения КПД системы, уменьшения теплопотерь и для более равномерного прогрева помещений. Перенаправление потока жидкости происходит без участия человека.

В случае отключения электроэнергии однотрубная система отопления с байпасом продолжает работать в самотечном режиме, несмотря на остановку циркуляционного насоса. Тип обходного участка и его оснастка подбирается в зависимости от схемы разводки и необходимой функциональности.

Верхняя и нижние разводки однотрубной системы отопления

Бывает верхняя разводка системы отопления или нижняя. Вариант с верхним розливом обычно используется для домов с площадью до 100 м².

Если реализована однотрубная система с верхней разводкой, схема подключения радиаторов обязательно должна быть последовательной. При этом сначала теплоноситель будет подаваться к самой верхней точке контура, а после распределяться по батареям. Подающий стояк размещается на чердаке или под потолком, подающий трубопровод – над батареями.

Однотрубная система отопления с верхней разводкой имеет такие особенности:

• чаще всего применяется для систем с естественной циркуляцией;
• в системе обязательно должен быть разгонный участок;
• не содержит сложных узлов или слишком дорогих деталей;
• движение теплоносителя происходит за счет гравитации.

По расположению труб, которые соединяют между собой отопительные батареи, верхняя разводка системы отопления может быть вертикальной или горизонтальной. В первом варианте могут образовываться воздушные пробки. Устранить недостатки можно, нужно лишь вмонтировать в отопительный контур трубопроводную арматура: отсечные клапаны, краны Маевского и терморегуляторы. Вертикальные схемы подходят для реализации в небольших жилищах.

Горизонтальная однотрубная система с верхней разводкой схема применима для эксплуатации в одноэтажных домах с большой площадью обогрева. Подходит она и для двухэтажных зданий. В конструкции системы должен быть стояк, по которому будет производиться подача теплоносителя на верхний этаж.

Однотрубная система отопления с верхней разводкой может функционировать практически с любыми типами радиаторов: чугунные, биметаллические и другие модели. При использовании алюминиевых батарей обязательно контролируют уровень кислотности теплоносителя.

Когда в доме реализуется однотрубная система отопления с нижней разводкой схема подключения радиаторов всегда последовательная. Батареи подсоединяются к горизонтальной трубе, которая уложена по периметру всех отапливаемых помещений. Вход и выход в радиаторах может быть диагональным или нижним. Обогревательные приборы в такой системе размещаются на одном уровне. Они всегда работают одновременно. Трубопровод имеет небольшой уклон от котла, циркуляция жидкости в системе принудительная.

Хорошо себя зарекомендовала однотрубная система отопления с нижней разводкой схема «Ленинградка» с байпасами. Здесь радиаторы хоть и имеют последовательное подключение к одному трубопроводу, но могут работать по отдельности. Кроме того, есть возможность регулировки нагрева каждого прибора.