Одноконтурное отопление частного дома

Владельцы загородной недвижимости сталкиваются с проблемой необходимости обеспечения водоснабжения и отопления коттеджа. Эти функциональные составляющие могут быть взаимосвязаны, объединены системой двухконтурного газового котла, но такой вариант является достаточно сложным в монтаже, дорогостоящим. В качестве альтернативного варианта можно использовать систему одноконтурного отопления.

Принцип работы однотрубного отопления

Принцип одноконтурного (однотрубного) отопления заключается в последовательном (линейном) соединении радиаторов, теплоноситель (вода) движется по одной трубе. Вход трубы радиатора одноконтурного отопления находится в верхней части, выход в нижней. Труба, проходящая под радиатором, имеет уменьшенный диаметр, чем магистральная, называется байпасом.

Перечислим все элементы, из которых состоит однотрубная или одноконтурная, система отопления:

• котел;
• радиаторы;
• трубы;
• расширительный бак (основное назначение этого элемента – компенсация расширения воды при нагревании);
• байпасы;
• отсекающие краны;

Именно благодаря наличию байпасов, наличие второй магистральной трубы, по которой в обратном направлении идет вода уже другой температуры, необязательно. Наличие байпасов облегчает ремонт установки. Но здесь важно учитывать при использовании двухтрубной системы теплоноситель подходит к каждому радиатору с одинаковой температурой, нижний выход от каждого радиатора соединяется с нижней трубой теплоносителя, идущей к котлу.

При выборе одноконтурной системы отопления к каждому последующему радиатору вода подходит с потерями температурного режима. Об этом следует помнить, прокладывать магистраль таким образом, чтобы сначала присоединялись радиаторы помещений, где воздух должен максимально прогреваться, а самый последний радиатор был расположен в той комнате, где меньше всего требуется тепло.

Этот недостаток можно компенсировать за счет определенных манипуляций, например:

• увеличить теплоемкость последних радиаторов;
• повысить температуру на самом котле.

Недостаток последнего варианта в том, что в ближнем помещении установится слишком высокая температура. Компенсация обойдется владельцам загородного коттеджа достаточно дорого, энергопотери повысятся.

Виды одноконтурного отопления

Существует несколько классификаций одноконтурных систем отопления в зависимости от различных параметров. Первоначально следует обозначить основные типы систем:

Поскольку вода имеет достаточно высокий коэффициент расширения при нагревании (0,3% вследствие увеличения температуры каждые 10 градусов), необходимо компенсировать увеличивающийся объем теплоносителя, чтобы не повредились трубы, избежать аварии. Компенсацию осуществляют, как правило, за счет расширительного бака внутрь которого вставлена мембрана из полимеров. Эта мембрана эластична, под действием увеличивающейся в объеме воды заполняет бак полностью.

Использование таких мембранных баков характерно для закрытых, полностью автоматизированных систем. Котлы для таких систем работают на газе, пеллетах, мазуте. Они отличаются безопасностью, поскольку при увеличении давления, система автоматически выключается.

Ранее использовались преимущественно одноконтурные системы открытого типа, которые еще именуются системами отопления с естественной циркуляцией. В таких устройствах устанавливается патрубок, через который выводилось избыточное давление, пары в атмосферу, если интенсивная работа котла становится причиной существенного расширения теплоносителя.

Установки для отопления частного коттеджа также делятся на системы с:

• естественной циркуляцией;
• принудительной циркуляцией.

В установках естественной циркуляции используется закон Архимеда, согласно которому под влиянием конвекции нагретый теплоноситель перемещается наверх. Чтобы реализовать использование этого принципа магистрали располагают с небольшим уклоном.

Принудительная циркуляция осуществляется за счет включения в систему специальных насосов, других инженерных устройств перекачки воды. Такой вариант считается более современным, не требует использования труб, арматуры большего диаметра, соответственно дополнительных трудозатрат, в большей степени подходит для многоэтажных коттеджей, где необходимо подавать теплоноситель на верхние этажи. Использование насосов затруднено, если есть проблемы с постоянным, мощным энергоснабжением.

Система Паук

Так называемая система «Паук» относится к одноконутрным установкам естественной циркуляции. На сегодняшний день этот принцип построения соединения котла и магистралей, идущих к радиатору, считается устаревшей, используется в основном в отдаленных от областных центров населенных пунктах, где могут возникнуть проблемы с энергоснабжением. По внешнему виду система действительно напоминает паука (котел устанавливается на чердаке, от него отходят магистрали), поэтому она получила такое название в простонародье. Установку реализуют своими руками.

Система «Ленинградка»

К наиболее надежным системам, которая также является вариантом естественной циркуляции, относится «Ленинградка». «Ленинградка» — оптимальное соотношение цены и качества, учитывая простоту реализации проекта, эффективность. Классическая «Ленинградка» представляет собой комплекс из последовательно соединенных радиаторов по периметру помещений с единым трубопроводом, источником нагрева является котел. Такой вариант нередко устанавливают в небольших двухэтажных коттеджах с использованием циркуляционного насоса.

Типы подключения радиаторов

Различают три основных типа подключения одноконтурной системы отопления:

Стандартные радиаторы могут состоять из верхнего и нижнего горизонтальных коллекторов. Боковое подключение означает: в верхний горизонтальный коллектор поступает теплоноситель, затем теплоноситель спускается по вертикальным каналам радиатора, через нижний горизонтальный коллектор уходит в ту сторону (например, влево), откуда пришел. В данном случае лучше прогреваются левые секции, расположенные ближе к магистрали, чем больше секций радиатора, тем хуже будут прогревать последние секции, это отражается на общей теплоотдаче.

В случае нижнего подключения, теплоноситель по секциям сначала достаточно равномерно поднимается вверх, затем вниз, равномерно распределяя тепло внутри батареи. Такой вариант в плане теплопотерь считается более экономичным, но полностью избежать потери не удается, примерно 10-20% энергии тратится впустую.

При диагональном типе подключения, теплоноситель поступает по верхнему коллектору, спускается вниз по вертикальным каналам, уходит через нижний горизонтальный коллектор, который расположен диагонально относительно входящей магистрали. Такой вариант считается наиболее эффективным, поскольку теплоноситель распределяется более равномерно.

Одноконтурное или двухконтурное: какое отопление лучше?

Как уже отмечалось выше, преимуществом одноконтурной установки отопления являются простота монтажа, снижение затрат на комплектующие системы, особенно если рассматривать вариант с естественной циркуляцией, который к тому же позволяет экономить электроэнергию. Такой вариант доступен для установки системы в загородных коттеджах в самых отдаленных населенных пунктах страны, где возможны перебои с подачей электроэнергии.

К числу недостатков одноконтурного отопления можно отнести неравномерное распределение тепла по помещениям, в том, который находится ближе всего к котлу, температура всегда будет выше, поскольку, проходя по магистрали, теплоноситель теряет свои температурные показатели.

В случае с двухконтурным отоплением теплоноситель распространяется по всем радиаторам равномерно. При этом система включает не одну, а две магистрали. По одной трубе теплоноситель идет на вход в радиаторы, по другой уже остывший теплоноситель – на выход. Затраты на установку значительно выше, чем в случае одноконтурного отопления, монтаж производить сложнее.

В обоих случаях используется котел, который может работать на жидком или на твердом топливе. Вид топлива выбирают с учетом себестоимости (например, газ относится к наиболее экономичным вариантам), безопасности, доступности в любое время года.

Вне зависимости от выбора системы, специалисты рекомендуют установить циркуляционный насос, что позволит обеспечить наиболее равномерное распределение тепла в помещениях. Чаще всего предпочтение в современных автономных установках отдают системам с мембранными баками. Такие варианты считаются наиболее эффективными, безопасными.

Типовые схемы систем отопления и способы подключения радиаторов

Системами отопления являются искусственно созданные инженерные сети различных сооружений, основными функциями которых является обогрев зданий в зимнее и переходное время года, компенсация всех теплопотерь строительных конструкций, а также поддержание параметров воздуха на комфортном уровне.

Разновидности разводки отопления

В зависимости от способа подвода теплоносителя к радиаторам распространение получили следующие схемы систем обогрева зданий и сооружений:

Данные способы отопления принципиально различаются друг от друга, и каждый обладает как положительными свойствами, так и отрицательными.

Однотрубная схема отопительных систем

Однотрубная система отопления: вертикальная и горизонтальная разводка.

В однотрубной схеме систем отопления подвод горячего теплоносителя (подача) к радиатору и отвод остывшего (обратка) осуществляется по одной трубе. Все приборы относительно направления движения теплоносителя соединены между собой последовательно. Поэтому температура теплоносителя на входе в каждый последующий радиатор по стояку значительно снижается после снятия тепла с предыдущего радиатора. Соответственно теплоотдача радиаторов с удалением от первого прибора снижается.

Такие схемы используются, в основном, в старых системах центрального теплоснабжения многоэтажных зданий и в автономных системах гравитационного типа (естественная циркуляция теплоносителя) в частных жилых домах. Главным определяющим недостатком однотрубной системы является невозможность независимой регулировки теплоотдачи каждого радиатора в отдельности.

Для устранения этого недостатка возможно использование однотрубной схемы с байпасом (перемычкой между подачей и обраткой), но и в этой схеме первый радиатор будет на ветке всегда самый горячий, а последний самым холодным.

В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.

В многоэтажных домах использование такой схемы позволяет экономить на длине и стоимости подводящих сетей. Как правило, отопительная система выполнена в виде вертикальных стояков, проходящих через все этажи здания. Теплоотдача радиаторов рассчитывается при проектировании системы и не может быть отрегулирована с помощью радиаторных вентилей или другой регулирующей арматуры. При современных требованиях к комфортным условиям в помещениях, эта схема подключения приборов водяного обогрева не удовлетворяет требованиям жителей квартир, находящихся на разных этажах, но присоединенных к одному стояку системы отопления. Потребители тепла вынуждены «терпеть» перегрев или недогрев температуры воздуха в переходный осенний и весенний период.

Отопление по однотрубной схеме в частном доме.

В частных домах однотрубная схема используется в гравитационных отопительных сетях, в которых циркуляция горячей воды осуществляется благодаря дифференциалу плотностей нагретого и остывшего теплоносителей. Поэтому такие системы получили название естественных. Главным плюсом этой системы является энергонезависимость. Когда, например, при отсутствии в системе циркуляционного насоса, подключаемого к сетям электроснабжения и, в случае перебоев с энергопитанием, система отопления продолжает функционировать.

Главным недостатком гравитационной однотрубной схемы подключения является неравномерное распределение температуры теплоносителя по радиаторам. Первые радиаторы на ветке будут самые горячие, а по мере удаления от источника тепла температура будет падать. Металлоемкость гравитационных систем всегда выше, чем у принудительных за счет большего диаметра трубопроводов.

Видео о устройстве однотрубной схемы отопления в многоквартирном доме:

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная схема разводки отопления.

Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.

Веерная (лучевая)

Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.

Веерная или лучевая система отопления.

В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Разновидности подключения радиаторов

Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:

• Боковое (стандартное) подключение;
• Диагональное подключение;
• Нижнее (седельное) подключение.

Боковое подключение

Боковое подключение радиатора.

Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.

Диагональное подключение

Диагональное подключение радиатора.

Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.

Нижнее подключение

Нижнее подключение с торцов радиатора

Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.

Нижнее подключение радиатора.

В случае когда нижнее подключение используется для стального панельного радиатора, тогда все патрубки на радиаторе находятся в нижнем торце. Конструкция самого радиатора при этом выполнена таким образом, что подача поступает по коллектору сначала в верхнюю часть, а затем обратка собирается в нижнем коллекторе радиатора, тем самым теплоотдача радиатора не снижается.

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.