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.

Однотрубная система отопления — плюсы и минусы, популярные схемы

При организации отопления частных домов иногда приходится выбирать между различными схемами трубной разводки, отдавая предпочтение экономии финансовых средств или эффективности системы. При этом наиболее бюджетным вариантом является однотрубная система отопления, которую для обогрева своих домов выбирают многие собственники.

Чтобы правильно смонтировать систему с одной трубой, следует знать основные схемы разводки, применяемые для этого материалы и размеры трубопроводов. Так как основной проблемой однотрубного контура является неравномерность прогрева радиаторных теплообменников, важно иметь представление о способах их балансировки.

Рис. 1 Примеры однотрубных разводок с нижним подключением батарей

Особенности однотрубной системы

Как следует из названия однотрубная, проходящий по радиаторам тепловой носитель циркулирует по одной трубе, при этом такая разводка имеет следующие особенности:

• Основным конкурентом контуров с одной трубой является двухтрубная разводка. При их сравнении первая схема подключения обладает более высокой экономичностью, связанной с меньшим расходом трубных материалов.
• Для обеспечения более равномерного прогрева теплообменников в однотрубной разводке ленинградка с параллельным подключением батарей требуется применение основного трубопровода большого диаметра. Связано это с тем, что на вход следующего в цепи радиатора поступают смешанные потоки из прямой трубы подачи и после прохождения по предыдущему теплообменному прибору. Из-за этого выигрыш однотрубки в стоимости по сравнению с двухтрубной схемой существенно нивелируется.
• Теплообменники в горизонтально проложенных однотрубных системах имеют разную теплоотдачу, поэтому как правило нуждаются в балансировке.
• Для функционирования системы требуется относительно небольшой объем теплоносителя. Его количество в примерно в два раза меньше, чем в тупиковой и попутной двухтрубных схемах разводки.
• Популярная схема однотрубной системы ленинградка по энергетической эффективности значительно уступает двухтрубной. Связано это с тем, что большая часть теплоносителя циркулирует по трубопроводу, не попадая в радиаторы.
• Благодаря тому, что объем теплового носителя в однотрубной системе меньше, батареи быстрее нагреваются при включении котла.
• Относительно простая разводка позволяет некоторым пользователям заниматься подключением радиаторов к одной трубе самостоятельно.

Рис. 2 Особенности разных вариантов подключения батарей

Варианты подключения радиаторов

Производя монтаж однотрубной системы отопления, используют следующие варианты подсоединения радиаторных теплообменников:

Нижнее. Нижнее подключение наиболее часто используют в ленинградках. Хотя по эффективности теплообмена батареями его принято считать не самым удачным, благодаря наименьшему расходу трубных материалов, эстетичному внешнему виду открытой магистрали, данный метод получил довольно широкое распространение.

Также при нижнем подсоединении лучше вымываются все загрязнения внизу батарей, что увеличивает срок их службы и снижает вероятность заужения проходного канала из-за отложений.

Диагональное. Подключение батарей по диагонали считается одним из самых лучших вариантов по эффективности теплоотдачи. При его организации подающий трубопровод подсоединяют к верхнему патрубку, а линию обратки к нижнему выводу с противоположной стороны.

Помимо высокой тепловой эффективности, диагональ обеспечивает и более равномерный нагрев всей площади радиаторных теплообменников.

Диагональная схема подсоединения используется в однотрубных ленинградках и при подключении многосекционных батарей к вертикально расположенному стояку.

Рис. 3 Примеры бокового подключения стальных радиаторов

Узел нижнего подключения радиатора – как правильно выбрать и установить. Подробнее про нижнее подключение радиаторов, специальную арматуру, используемую для этого, можно в отдельной статье на нашем сайте.

Боковое. Подключение радиаторных теплообменников с одной стороны в основном используют в случаях, если центральный трубопровод проложен по вертикали. Данный вариант можно наблюдать в самотечных индивидуальных системах и квартирах многоэтажных коммунальных домов. В последнем случае теплоноситель может поступать в радиатор сверху или снизу.

Чтобы избежать возникновения аварийных ситуаций с нарушением циркуляции отопительной жидкости по контуру при боковом подключении вертикально расположенных батарей, между трубопроводами подачи и обратки обязательно ставят байпасную перемычку.

К главным недостаткам бокового подключения относят часто недостаточный нагрев наиболее удаленных от стояка секций в длинных радиаторах.

Рис. 4 Особенности последовательного соединения теплообменных приборов

Схемы однотрубной разводки

Если организована однотрубная система отопления в частном доме, радиаторные теплообменники можно подключить к контуру следующими способами:

Последовательно. Последовательный порядок подключения батарей состоит в выстраивании их в цепь, при этом трубопровод обратки каждой заводят на подачу следующей.

Понятно, что первый радиатор в цепочке будет нагреваться сильнее последующих с постепенным снижением теплоотдачи более удаленных, при большом количестве батарей самая последняя рискует остаться полностью холодной. К тому уже при появлении неисправностей на одном из участков придется перекрывать поток теплоносителя во всем контуре, а засоры могут привести к возникновению опасных аварийных ситуаций.

Рис. 5 Параллельное соединение батарей в однотрубной ленинградке и его особенности

Параллельно. Такая схема однотрубного отопления используется намного чаще, чем рассмотренный выше вариант. В ней центральная труба делает петлю от выхода котла к его входу, а каждый радиатор подсоединяется к трубопроводу двумя отводами. Отопление в одну трубу с параллельно подключенными радиаторами получило название ленинградка и раньше широко использовалось при обогреве государственных объектов и учреждений, мест общественного пользования. Ленинградка не потеряла актуальность и в настоящее время, часто применяется в случаях, где во главу угла ставится экономия материалов, простота монтажа.

Однотрубная разводка в самотечных системах

В самотечных (гравитационных) системах нагретая котлом вода поднимается вверх в накопительный бак и спускается вниз по наклонной горизонтальной трубе. К трубопроводу последовательно подключен ряд радиаторов, от выходного патрубка последнего отходит трубопровод обратки к котлу.

Варианты подключения батарей к котлу могут быть различными, но чаще всего используется нижняя ленинградка (рис. 5), намного реже диагональ при последовательном подсоединении теплообменников (рис. 6).

Так как скорость потока во всех самотечных системах невысока, отопительную жидкость транспортируют по трубопроводу диаметром не менее 40 мм.

Диагональная последовательная схема не позволяет регулировать температуру нагрева каждого теплообменника изменением объема теплового носителя, проходящего через радиатор. Ей присущи все недостатки последовательного подключения радиаторов, связанные с наиболее низкой теплоотдачей последних в цепи батарей.

Рис. 6 Схема однотрубной гравитационной отопительной системы

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления — методы, расчет. Возможно, будет интересно более подробно узнать про виды насосов для отопления, правильный подбор и установку. Все это можно прочитать в отдельной статье.

Закрытая однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией

В системах с принудительной циркуляцией отопительную жидкость проталкивает по трубопроводу электронасос. Благодаря этому появилась возможность прокладывать трубопроводы от котла в горизонтальном положении, подключать к нему расположенные на верхних этажах радиаторы.

При разводке с одной трубой используют параллельную схему подключения батарей, получившую название ленинградка. В данной разводке теплообменники подключают снизу, но встречается и диагональный вариант их подсоединения примерно с такой же эффективностью.

При организации ленинградки рекомендуется прокладывать основную магистраль из труб большого диаметра в 32, 40 или 50 мм.

Отводы к радиаторам обычно делают из трубы 20 или 25 мм размера.

Рис. 7 Однотрубная схема с принудительной циркуляцией

В схеме имеется возможность изменять температуру нагревания каждого радиатора в цепи за счет установки на вход или выход батареи регулирующей арматуры — вентильных кранов, терморегуляторов.

Иногда температурную регулировку производят дополнительными вентилями, установленными под каждой батареей.

Еще один распространенный вариант выравнивания теплоотдачи каждого из радиаторов — увеличение количества секций в наиболее отдаленных от котла теплообменниках.

При использовании ленинградки в быту для отопления индивидуальных жилых домов хозяевам следует учитывать следующее. Так как большая часть теплового носителя проходит по замкнутой трубопроводной петле, не попадая в радиаторные теплообменники, ее энергоэффективность по сравнению с двухтрубной разводкой ниже более чем в 2 раза.

Ленинградка — это петлевая схема подключения, то есть если трубопровод с батареями расположен не по всему периметру комнаты, обратную линию придется прокладывать рядом с подающей. В итоге по стене пройдут две трубы, что по эстетичности и расходу материалов сопоставимо с двухтрубной тупиковой разводкой.

Рис. 8 Примеры диагонального подключения батарей

Однотрубная разводка в коммунальных домах

В большинстве коммунальных домов используют однотрубное отопление. Тепловой носитель поступает снизу или сверху в боковые патрубки батарей и отводится тоже с боку на этой же стороне.

Чтобы иметь возможность отключать, снимать, обслуживать или ремонтировать радиаторы, их подсоединяют через запорную или запорно-регулирующую арматуру. В последнем варианте возможно изменение температуры нагрева батарей.

Также при однотрубной вертикальной разводке обязательно наличие байпасной перемычки, позволяющей сохранять циркуляцию отопительной жидкости во всем контуре при отключении одной из батарей. На байпас запрещено устанавливать запорную арматуру, его диаметр, как правило, меньше центрального стояка на один типоразмер.

Обычно в коммунальных квартирах прокладывают стальной отопительный стояковый трубопровод средним размером 1 1/4 дюйма или 32 мм.

Рис. 9 Однотрубная система отопления — схемы подсоединения батарей по вертикали с байпасами

Однотрубная система отопления частного дома своими руками – основные узлы

Самый простой вариант, как сделать однотрубную систему отопления самому — смонтировать разводку ленинградка с горизонтально проложенным трубопроводом и нижним подключением к нему ряда батарей. Для ее устройства используют следующие комплектующие.

Насос. Для организации движения потока отопительной жидкости по контуру понадобится циркуляционный насос. Отличительная особенность электроприборов этого типа заключается в том, что они имеют 3 режима переключения скоростей. Поэтому можно управлять скоростью потока теплоносителя, и соответственно временем прогревания и температурой батарей.

Обвязка котла. Правила безопасности требуют монтажа на котел аварийной группы, включающей в себя воздухоотводчик, спускной клапан и манометр. Также в системе с принудительной циркуляцией обязательно присутствует расширительный бак объемом примерно в 10% от всего количества отопительной жидкости.

Рис. 10 Основные узлы однотрубной системы с принудительной циркуляцией: циркуляционный насос, группа безопасности, шаровый кран, расширительный бак

Запорно-регулирующая арматура. Если в ленинградке используется длинная цепь радиаторов, самый последний из них будет нагреваться слабее других. Выровнять температуру всех теплообменных приборов можно, подключив на выходы или входы каждого из них настраиваемый терморегулятор.

Можно сэкономить финансовые средства, заменив автоматический прибор ручными вентильными кранами (ни в коем случае нельзя использовать шаровые). В этом случае температурная регулировка проводится при помощи ручного или дистанционного термометра вращением маховика каждого из вентильных кранов.

Не так часто в продаже можно обнаружить запорно-регулирующие дисковые задвижки, в которых объем проходящего потока регулируется поворотом заслонки. Многие из таких приборов имеют ступенчатый переключатель на 10 положений, благодаря чему можно фиксированно устанавливать объем протекающего по батареям теплового носителя.

Рис. 11 Трубы из полипропилена и металлопластика, их применение

Трубы. Лучше и проще всего проложить отопительный контур снаружи из полипропилена. Для этого берут 32 или 40 мм трубу с армировкой стекловолокном или алюминием. Для создания отводов используют тройники с переходом на 20 (25) мм диаметр, отрезками таких же 20 (25) мм труб подключают и батареи.

Может быть сделана однотрубная система отопления своими руками и из популярных металлопластиковых труб. Однако стоит отметить, что для их монтажа опрессовкой понадобится применение специального обжимного ручного или электрического инструмента, дорогостоящих фитингов. Это приведет к более высоким расходам, чем при использовании полипропилена.

Для монтажа полипропиленового трубопровода потребуется паяльник и навыки работы с данным инструментом. Прибор можно взять напрокат, а опыт паяния приобрести путем тренировки на трубных обрезках.

Монтажные комплекты. К ленинградке можно подключать радиаторы любого типа – алюминиевые, биметаллические, стальные. Чтобы упростить работы, приобретают готовый монтажный комплект с переходными резьбовыми муфтами (футорками) для подключения запорно-регулирующей арматуры.

Обычно в комплект входят кран Маевского, заглушка, некоторые производители добавляют крюки с дюбелями для подвешивания батарей.

Рис. 12 Монтажные комплекты для установки радиаторов

Однотрубное отопление в частном доме является одним из самых простых и бюджетных вариантов организации обогрева помещений, которое легче других смонтировать своими руками. Однако в долгосрочной перспективе такая схема нерациональна из-за низкой энергетической эффективности и значительно уступает по этому параметру наиболее часто используемым в индивидуальных домах двухтрубным разводкам.