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.
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.
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.
Однотрубную схему водяного отопления довольно часто применяют при организации индивидуального теплоснабжения частных домов. Объясняется это ее простотой, надежностью и экономичностью.
Принцип работы водяного отопления
Основой функционирования системы отопления является непрерывная циркуляция среды, выполняющей роль теплоносителя. Во время движения по трубам от источника нагревания (котла) к обогревающим приборам и обратно осуществляется отдача тепловой энергии и обогрев помещений. В качестве теплоносителя может использоваться не только вода, но также воздух, пар или антифриз (в домах нерегулярного проживания). Однако водяные системы отопления получили наибольшее распространение.
При обустройстве традиционного отопления используются физические явления и законы – тепловое расширение воды, конвекция и гравитация. После нагревания посредством котла происходит расширения теплоносителя, из-за чего в трубопроводе возникает давление. Среда при этом теряет в своей плотности и весе. Находящаяся внизу более тяжелая и плотная холодная вода выталкивает нагретые порции вверх: это объясняет исключительно вертикальное позиционирование выходящей из котла подающей трубы.
Благодаря создаваемому давлению и конвекции теплоноситель циркулирует внутри батарей, постепенно отдавая им свое тепло. Этот обмен энергией и приводит к обогреву помещений. Возвращающаяся обратно вода обычно имеет невысокую температуру: после этого цикл начинается заново.
Отопление, функционирующее за счет естественной циркуляции, также носит название самотечного и гравитационного. Стабильную циркуляцию жидкости обеспечивает угол уклона горизонтальных труб системы. Обычно это – 2-3 мм на погонный метр. В результате нагревания теплоносителя в магистрали создается гидравлическое давление. Так как вода способна сжиматься, даже небольшое превышение нормы чревато серьезными последствиями. Чтобы этого не допустить, любой отопительный контур оснащается специальным компенсирующим приспособлением – расширительной емкостью.
Чем отличаются однотрубные и двухтрубные схемы
Водяное отопление может быть однотрубным и двухтрубным. Основное отличие между ними касается способа коммутации теплоотдающих радиаторов и подающей магистрали. Схема однотрубной системы отопления имеет вид замкнутого кольцевого контура. Отправной точкой прокладки трубопровода выступает нагревательный прибор. Для присоединения к нему радиаторов используется последовательный способ. После последнего обогревателя труба возвращается обратно к котлу. Для системы с одной магистралью характерна простота обустройства. Комплектующих элементов в данном случае не много, что позволяет существенно экономить на установке.
В двухтрубной схеме для движения теплоносителя используют две магистрали. При помощи одной из них горячий теплоноситель доставляется от нагревающего устройства к теплоотдающим приборам. Вторая труба отводит остывшую воду обратно к котлу. Для коммутации батарей отопления используется параллельный способ: горячую жидкость подают на каждую из них напрямую от подающей трубы. Как результат, все радиаторы системы обладают примерно одинаковой температурой. Внутри радиатора происходит отдача теплоносителем своей энергии. После этого он в остывшем состоянии отводится в обратную трубу.
Обустройство двухтрубной схемы предполагает использование удвоенного числа комплектующих (фитингов, труб и арматура). При этом можно без проблем применить сложные разветвленные конструкции. Уменьшение затрат на отопление достигается благодаря индивидуальной регулировке батарей. С помощью двухтрубной системы можно эффективно отапливать значительные по площади многоэтажные здания. Малоэтажные дома не выше двух этажей площадью до 150 м² практичнее оснащать однотрубными системами. Это выгоднее и с эстетической, и с экономической стороны.
Каким бывает однотрубное отопление
Любая отопительная система состоит из следующих узлов:
- Обогревающее устройство (котел). Может быть твердотопливным, электрическим, газовым и т.п.
- Теплоотдающие приспособления. Батареи или система теплых полов.
- Приспособление для создания циркуляционной инерции теплоносителя. Это может быть разгонный участок магистрали или водяная помпа.
- Компенсатор избыточного давления теплоносителя в системе. Расширительная емкость (открытая или закрытая).
- Трубы, фитинги и необходимая арматура.
Выбор схемы теплоснабжения находится в прямой зависимости от типа используемых устройств.
Самотечные и принудительные системы
Движение теплоносителя по отопительным трубам обеспечивается действием физических законов. В этом случае вода перемещается самопроизвольно: такую циркуляцию называют естественной (самотечной). Второй вариант – принудительные схемы, где для перемещения теплоносителя задействуется циркуляционная помпа.
Естественная циркуляция
Чтобы гарантировать движение воды в самотечной системе, потребуется обустройство разгонного участка. Речь идет об отходящем от котла вертикальном патрубке, внутри которого нагретый теплоноситель двигается вверх. По достижении крайней верхней точки труба плавно поворачивается обратно: это придает воде необходимое ускорение для движения по магистрали. Отопительные системы, имеющие верхнюю разводку, не нуждаются в обустройстве отдельного патрубка: его функция выполняется подающей трубой, поднятой на достаточную высоту.
В одноэтажных зданиях с нижней горизонтальной разводкой для эффективного отопления потребуется наличие разгонного коллектора. Он должен возвышаться над уровнем первой батареи не меньше, чем на 1,5 м. Благодаря разгонному участку становится возможной циркуляция теплоносителя в самотечной системе отопления. Трубы на этом участке обладают большим сечением по сравнению с остальной частью контура. К примеру, если диаметр труб системы 25-32 мм, то разгонный участок должен иметь диаметр 40 мм. Главными преимуществами самотечной системы выступает ее абсолютная энергонезависимость (если используется твердотопливный котел), простота устройства и отсутствие сложных узлов.
Имеются также недостатки:
- Для минимизации гидравлического сопротивления необходимо применять трубы большого диаметра.
- Установка любого прибора и устройства приводит к затруднению движения теплоносителя, поэтому существуют определенные ограничения по количеству запорной арматуры (чем ее меньше – тем лучше). Как результат, ремонт и обслуживание усложняется, так как при этом требуется полное отключение системы и слив теплоносителя из контура.
- Чтобы самотечная система была максимально надежной, потребуется тщательный расчет и балансировка. Это предусматривает подбор оптимальных диаметров труб и числа радиаторных секций. Наиболее удаленные от котла батареи приходится делать на порядок шире: теплоноситель поступает на них достаточно охлажденным.
Принудительная циркуляция
Нейтрализация практически всех перечисленных недостатков достигается введением в состав системы циркуляционного насоса. В результате теплоноситель получает дополнительный импульс, благодаря которому эффективно преодолевает гидравлическое сопротивление трубопровода. Однотрубная разводка системы отопления в настоящее время является наиболее популярным решением в частных домах.
Местом установки помпы может выступать любой участок магистрали. Однако следует иметь в виду, что при воздействии горячей воды на резиновые элементы (прокладки), срок службы насоса заметно снижается. Поэтому прибор стараются устанавливать на обратной трубе, т.к. теплоноситель там не такой горячий. Перед помпой обязательно врезается фильтр грубой очистки, во избежание попадания внутрь механизма различных загрязнений. При подключении всех приборов и устройств рекомендуется использовать запорную арматуру и байпасы. Это заметно упростит ремонтные и обслуживающие мероприятия на отдельных узлах: в таком случае нет нужды в остановке всей системы и полного сливания теплоносителя.
Сильные стороны отопительных контуров с принудительной циркуляцией:
- Возможность использования более сложных разветвленных схем, приводящих к увеличению общей длины контуров.
- Можно не увеличивать диаметр труб. Благодаря помпе внутри системы создается достаточное для движения и равномерного распределения жидкости давление.
- Циркуляция имеет стабильную скорость. На этот показатель не влияет уровень нагревания теплоносителя и установка разгонного коллектора.
- Нет необходимости в организации углов наклона на горизонтальных участках трубопровода, т.к. для стимуляции движения теплоносителя используют насос.
- Появляется возможность врезки регулирующих приборов на всех батареях, что обеспечивает поддержание оптимального уровня обогрева, снижая энергозатраты и расходы на отопление.
Имеются также недостатки:
- Нужда в наличии электрического питания.
- Шум от работающей помпы.
- Необходимость дополнительных капиталовложений (если сравнивать с гравитационной схемой).
Нейтрализация их обычно не вызывает сложностей. Для поддержания стабильного энергообеспечения проводится установка автономного электрогенератора. Очень хорошо зарекомендовали себя системы, предусматривающие возможность перехода на режим с естественной циркуляцией. Чтобы снизить шум от работающего насоса, его обычно устанавливают в нежилом помещении.
Системы открытого и закрытого типа
Чтобы обезопасить отопительный контур от чрезмерных скачков гидравлического давления, применяют расширительную емкость. Она вбирает в себя лишнюю воду при расширении, возвращая ее обратно в остывшем состоянии. Таким образом достигается восстановление баланса в системе. Расширительный бак может быть открытым или закрытым, что влияет на вид всей системы.
Открытый бак
Открытая расширительная емкость представляет собой частично или полностью открытый бак, соединенный с контуром в самом высоком его участке, сразу после котла. Чтобы жидкость не переливалась через края сосуда, ближе к верху имеется специальный патрубок: он служит для отвода излишней воды в канализацию или на улицу. Организовывая обогрев одноэтажных зданий, компенсирующую емкость в основном устанавливают на чердаке. Во избежание замерзаний воды в зимнее время, стенки бака дополнительно утепляют.
Подобные системы отопления называются открытыми. Чаще всего речь идет об энергонезависимом или комбинированном обогреве. В этом случае теплоноситель напрямую контактирует с воздухом: это приводит к его естественному испарению и обогащению кислородом.
Для открытых контуров характерны следующие недостатки:
- Точное соблюдение уклонов (если используются самотечные системы). Это даст возможность просачивающемуся в трубы воздуху выходить через емкость в атмосферу.
- Нужда в постоянном контроле за уровнем воды в баке. Время от времени объем теплоносителя приходится восполнять, так как часть его испаряется через открытый верх.
- Запрещается использование незамерзающих жидкостей, выделяющих при испарении токсичные вещества.
- Насыщение кислородом циркулирующей жидкости провоцирует коррозионные процессы внутри металлических стальных отопительных радиаторов.
Сильные стороны открытых систем:
- Можно не проводить регулярные проверки уровня давления в трубопроводе.
- Небольшие протечки в контуре не помешают ему исправно обогревать жилище. Главное, чтобы в трубах было достаточно жидкости.
- Для восполнения потерь теплоносителя разрешается использовать простое ведро. Это осуществляется простым доливанием воды в расширительный бак до необходимого уровня.
Закрытый бак
Под расширительным баком закрытого типа понимается прочная герметичная емкость, разделенная внутри гибкой мембраной. Одна часть накачивается воздухом, а вторая коммутируется с трубопроводом. Когда теплоноситель нагревается, происходит увеличение его объема. В результат мембрана выгибается в сторону воздушного отдела, выполняющего функцию демпфера. Охлаждение воды приводит к уменьшению гидравлического давления. Благодаря сжатому воздуху система приходит в равновесие, выдавливая избыточную воду обратно в магистраль.
Системы, оснащенные расширительной емкостью с мембраной, называются закрытыми. Речь идет о герметичных замкнутых гидравлических контурах. Компенсирующий бак может быть установлен на любом участке системы. Популярным местом монтажа выступает обратная труба около котла: таким образом повышается удобство обслуживания емкости.
В закрытых отопительных системах обычно присутствует небольшое избыточное давление, поэтому их в обязательном порядке оснащают группой безопасности. В состав узла входит воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан для сброса теплоносителя в аварийном режиме. Эти приборы устанавливают на подающем трубопроводе, что позволяет производить отключения для ремонта и обслуживания. На приподнятых трубопроводах группу безопасности обычно размещают в самой верхней точке.
Подключение батареи на магистральный трубопровод
На уровень теплоотдачи радиаторов влияет способ их подключения к магистрали:
- Диагональный (перекрестный) . Этот вариант демонстрирует наибольшую эффективность. Дает возможность максимально прогревать радиаторы по площади, практически исключая тепловые потери. В этом случае подающая труба подводятся на верхний радиаторный патрубок, а обратная коммутируется с нижним патрубком (он находится на противоположной стороне устройства). Диагональное подключение обязательно для многосекционных радиаторов.
- Боковой (односторонний) . Обеспечивает равномерный прогрев всех секций батареи. В такой схеме подающий и отводящий трубопроводы расположены с одного направления. Боковое соединение наиболее популярно при организации отопления с верхней разводкой.
- Нижний . Наименее эффективный способ соединения. Несмотря на это, его нередко используют, когда магистральная труба скрывается под полом. Подводящую и отводящую трубу коммутируют к нижним отводам на разных сторонах батареи.
Эффективность системы с одной трубой
Разрабатывая проект монтажа однотрубной системы отопления, необходимо учесть немало факторов:
- Имеется ли постоянное электроснабжение.
- Возможность выделения отдельной комнаты (котельной) под оборудование.
- Сколько в доме этажей.
- Особенности конструкции и уровень эстетичности будущей системы.
Каждая отдельная ситуация характеризуется своей спецификой расположения оборудования и способов его коммутации. Помещения небольшой площади (к примеру, дачный домик), практичнее всего оснастить простой самотечной схемой с последовательной коммутацией радиаторов непосредственно в магистральную трубу. Используя 2-3 батареи, можно обойтись без значительного количества запорной арматуры: в этом случае можно попросту слить воду из системы при необходимости.
Если здание имеет большую площадь, требуется применение сложной отопительной системы с рядом ответвлений. В такой ситуации наилучшим вариантом будет принудительная схема отопления типа «Ленинградка». Для нее характерно использование диагональной коммутации теплоотдающих приборов и наличие регулируемых байпасов.
Сильные и слабые стороны систем с одной трубой
Популярность однотрубного отопления в частном строительстве объясняется достаточно невысокой стоимости конструкции и возможностью самостоятельно осуществить монтажные работы. Это дает возможность сэкономить на привлечении специалистов.
Среди других преимуществ однотрубных систем необходимо выделить следующее:
- Высокий уровень гидравлической устойчивости. Если отключить часть контуров, это никак не скажется на теплоотдаче остальных элементов системы. Это же самое касается замены батарей или наращивания числа их секций.
- Небольшой расход труб для организации магистральной линии.
- Небольшая инерционность. Чтобы разогреть систему, требуется на порядок меньше теплоносителя, чем в схемах с двумя трубами.
- Внешняя эстетичность. Монтаж однотрубной системы обычно не влияет на красоту интерьера помещения, особенно при использовании скрытой прокладки магистральной трубы.
- Благодаря использованию инновационной запорной арматуры (автоматических и ручных терморегуляторов) достигается возможность точной настройки режимов работы обогревающего контура и входящих в его состав приборов.
- Простота и надежность конструкции, что дает возможность установить однотрубную систему отопления своими силами. Это же касается и обслуживание отопления в процессе эксплуатации.
Организовывая подключение устройств управления и контроля системы отопления, можно добиться функционирования его в автоматическом режиме. Допускается также интеграция в систему «Умный дом»: как результат, появляется возможность программировать оптимальные режимы обогрева, учитывая время суток, сезон и т.п.
Главный недостаток однотрубной схемы отопления – наличие дисбаланса между нагревом радиаторов, в зависимости от их удаленности от котла. Это объясняется постепенным охлаждением теплоносителя во время его циркуляции по трубам. Как результат, ближайшие по линии следования теплоносителя батареи оказываются более нагретыми, чем расположенные в удалении. В таких случаях лучше применять приборы чугунного типа, для которых характерно медленное остывание.
Другие способы решения проблемы
Кроме использования чугунных батарей, оптимизировать ситуацию помогает введение в состав одноконтурной системы циркуляционного насоса. После этого температура в обогревающих контурах становится более равномерной, однако слишком длинные трубопроводы все равно приводят к его заметному остыванию.
Для сглаживания этого неприятного явления предлагаются два способа:
- По мере удаления от котла рекомендуется увеличивать количество секций на радиаторах. Таким образом достигается увеличение их теплоотдающей площади: тепловая энергия в большем количестве начинает распространяться в помещениях, способствуя их равномерному нагреванию.
- Перед тем, как проводить однотрубное отопление, необходимо продумать максимально рациональное расположение батарей в комнатах. Приборы с наибольшей мощностью лучше разместить в детских, спальнях и помещениях на холодной северной стороне. Далее магистраль ведут в гостиную и кухню. В конце контур находятся нежилые и подсобные помещения.
Благодаря этим мерам достигается некоторая компенсация недостатков однотрубной системы. В особенности это касается малоэтажных зданий площадью до 150 м². В таких случаях однотрубное отопление является самым экономичным вариантом.
Итог
Для однотрубных систем отопления характерна простота и надежность. Чтобы добиться максимальной эффективности обогрева, важно при выборе комплектации проявлять особую тщательность. Хорошо помогает в таком случае консультация специалиста.
Любой частный дом должен иметь свою систему отопления. И не важно, центральное это отопление или же локальное, но схема разводки может быть представлена только двумя возможными вариантами – однотрубной и двухтрубной.
Однотрубная система отопления частного дома сегодня используется довольно часто благодаря своим положительным качествам, речь о которых пойдет немного ниже.
Классификация схем
Для того чтобы понять, про что вообще идет речь, следует рассмотреть простейшую классификацию схем.
Итак, схема разводки может быть:
- Однотрубной;
- Двухтрубной.
Кроме всего прочего, определяются такие типы разводок:
- Нижняя;
- Верхняя.
Нижнюю разводку часто называют горизонтальной, так как труба с теплоносителем идет от источника тепла, которым может быть, например, нагревательный котел, к радиаторам. При этом имеется одна общая магистраль, а к радиаторам вверх поднимаются короткие участки.
Схема с верхней разводкой получила второе название вертикальной. Это связано с тем, что от источника тепла теплоноситель поднимается вверх к радиаторам, а дальше распределяется горизонтальными участками по стоякам. Данная схема имеет и еще одно название — схема разводки с принудительной циркуляцией. Это так потому, что вверх теплоноситель поднимается насосом, то есть принудительно.
Надо сразу сказать, что вертикальная разводка сегодня встречается довольно редко. Она характерна только для многоэтажных домов. Но однотрубная система отопления двухэтажного дома может быть и с нижней разводкой, только состоящей из нескольких отдельных контуров.
Гораздо большее распространение получили системы с нижней разводкой, о которых и пойдет дальнейшая речь в нашей статье.
Однотрубная система
Итак, как уже было сказано, она получила довольно широкое распространение благодаря своим положительным качествам, среди которых и относительно низкая стоимость монтажа. Связано это, прежде всего, с малыми затратами материала. Есть у них и другие положительные стороны, среди которых следует отметить:
- Более приемлемый внешний вид, так как горизонтальные участки могут быть вмонтированы в пол;
- Есть возможность выбрать направление потока теплоносителя;
- Простота монтажа, так как можно укладывать отдельные участки прямо под дверью, не делая сложных обводок и так далее.
Составляющие элементы однотрубной системы
Однотрубная система отопления частного дома, как и любая другая система, состоит из отдельных элементов. Самым главным элементом в любой системе отопления является нагревательный котел. Это может быть и твердотопливный котел, и газовый, и любой другой. В данном случае разницы нет никакой, то есть предназначение у них одно – передача тепла в помещение по средствам теплоносителя.
В роли отопительных элементов в схеме с нижней разводкой выступают радиаторы.
Совет! Для отопления с нижней разводкой лучше всего использовать биметаллические радиаторы.
Такие радиаторы обладают очень высокой степенью теплоотдачи. Кроме того, они могут быть окрашенными или же выполненными их нержавеющей стали. Такой внешний вид довольно легко «вписать» практически в любой интерьер.
Довольно часто в схему включается расширительный бачок. И если в самотечной схеме он выполняет роль емкости, создающей давление, то в данном случае (случай с котлом и встроенным в него насосом) бачек будет являться неким стабилизатором давления. То есть при сильном нагревании воды, лишняя ее часть будет попадать именно в эту емкость, тем самым сохраняя постоянное значение давления.
Ну и последним элементом можно назвать сами трубы, а также всевозможные доборные элементы к ним, то есть переходники, заглушки, запорная арматура, краны Маевского и так далее.
Краткая характеристика
Данный вид систем представляет собой магистраль, расположенную под небольшим углом. Радиаторы при этом подключаются последовательно. Передача тепла осуществляется через теплоноситель, путем последовательного его нагревания. В этом и есть главный недостаток.
Однако сегодня он легко устраним. Происходит это следующим способом: на каждом из радиаторов ставят запорную арматуру, либо краны Маевского. Это позволяет сбалансировать всю схему отопления.
Инструкция по монтажу
Однотрубная система отопления начинает устанавливаться с котла. Надо сразу сказать, что котел помещается на некую глубину, но не в подвал. Просто он должен находиться ниже всех остальных элементов.
После установки котла монтируется дымоход. В том случае, когда речь идет о газовом котле, то дымоход под него называется коаксиальным. Он поставляется в комплекте с самим котлом. Поэтому все, что нужно для его монтажа, так это просто прочитать инструкцию и следовать каждому ее пункту.
После выполнения этого шага, подключается центральная труба. Как правило, ее диаметр составляет не меньше 25 мм.
Надо заметить, что непосредственно к котлу должны быть подсоединены трубы только из металлов. Связано это с тем, что сам котел, а значит и первые сантиметры трубы, очень сильно нагреваются. Все полимерные изделия таких температур выдержать просто не способны.
После присоединения центральной магистрали, начинают разводку, то есть монтаж остальной части трубопровода и радиаторов. На этом же этапе ставится запорная арматура, или же монтируются краны Маевского.
Что касается самих труб, то их прокладка осуществляется в прямом положении, то есть без прогибов. Желательно не делать и лишних обводов при помощи фасонных элементов.
Каждый изгиб приводит к частичной потере давления – это еще один недостаток, которым обладает однотрубная система отопления.
В процессе монтажа не следует забывать и про то, что в процессе эксплуатации теплоноситель постепенно загрязняется, поэтому его периодически необходимо менять. С этой целью однотрубная система отопления должна иметь отверстие для залива теплоносителя, а также запорную арматуру для его слива.
В том случае, если есть расширительный бачок, то долив теплоносителя осуществляется именно через него. Что касается слива, то тут тоже все довольно просто – на последнем радиаторе ставится запорная арматура, через которую и осуществляется полное удаление воды. Можно поступить и так: в любой угол, или не сильно заметное место, от общей магистрали заводится трубопровод, на конце которого ставится запорный кран.
Стоит отметить, что слив воды должен осуществляться, естественно, снизу, то есть с нижней части радиатора, или с трубы, которая расположена ниже остальных.
Однотрубная система отопления в домах частного плана пользуется в последнее время все большей популярностью. Отчасти это имеет место, потому что в частных домах такая система является фактически единственным вариантом для организации отопительной системы. Главными достоинствами однотрубной системы отопления являются ее несложное устройство, простота установки, надежность, эффективность, а также приемлемая цена. Еще одним плюсом является то, что коммуникации можно спрятать под напольным покрытием. Однотрубная и двухтрубная система отопления имеют свои преимущества и недостатки, рассмотрим, чем отличается однотрубная система.
Однотрубная система отопления
Устройство однотрубной отопительной системы
- Главное устройство такой системы, как одноконтурная система отопления, – это котел. Чаще всего топливом для котла является газ, но иногда может применяться и топливо твердых сортов. Такой вариант лучше всего подходит для таких домов, где централизованная газовая система отсутствует.
- Элементами для отопления служат радиаторы. Если раньше в домах были установлены радиаторы из такого материала, как чугун, то сейчас большей популярностью пользуются биметаллические батареи. Чугунные радиаторы имеют несколько больших недостатков. В первую очередь, они не всегда соответствуют всем требованиям технического характера, а во-вторых, обогрев помещения проходит не на самом высоком уровне. Биметаллические радиаторы выглядят более эстетично и лучше обогревают помещение.
Расширительный бак является еще одним важным компонентом такой схемы, как одноконтурная система отопления. Такой элемент необходим для стабилизации давления, а также следит за степенью его расширения. Расширительный бак необходим для того чтобы во время нагревания теплоносителя лишняя влага вытеснялась в него, и, таким образом, исключалась проблема слишком большого нагрева теплоносителя. Теплоносителем может служить не только антифриз, но также и обычная вода, которая течет из крана.
- Подача теплоносителя из котла в компоненты для обогрева имеет место благодаря сливным кранам, трубным разводкам и запорной арматуре. Одноконтурное отопление отличается от других систем тем, что обратные процессы не могут иметь место. Если трубы скрыть под полом, то в доме не станет теплее, но в плане эстетичном это будет преимуществом.
Технические характеристики однотрубного отопления
Однотрубная схема отопления домов является магистралью, к которой подключены радиаторы в последовательном порядке. Теплоноситель проходит по всем нагревательным компонентам. Теплообменный цикл заканчивается тогда, когда теплоноситель доходит до последнего радиатора.
Этот нюанс является самым большим недостатком подобной отопительной системы, однако ему есть альтернативное решение. Чтобы этот нюанс не имел негативных последствий, нужно в помещении устанавливать как можно больше батарей или устанавливать на них специальные краны. Такой метод позволит сбалансировать всю систему, то есть, будет осуществлена правильная регулировка однотрубной системы отопления.
Схема устройства однотрубной отопительной системы
Варианты отопительной системы могут различаться в зависимости от того, какой является площадь здания. Если здание имеет площадь не более чем 100-150 кв.м, то будет достаточной установка такой системы, где циркуляция теплоносителя имеет место естественным образом. Однотрубное отопление будет сбалансированным благодаря тому, что на разных участках теплоноситель будет иметь разную плотность.
В случае, когда площадь дома несколько больше, то эффективней будет работать схема с циркуляцией принудительного характера. Такую циркуляцию можно организовать посредством мощного водяного насоса.
Однотрубная система отопления не предполагает обратных стояков. Монтаж однотрубной системы отопления должен предусматривать расположение трубопровода в верхней части дома. Монтаж такой системы не представляет ничего сложного, а также для ее организации не нужно большое количество труб.
Однотрубная система отопления популярна тем, что она характеризуется эстетичностью.
Существует несколько основных вариантов организации однотрубной отопительной системы, которые вы можете посмотреть на фото.
Первый вариант связан с использованием системы стояков проточного характера. Второй вариант предполагает применение завершающих участков на батарее. Главное отличие состоит в том, что во втором случае перед радиатором ставятся еще и байпасы .
Если схема стояков проточная, то нет стояка подачи. Здесь радиаторы соединяются сверху вниз. И вода в них идет тоже с верхних в нижние. По логике вещей – в нижних радиаторах вода будет более холодной температуры. Поэтому на верхних этажах можно поставить меньше радиаторов, чем на нижних. Такой проект однотрубной системы отопления должен учитывать еще один нюанс – на радиаторы не ставят клапаны и краны. Если перекрыть кран на радиатора отдача тепла понизится и обогревание дома уменьшится. Кроме этого, регулирование температуры в разных помещениях невозможно.
Второй вариант такой системы, как однотрубное отопление из полипропилена, предусматривает замыкающиеся участки на радиаторах – байпасы. Здесь вода равномерно попадает из стояка в верхние и нижние радиаторы. Сама вода будет остывать медленнее, поэтому на разных этажах температура будет почти одинаковой. Так, данная система – это несколько усовершенствованный вариант.
Чтобы вмонтировать байпасы, используются трубы меньшего диаметра, чем для подсоединения к радиаторам. Если же трубы будут одинакового диаметра, то циркуляция воды в трубах будет нарушена. Чтобы сбалансировать систему с одинаковыми трубами, применяют специальные краны. Обычно их ставится 2 – на трубе, подающей носитель тепла, и на байпасе. Так, будет производиться регулирование потока воды в радиатор.
Монтаж отопления с однотрубной системой
Важный этап монтажа – это гидравлический расчет однотрубной системы отопления. В процессе расчета определяются диаметры труб на разных участках. Также производится расчет горизонтальной однотрубной системы отопления и вертикальной с учетом всех потерь давления на участках системы. Делается увязка параллельных приборных и других веток системы. Также осуществляется расчет однотрубной системы отопления потерь давления и расход носителя тепла.
Чтобы установить однотрубные системы водяного отопления, стоит начать с установки котла. Он должен размещаться на глубине, но не в подвале. Обычно делается углубление в полу. После котла при установке такой системы, как однотрубное отопление с нижней разводкой или верхней, делается дымоход. Соединяется с котлом дымоход гофрометаллической трубой. Обязательно следует правильно выбрать диаметр. Теперь основная труба подсоединяется к котлу для магистрали, диаметр ее равен порядка 25 миллиметра.
Обязательно следует помнить, что горизонтальная однотрубная система отопления или вертикальная подразумевает монтаж к котлу только металлических труб, так как другие материалы не способны будут выдержать высокую температуру нагревания. По этой причине и переходники здесь нецелесообразны.
Мембранный бак нужно ставить на высоте около 3-х метров. То есть, это – самая высокая точка в такой схеме, как вертикальная однотрубная система отопления или горизонтальная.
Теперь делается установка труб и радиаторов. На этом же этапе ставятся и клапаны Маевского, а также краны. Радиаторы обычно ставят под окнами. Но между подоконником и батареей обязательно должно быть еще пространство. Трубы лучше делать без изгибов, так как вода может циркулировать не так легко.
Конечно же, при монтаже такой схемы, как однотрубная нижняя разводка системы отопления или нижняя, нужно смонтировать узел, который будет служить для наполнения водой системы, а также через него можно будет слить воду.
Видео по установке однотрубной системы отопления можно посмотреть ниже. После того, как система готова – обязательно проверьте котел на исправность, лучше всего – в присутствии специалиста. Несмотря на некоторые недостатки однотрубной системы отопления, она широко применима в настоящее время.
Принудительная циркуляция в системах отопления обеспечивается установкой гидравлического насоса. Он устанавливается на участок системы, в котором остывший теплоноситель движется в сторону нагревательного элемента – котла. Такая система энергозависима, но позволяет строить здания с любым количеством этажей, подключать желаемое число радиаторов, а также избавляет от необходимости прокладывать трубы с уклоном для увеличения скорости потока жидкости в трубах (последний фактор сказывается на эстетичности всей системы в целом).
Однотрубная система отопления » Л «
Видео – отопления однотрубной самостоятельно
Отрицательные и положительные качества однотрубной системы
Рассмотрим, какими еще преимуществами , помимо описанных выше, обладает однотрубная с принудительной циркуляцией.
- Погрешности в расчетах не отразятся на работе системы, ведь диаметр труб может быть небольшим, что позволяет сократить расходы на обустройство отопления в доме.
- Все узлы системы имеют продолжительный срок службы, что достигается отсутствием температурных перепадов в системе.
- Регулировать температуру возможно как в отдельно взятых помещениях здания, так и во всей системе в целом.
Стоит помнить о недостатках системы:
- системы с принудительной циркуляцией не рекомендуется монтировать в регионах с частыми перебоями электроэнергии. С отключением электричества прекращает свою работу, а поток теплоносителя продолжает двигаться естественным путем за счет сил гравитации и разницы температуры в системе. Производительность и теплоотдача при выключенном насосе резко падают;
- насосное оборудование редко бывает полностью бесшумным. Рекомендуется выделять под котельную отдельную подсобку.
Элементы и принцип функционирования системы
Однотрубная система, которую также именуют , представляет собой замкнутый контур. В этом контуре объединен и подающий, и обратный трубопровод. Система заполняется антифризом или водопроводной водой. Для последнего предусматривают подвод отдельного трубопровода с запорной арматурой. Для слива теплоносителя обязательно присутствует отдельный патрубок с вентилем, ведущий в канализацию. Узел пополнения системы желательно оборудовать фильтром.
Теплоноситель, нагреваемый в змеевике котла, поступает в трубопровод, проходит через стояки и радиаторы, отдает энергию, остывая, протекает через насос, который нагнетает поток, движущийся в котел. Для предотвращения аварийных ситуаций в системе присутствует бачок закрытого (мембранного) либо открытого типа. Независимо от типа бачка, монтаж производится на верхнем техническом этаже здания (либо чердаке дома).
Также в системе обязательно присутствует группа безопасности (иногда называется блоком безопасности). В приборе объединены следующие элементы:
- воздухоотводчик;
- предохранительный клапан;
- манометр и термометр (могут быть объединены в едином корпусе).
В случае возникновения аварийной ситуации, связанной с чрезмерно высоким давлением, группа безопасности выровняет его и предотвратит поломки оборудования и разрыв трубопроводов. С помощью прибора легко регулировать температуру и давление в системе отопления. Иногда приборы, которые входят в состав группы безопасности, монтируют на подающий трубопровод по отдельности, врезая предохранительный клапан выше уровня котельного оборудования, но чаще в систему отопления подключают единый блок безопасности, сокращая время на монтаж.
Радиаторы в однотрубной системе могут подключаться по нескольким схемам – параллельно, диагонально, с байпасами и т.д. На этапе монтажа рекомендуется устанавливать регуляторы температуры на каждый радиатор. Дополнительно для стравливания воздуха и предотвращения образования воздушных пробок стоит на каждый радиатор установить краны Маевского либо приобрести батареи отопления с уже вмонтированными кранами.
Отдельно о насосе и его выборе
В системах с естественной циркуляцией используются трубы увеличенного диаметра, что необходимо для преодоления потоком теплоносителя гидравлического сопротивления. Гидравлический насос же «подталкивает» теплоноситель, позволяя ему преодолевать сопротивление даже в трубах небольшого диаметра. Как устанавливается , Вы можете прочитать в нашей статье.
В быту обычно применяются насосы мощностью до 100 Вт. Этот прибор прогоняет через себя поток, увеличивая его скорость, но не изменяя существующий объем. Чтобы выбрать насос, следует правильно определить величину необходимого напора.
Расчет
Для расчета необходимо узнать мощность отопительного прибора. Этот показатель равен количеству воды, которая проходит через котел (расход).
Мощность (кВт) = Расход (л/мин)
Если мощность котла составляет 50 кВт, то расход будет равен 50 литрам в минуту. Через радиатор мощностью 5 кВт за минуту проходит 5 литров воды. Такой же принцип используется для всех участков цепи.
Мощность насоса (кВт) = L / 10 х 0,6,
где L – длина циркуляционного кольца.
То есть, для каждых десяти метров системы требуется 0,6 кВт мощности. Для отрезка 50 м необходим насос мощностью 3 кВт. Для отрезка 100 м – 6 кВт. В приведенной ниже таблице указаны рекомендуемые диаметры труб, при выборе трубы диаметром меньше необходимого, рекомендуется приобретать насос с увеличенными показателями мощности и напора.
Таблица 1. Соотношение диаметра трубопровода и расхода теплоносителя
| Расход, л/мин | Диаметр, дюймы |
| 5,7 | 1/2 |
| 15 | 3/4 |
| 30 | 1 |
| 53 | 11/4 |
| 83 | 11/2 |
| 170 | 2 |
| 320 | 21/2 |
Таблица 2. Показатели скорости потока теплоносителя для бесшумной работы системы
В системе может присутствовать не один насос, а два. В случае поломки одного насоса, второй (резервный) поможет предотвратить перерыв в работе всей системы отопления.
Насосное оборудование стоит монтировать на участке с остывшим теплоносителем, так как высокие температуры жидкости, которая проходит через оборудование, приводит к уменьшению срока службы подшипников, сальника, ротора.
В частных домах часто используются циркуляционные насосы «мокрого» типа без дросселя. Корпус насосов обычно чугунный, а ротор стальной либо изготовленный из прочного пластика. Такие модели в течение двух десятков лет не нуждаются в смазке и ином обслуживании. Роль смазки и охлаждения играет теплоноситель.
Разводка однотрубной системы отопления
Однотрубную систему отопления монтируют горизонтально либо вертикально. К любому типу разводки допустимо подключать бойлер и систему теплого пола. Для этого в обвязке котла предусматривается распределительный коллектор, через который нагретый теплоноситель будет поступать в бойлер, радиаторы и контур теплого пола.
Горизонтальная магистраль, к которой подключаются радиаторы, монтируют над чистовым покрытием пола либо под ним. Второй скрытый способ подразумевает использование теплоизоляционных материалов для снижения тепловых потерь.
Такая схема подразумевает наличие вертикального стояка, по которому теплоноситель поднимается на максимальную высоту. От вертикального центрального стояка отводится горизонтальная разводка к другим стоякам. На каждом этаже устанавливаются радиаторы, которые подключаются к дополнительным стоякам. В верхней точке центрального стояка устанавливается расширительный бачок.
Видео – Вертикальная разводка однотрубной системы отопления
Видео – Однотрубная система отопления
Монтаж
Рассмотрим принципы монтажа отдельных элементов
Котел
В первую очередь устанавливается нагревательный котел, выполняется монтаж трубопровода и вытяжки. Часто применяются газовые агрегаты, как наиболее экономичные. Для котла выделяется отдельная подсобка (котельная), обычно расположенная на первом либо цокольном этаже здания.
Трубы
Котел имеет входной и выходной патрубки, к которым крепятся трубы отопления, проходящие по периметру всех отапливаемых помещений. Материал труб теплопроводки выбирается владельцем индивидуально, рекомендуемые трубы для обвязки – медные. Соединение труб производится в зависимости от материала, посредством сварки, пайки, фитингами.
Обратите внимание! Монтаж магистралей необходимо проводить до укладки финишного напольного покрытия. Причем это правило актуально как в случае прокладки трубопровода в полости пола, так и в случае его монтажа над чистовым полом.
Несмотря на эстетичность скрытого типа монтажа, рекомендуется прокладывать трубы именно над полом, так как при аварийных ситуациях будет гораздо легче найти дефектный участок и произвести ремонт.
и группа безопасности
Расширительный бачок стандартно монтируется в верхней точке системы (если дом имеет только один этаж, бачок должен располагаться на 3 м выше котла). К трубопроводу, который выходит из котла подключается тройник и фиксируется вертикальный стояк. Эта труба в свою очередь подключается к бачку открытого либо закрытого типа. С расширительным баком мембранного типа одновременно монтируется группа безопасности. Этот прибор устанавливается на трубопровод через тройник с резьбовым соединением.
Радиаторы
Лучший вариант монтажа радиаторов – с байпасом и двумя запорными клапанами на входе и выходе. Таким образом можно отключать отдельный радиатор, не перекрывая полностью поток теплоносителя в системе. При поломке радиатор легко будет заменить, перекрыв краны и демонтировав отопительный элемент. Рекомендуется установка кранов Маевского на каждый радиатор.
Количество секций зависит от удаленности радиатора от котла – в самых дальних комнатах отопительный приборы должны быть мощнее ввиду последовательного подключения всей системы и остывания теплоносителя в процессе движения по трубопроводам. Если разводка вертикальная (многоэтажный дом), то бо льшим количеством секций должны обладать радиаторы первого этажа.
Любое произведенное в заводских условиях оборудование оснащается подробной инструкцией и технической документацией. Перед установкой важно ознакомиться со всеми рекомендациями производителя.
Насос устанавливается на участке с возвращающимся в котел остывшим теплоносителем, причем ротор должен быть расположен строго горизонтально. Чтобы узнать, как развернуть насос относительно потока теплоносителя, следует найти стрелку на корпусе и ориентироваться на ее положение.
Перед насосом в трубопровод необходимо врезать фильтр грубой очистки, чтобы посторонние примеси (например, окалина и песок) не нарушили работы крыльчатки и всего насоса в целом. Емкость для сбора осадка должна быть расположена под фильтром, тогда последний не будет препятствовать движению потока теплоносителя.
Нередко насос устанавливают с байпасом. Этот небольшой участок трубы с двумя запорными вентилями позволяет производить замену и ремонт оборудования без полного слива теплоносителя из системы.
Для бесперебойного электроснабжения важно предусмотреть подключение насоса к трем независимым аккумуляторам, смонтированным последовательно. Этот внешний источник бесперебойного питания позволит системе функционировать минимум два часа даже в случае отключения электроэнергии. При монтаже используется термостойкий силовой кабель. Важно исключить соприкосновения трубопроводов, корпуса насоса и двигателя с силовым кабелем. Также важно правильно обустроить заземление устройства.
Запуск системы
Когда все элементы будут смонтированы, следует открыть вентиль, чтобы заполнить систему теплоносителем. Далее из системы удаляется воздух, а на насосе откручивается центральный винт (находится на крышке корпуса). Появившаяся из под винта жидкость укажет на полное удаление воздуха и возможность запуска оборудования (винт перед включением следует затянуть).
Видео – Насос для системы отопления
Видео – Установка циркуляционного насоса
Сепаратор воздуха — аналог клапана Маевского
