Разгонный коллектор в однотрубной системе отопления

Одной из конструкций, предназначенных для прогрева частного дома, является однотрубная система отопления. Данная система достаточно проста, поэтому ее часто берут на вооружение владельцы частных домов. В данной статье будет рассмотрена схема однотрубного отопления частного дома и ее особенности.

Устройство однотрубной системы отопления

Ключевая особенность данной системы заключается в том, что подача и отвод теплоносителя выполняются одной трубой, к которой посредством подводок подключены все отопительные приборы, установленные последовательно. Основная магистраль подключается к источнику тепла и затем возвращается к нему же, тем самым замыкая контур. Для обеспечения необходимого давления в системе присутствует вертикальная труба, по которой вода поднимается до верхней точки, а по мере остывания перемещается дальше.

Немного иначе будет отопление в одну трубу в частном доме, имеющем два этажа. В данном случае вода из установленного вертикально стояка проходит по отопительным контурам. На первом этаже стояк опускается до уровня пола, в результате чего образуется разгонный коллектор. Далее труба проходит по всему дому, подавая воду в подключенные отопительные приборы, и уже после этого попадает в источник тепла.

Схема однотрубной системы отопления в частном доме с двумя этажами имеет свои особенности:

Сечение основной магистрали не меняется на участках трубопровода;
Вода при прохождении через отдельные отопительные приборы теряет часть температуры, и эта тенденция будет сохраняться вплоть до попадания жидкости в зону нагрева;
Поскольку температура жидкости падает, то количество секций в батарее должно постепенно увеличиваться по направлению движения теплоносителя.

Впрочем, описанный процесс можно скомпенсировать грамотной планировкой, которая позволит обойтись без дополнительных секций. Если разогретая жидкость будет попадать в первую очередь в жилые помещения, а потом в хозяйственные, то расширять батареи не придется.

Как правило, для нормального функционирования однотрубной отопительной системы используется принудительное движение воды, для которого требуется циркуляционный насос – в таком случае работа отопления будет стабильной, но энергозависимой.

Если имеются некоторые опасения по поводу перебоев с электричеством, то обустраивается самотечная однотрубная система отопления для дома. Она работает по описанному выше принципу: устанавливается разгонный коллектор, находящийся на высоте хотя бы 2 метров от уровня пола.

Чтобы система могла функционировать, потребуется расширительный бак, установленный выше крайней верхней точки контура трубопровода. Как правило, местом установки бачка является чердак. Подсоединенный к системе бачок обеспечивает ее работу, но эффективность самотечной системы даже при грамотном обустройстве оставляет желать лучшего – движение воды за счет разницы температур нельзя назвать достаточно интенсивным.

Гораздо лучше работает закрытая однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, которая обеспечивается насосом. В таких конструкциях используются мембранные расширительные бачки, поскольку система имеет замкнутый контур. Впрочем, разгонный коллектор все равно потребуется – он будет поддерживать уровень воды во всех батареях и способствовать нормальному движению теплоносителя.

Получив результаты

В ходе расчетов определяется оптимальный размер трубы. Однако следует учитывать, что окончательное проектирование должно выполняться профессионалам и с применением значительно более сложных формул и схем. Учитываются и количество колен, способ подключения, оптимизация по затратам, экономической целесообразности и даже эстетического вида. При выборе диаметра учитывается разделение труб на основные и подводящие, наличие запорной арматуры и регулирующих приборов, с помощью которых настраивается обогрев в отдельных комнатах.

Удалось ли Вам самостоятельно выполнить подбор диаметра трубы для отопления? Как вариант, можно попробовать пересчитать параметры своего существующего отопления и определить его эффективность. Возможно, стоит пересмотреть некоторые моменты для достижения лучших показателей, особенно в экономии. Свои результаты, а также мнение о данной инструкции оставляйте в комментариях под статьей.

Частая ошибка старых систем отопления с естественной циркуляцией связана с разводкой труб. Колена формировались слишком угловатым и с заужением сечения, что приводит к существенному повышению гидродинамического сопротивления. Для снижения сопротивления необходимо соблюсти правильный радиус разворота (для стальных труб это 2-2,5D) и использовать трубогиб для сохранения профиля труб.

Классификация однотрубных отопительных систем

Существует два разных вида однотрубных систем отопления:

Вертикальные. Данный вид систем используется в двухэтажных зданиях. Приборы в таком случае располагаются друг под другом (допускается лишь незначительное смещение) и соединяются общим стояком. Конструктивно эта схема больше похожа на комбинированную, поскольку в ней очень хорошо заметна разница между подающей и обратной магистралью. Насос в данной системе не обязателен, но его всегда можно установить для надежности.
Горизонтальные с нижней разводкой. Такая схема отопления в одну трубу используется в одноэтажных домах, имеющих небольшую площадь. Естественной циркуляции в таком случае вполне достаточно, хотя встречаются и системы с установленным насосом.

Подключать отопительные приборы можно тремя способами:

Наибольшее распространение получило нижнее подключение радиаторов, которое ценится за практически незаметные трубы, что улучшает интерьер помещений. Впрочем, с точки зрения эффективности такой вариант далек от идеального – теплоотдача батарей в данном случае заметно снижается.

Оптимальным вариантом является диагональная схема подведения труб, при которой отопительные приборы прогреваются должным образом и демонстрируют максимальную эффективность. В любом случае, перед тем, как сделать однотрубную систему отопления, нужно разработать проект, отображающий мельчайшие детали будущей конструкции.

Советы по выбору диаметров труб и подключению

Однотрубный вариант отопления можно спроектировать и смонтировать самостоятельно, не прибегая к сложным расчетам гидравлики. Упростим задачу и дадим полезные рекомендации по устройству одноконтурных систем:

Максимальное число нагревательных приборов на одной петле закрытой «ленинградки» – 5 шт. Чтобы доставить к батареям нужный объем теплоносителя, хватит трубы Ø25 мм (Ду20). Подводки делаем из патрубков Ø16 мм.
Если в силу объективных причин количество радиаторов на 1 кольце закрытой системы необходимо увеличить, сечение магистрали наращивается до диаметра 32 мм (Ду25), подводки – до 20 мм. Ставить на один трубопровод более 7 батарей экономически нецелесообразно, дешевле проложить 2 меньших линии.

Примеры устройства «ленинградки» в деревянном доме и офисном помещении
Минимальный диаметр горизонтального коллектора при естественной циркуляции – Ду40, наружный – Ø48 мм. В двухэтажном доме разгонный стояк и начало раздающих ветвей делается из трубы Ду50 (Ø57 мм), отдаленные участки уменьшаются до размера Ду32. Вертикальные линии до радиаторов – Ду20—25 в зависимости от тепловой мощности обогревателей.
Для автоматического регулирования теплоотдачи подбирайте полнопроходные клапаны с термоголовками. В стандартных радиаторных вентилях отверстие чересчур маленькое.
Подключение к настенному либо напольному газовому котлу производится по типовой схеме, изображенной внизу на картинке. Похожим образом делается обвязка электрического водогрейного аппарата.
К твердотопливному котлу «ленинградку» лучше присоединять через трехходовой смесительный клапан и буферную емкость. Поскольку в системе слишком мало теплоносителя, существует риск перегрева и закипания. Самотечную разводку, вмещающую более 200 литров воды, допускается подключать к ТТ-котлу напрямую.

Типовая схема стыковки двухконтурного настенного котла с «ленинградкой»

Важное уточнение. При сборке домовой сети теплоснабжения часто используются полипропиленовые трубы PN 22—28, армированные стекловолокном, алюминиевой фольгой или базальтовым волокном. В сортаменте ППР-труб STABI отсутствует типоразмер 16 мм, минимальный внешний диаметр составляет 20 мм. Соответственно, радиаторные подводки делаются сечением 20 х 2.8 мм.

Достоинства и недостатки однотрубных систем

Однотрубная система отопления частного дома имеет несколько весомых положительных качеств:

Простота. Монтаж и ремонт однотрубного отопления очень часто осуществляется самостоятельно владельцами домов – и все благодаря простоте конструкции.
Дешевизна. Стоимость элементов системы достаточно низка, что в немалой степени связано с простотой такого отопления. Для обустройства требуется достаточно скромный набор материалов – например, труб потребуется всего два вида (одна для основной магистрали, вторая – для подводок). Вертикальная система, естественно, обойдется дороже, ведь ей требуется два контура трубопровода.
Возможность модификации. При наличии бюджета систему можно доработать, используя радиаторные термостатические клапаны, позволяющие регулировать температуру каждого отопительного прибора по отдельности. Впрочем, остается популярной и двухтрубная система. Довольно часто схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома позволяет решить многие задачи, с которыми однотрубная не справилась.

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.

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.

Особенности однотрубных схем

Главные особенности – использование энергонезависимого источника обогрева (твердотопливный отопительный котел, печь), естественная циркуляция теплоносителя (т.н. «физика») и одна труба для перемещения теплоносителя. В роли трубы могут выступать самодельные регистры, промышленные радиаторы и батареи отопления, соединенные по последовательной схеме, а также обычные металлические трубы большого диаметра (от Ø 40 мм и выше). В классической одноконтурной схеме используется открытый расширительный бачок.

Одноконтурное отопление – схема

Схематически разводка отопительной системы из одного контура – это замкнутое кольцо или система колец, охватывающее все комнаты и помещения от подачи теплоносителя до обратки. Такое решение систематически модифицируется и модернизируется, поэтому в чистом исполнении встречается не часто. В оборудование могут быть включены игольчатые вентили, байпас (трубная перемычка, устанавливающаяся между подачей и обраткой батареи или радиатора), замкнутая схема циркуляции и принудительное перемещение теплоносителя – насосом. Такие доработки позволяют исключить практически все недочеты классической системы одного контура.

Традиционная однотрубная система отопления схема которой основана на естественной циркуляции, имеет существенную недоработку – чтобы отопление работало автономно в режиме «физики» (без циркуляционного насоса), требуется монтировать разгонный коллектор. Для дома в один этаж такая доработка проблематична в плане сопряжения расширительного бачка с резервуаром автономного снабжения жилья водой, но решаема, так как при высоте потолков ≥ 2200 мм врезка не вызовет затруднений.

Разгонный коллектор

Разгонный коллектор служит ускорителем теплоносителя по однотрубной системе, а также поддерживает движение с равномерной и постоянной скоростью. Эффективность и шумность работы автономного отопления зависит от высоты верхней точки разгонного коллектора – чем выше коллектор, тем быстрее движется теплоноситель, и тем тише работает система обогрева.

Если однотрубное отопление монтируется в двух- или трехэтажном доме, то коллектор можно не устанавливать – система будет быстро и бесшумно перемещать теплоноситель без насоса. В схеме для одноэтажного дома коллектор служит прямым продолжением подачи с фиксированной верхней точкой системы, в которую присоединяется расширительный, расходный, или расширительно-расходный резервуар.

Схема с принудительной циркуляцией

Устранение недостатков при помощи байпаса

Помимо того естественной циркуляцией достигается снижение нагревательного эффекта, а это будет ощущаться на приборах расположенных на самой дальней точке, проблемы могут возникнуть и с прогревом нижнего стояка. Он будет прогреваться меньше. Зависит все от правильности прокладки системы и в этом варианте даже приборы с принудительной циркуляцией, не смогут исправить недостаток. В этом случае используется байпас, работающий на замыкание циркуляции теплоносителя. Говоря простыми словами – это отрезок трубы, соединяющий подачу и обратку.

Есть еще один вариант исправления ситуации, но он более сложен. Заключен способ в параллельной врезке в магистраль всех радиаторов, и дополнительном снабжении их регулировочными клапанами. И главное появляется возможность ремонта отдельных приборов без слива теплоносителя.

Совет. Такой монтаж необходим, если котел отопления превышает по силе параметр системы. Клапана позволяют сбалансировать температуру, и не перегревать отдельные помещения.

Двухтрубная система в отличие от однотрубной подачи, таких неудобств не имеет. Но все купируется вспомогательными устройствами. Байпас оснащен клапанами перекрывающими подачу. Его, при желании и возможности, можно сделать из остатков труб. Окружность байпаса, должна быть немного меньше диаметра стояков. В противном случае жидкость не будет равномерно распределяться, а прямиком станет отводиться в обратную магистраль.

Специалисты рекомендуют примерную разницу диаметра, от 5 до 10 мм. Для достижения большего эффекта, располагать байпас нужно ближе к радиатору. У крайнего прибора, перед самым отверстием на входе монтируется терморегулятор. Предусмотрев эти мелочи, работа отопительных приборов будет эффективнее. Одинаковая отдача будет при разгоне естественной и также, принудительной циркуляцией. Разница в тепловых показателях окажется незначительной, даже если в процессе придется установить соответствующее оборудование.

Плюсы и минусы однотрубной схемы

Преимущества:

Низкая стоимость узлов и дешевизна установки системы за счет минимального количества труб;
Облегченный монтаж, в том числе и на труднодоступных участках;
Минимальная длина трубопроводной системы позволяет добиться хороших декоративных характеристик – дизайн помещений не пострадает при маскировке труб под пол, в стены и под дверные (оконные) проемы;
Минимальные трудозатраты при монтаже системы.

Монтаж труб по плинтусам

Недостатки:

Для ремонта или замены участков труб необходимо полностью отключать отопление;
Разброс температур по длине трубопровода – ближайшая к котлу точка всегда будет самой горячей, самая удаленная точка – самой холодной. Для нивелирования этого недостатка необходимо по мере удаления радиаторов от котла наращивать число секций в них.

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.

Как устроена система отопления по однотрубной схеме

Отопительный котел на любом типе энергоносителя является главным узлом системы;
Точками обогрева служат батареи или радиаторы, иногда – трубы большого диаметра. В современных радиаторах чугун используется все реже – чаще всего это биметаллические устройства, так как чугунные батареи не лишены некоторых недостатков. Это неполное соответствие изделий ТУ, вследствие чего обогрев комнат происходит с низким КПД, и внешняя непривлекательность;
Расширительный резервуар – обязательный узел одноконтурной схемы системы отопления. Бачок стабилизирует давление теплоносителя в трубах, и регулирует расширяемый объем жидкости. При повышении температуры теплоносителя в трубах лишняя жидкость выдавливается в расширительный резервуар, и теплоноситель не перегревается;
Процесс подачи и регулировки теплоносителя из нагревательной камеры в систему контролируется и распределяется запорной арматурой – сливными вентилями, правильной разводкой, вентилями Маевского. В одноконтурной системе обратные процессы невозможны.

Простейшая одноконтурная схема

Что учитывается при расчете

Основные критерии, которые важно учесть:

объем теплоносителя, достаточного для заполнения системы;
длина отопительного контура;
номинальная скорость потока теплоносителя;
требуемая продуктивность, кВт;
циркуляционное давление;
сопротивление труб и фитинга в отопительном контуре.

Для каждого параметра имеется диапазон приемлемых значений. Расчет при этом должен дать размер трубы системы отопления, удовлетворяющий всем требованиям и обеспечивающий оптимальные параметры.

Расчеты касаются внутреннего диаметра. Уже после получения нужного размера выбирается подходящий номинал, имеющийся в продаже, далее подбирается материал. От этого зависит толщина стенок, внешний диаметр и внешний вид.

Одноконтурная система отопления

Отопительные приборы в одноконтурной схеме подключаются последовательно, и нагретый теплоноситель движется по всем участкам. Цикличность обмена тепла заканчивается на последнем обогревателе, и это представляет большой недостаток системы. Нивелировать этот недочет можно монтажом большего количества радиаторов, или установкой в батареях балансировочных вентилей.

Практические решения отопительных схем по одному контуру зависят от отапливаемой площади. В здании общей площадью ≤ 100-150 м 2 удовлетворительно будет работать схема с естественным циркулированием теплоносителя. Баланс температур в комнатах достигается за счет разности в плотности теплоносителя при разных температурах на разных участках схемы. При большей площади жилья площадь эффективной будет схема с принудительной циркуляцией теплоносителя – при помощи циркуляционного насоса.

Подключение циркуляционного насоса

В системе отопления с одним контуром не устанавливаются обратные стояки, поэтому трубы должны проходить и по верхней части стен дома. Собрать и подключить такую схему несложно, тем более, что труб понадобится минимальное количество. Какие варианты разводки труб?

Первое решение – использовать систему проточных стояков;
Второе решение – использовать конечные секции радиаторов, но перед радиатором нужно монтировать байпас.

При реализации проточной схемы подающий стояк не нужен, и радиаторы отопления подключаются от верха к низу, соответственно, теплоноситель тоже движется сверху вниз. Так как, согласно законам физики, в нижних радиаторах вода будет менее теплой, на верхнем этаже (этажах) можно подключать меньшее количество радиаторов. В этом проекте необходимо принимать во внимание следующее обстоятельство: на радиаторы не нужно устанавливать краны и клапаны, так как при перекрытии крана теплоотдача уменьшится, и обогрев помещения тоже снизится. Также при такой схеме невозможно регулировать температуру в соседних комнатах.

Байпас

При более совершенном решении – монтаже байпасов – теплоноситель проходит от стояка по верхним и нижним батареям отопления равномерно. При этом теплоноситель будет охлаждаться медленнее, и температура на разных этажах будет примерно одинаковой.

Необходимые расходники и инструменты

Для монтажа тупикового однотрубного контура потребуются такие инструменты:

разводные ключи;
сварочный или паяльный аппарат;
перфоратор или электродрель;
напильник.

Еще потребуются такие расходные материалы:

радиаторы в комплекте с фитингами, пробками, кранами и термовентилями, кронштейнами;
трубы, крепления, отводы, тройники;
трехходовой вентиль.

Кроме того, потребуются материалы для изоляции соединений труб.

Радиатор с байпасом

Для врезки байпасов в отопление используются ПВХ трубы с меньшим, чем при подключении к радиаторам, диаметром. Если взять трубы такого же или большего диаметра, то циркуляция горячей воды будет неправильной. Если нет возможности подключить маленькие трубы, то для балансировки труб одного диаметра подключают специальные вентили – по два штуки: на подаче и на байпасе, для регулировки подачи горячей воды в секции радиатора.

Байпас на радиаторе

Монтаж одноконтурной системы отопления

Перед началом монтажа необходимо рассчитать гидравлические данные одноконтурной отопительной системы. При проведении расчетов устанавливаются диаметры всех труб для разных отрезков системы. Необходимо провести расчет горизонтальной и вертикальной однотрубной отопительной схемы с применением коэффициентов, отражающих потери давления на разных отрезках схемы. Также рассчитывается расход воды с учетом коэффициентов потерь давления в одноконтурной системе. Затем проводится схематичная сборка параллельных приборных и циркуляционных ответвлений системы.

Крепление труб и других элементов системы одноконтурного отопления следует начинать с установки котла. Любой отопительный агрегат должен устанавливаться ниже уровня пола, но не в цокольном или подвальном помещении. Для котла (если он твердо-, жидкотопливный или газовый) оборудуется дымоход, который подключается к агрегату гибкой гофрированной оцинкованной трубой, диаметр которой должен соответствовать выходному диаметру дымохода котла. Магистральная труба отопления подключается к выходной трубе с теплоносителем, стандартный диаметр трубы – ¾ дюйма.

Разводка отопления

К котлу следует подсоединять железную трубу, а переход на металлопластиковые или ПВХ трубы осуществляется на некотором расстоянии от топки, чтобы не подвергать пластик перегреву. Пластиковые переходники использовать нельзя, нужно использовать только металл – чугун, латунь, медь или бронзу.

Расширительный резервуар необходимо крепить в самой высокой точке помещения, желательно на высоте ≥ 3 метра. Если чердак дома утеплен, то это будет наиболее подходящее место для расширительно-расходного бачка.

Следующий этап – разводка труб с теплоносителем, и установка батарей (радиаторов), на которые одновременно крепятся краны Маевского и вентили. Где устанавливать радиаторы, хозяин определяет самостоятельно, но эргономика указывает, что самые холодные места – под окном и возле входа на балкон, поэтому рациональнее будет монтировать их именно там. Трубы рекомендуется прокладывать без изгибов, чтобы теплоноситель не замедлялся на таких участках.

Способы подключения радиаторов

Большинство моделей радиаторных сборок позволяют выполнить подключение двумя из конструктивно предусмотренных точек: вверху и внизу по бокам радиатора.

Существует несколько основных типов подключения:

диагональный, когда подающая труба включается в верхний вход на одной стороне обогревателя, а отводящая – в нижний с противоположной стороны. Это наиболее эффективный способ;
боковой, при котором теплоноситель подается и выводится через пару отверстий, находящихся с одной стороны теплообменника;
нижний, когда вода поступает и в выводится из радиатора через нижнюю пару отверстий;
одноточечное подключение. Применяется лишь в крайних случаях, когда нет возможности развести к радиатору вторую трубу. Для такого подключения специальные инжекторные узлы подключения, в которых заходящие в отверстие радиатора патрубки имеют различную длину.

Принцип работы

Основным компонентом однотрубной системы отопления для частного дома является отопительный котел. Он работает на различных видах топлива: электричестве, газе, каменном угле, дровах и других ресурсах. Остальные элементы схематически можно представить в виде замкнутого отопления, по которому постоянно происходит движение теплоносителя. Этот контур состоит из различных составляющих.

Существует возможность организовать обогрев помещений частного дома с использованием отопительных радиаторов или полностью от них отказаться. Используя сам трубопровод для отдачи тепла. Во внутреннее пространство контура можно закачать как воду, так и антифриз для оборудования, что увеличит эффективность работы и теплоотдачу.

Принцип работы однотрубной системы отопления частного дома заключается в следующем: нагретая в котле жидкость начинает двигаться от него к первому обогревателю, где сообщает часть тепловой энергии, затем ко второму, третьему и так далее. В конце цепи нагрев будет происходить слабее всего. Чтобы компенсировать такой перепад, можно уменьшить размер обогревателя в начале пути и увеличить его в конце.

Установив различные клапаны и вентили на радиаторы, можно изменять отдачу тепла на каждом участке, что позволит более экономно использовать ресурсы системы.

Устройство и принцип раздачи теплоносителя

Система называется однотрубной, поскольку нагретая вода подается и уходит из радиаторов отопления по единому коллектору. Трубопровод является общим для всех батарей, подсоединенных к магистральной ветви. То есть, входная и выходная подводка каждого отопительного прибора подключается к одной трубе, как показано на примере схемы теплоснабжения одноэтажного здания.

Классический вариант закрытой схемы с принудительным движением теплоносителя, подключенной к газовому котлу

Как работает однотрубная радиаторная система отопления:

Поступающий от котла прогретый теплоноситель достигает первой батареи и делится тройником на два неравных потока. Основная масса воды продолжает двигаться прямо по магистрали, меньшая часть затекает в радиатор (примерно 1/3).
Отдав тепло стенкам батареи и охладившись на 10—15 °С (в зависимости от мощности и реальной отдачи радиатора), малый поток через выходящий патрубок возвращается в общий коллектор.
Смешиваясь с основным потоком, охлажденный теплоноситель снижает его температуру на 0.5—1.5 градуса. Смешанная вода доставляется к следующему отопительному прибору, где цикл теплообмена и охлаждения главного потока повторяется.
В результате каждая последующая батарея получает теплоноситель с более низкой температурой. В конце остывшая вода направляется обратно в котел по той же магистрали.

Важный момент. Чтобы схема отопления работала стабильно, диаметр раздающей трубы должен значительно превышать размеры радиаторных подводок. Правило не касается вертикальных стояков с верхним розливом, где теплоносителю помогает течь вниз сила тяжести (читайте ниже о видах систем).

Цвет и размер стрелок на рисунке характеризует температуру и количество воды соответственно. Сначала потоки разделяются, потом смешиваются, остывая на пару градусов
Чем ниже температура циркулирующей воды, тем меньше тепла достается последним обогревателям. Проблема решается тремя способами:

в конце магистрали ставятся батареи повышенной мощности – наращивается число секций либо увеличивается площадь панельных стальных радиаторов;
путем увеличения диаметра трубы и производительности насоса повышается расход теплоносителя через основной коллектор;
комбинация двух предыдущих вариантов.

Подключение радиаторов к единой распределяющей магистрали – главное отличие однотрубной разводки от остальных двухтрубных систем, где подача и возврат теплоносителя организован по двум раздельным ветвям.

Особенности устройства в двухэтажном доме

Если нужно обеспечить отопление двухэтажного дома, то используют вертикальную схему циркуляции движения теплоносителя. В ней отдельно монтируются стояки, и вода сначала подается наверх, а потом начинает течь по всем составляющим цепи вниз генератору тепла.

Рекомендуется использовать байпасы для обводки, это позволит повысить эффективность, а также отключить отдельный компонент в случае поломки без полного прекращения работоспособности системы.

Отопительное оборудование может действовать с естественной и искусственной циркуляцией воды. Если не установлен циркуляционный насос отопления, движение теплоносителя происходит за счет различной плотности горячего и остывшего теплоносителя. Особенности устройства в двухэтажном доме состоит в использовании труб большего диаметра и необходимости их монтажа под некоторым уклоном. Это влечет дополнительные расходы на материалы. Такой трубопровод тяжелее скрыть за элементами декора. Зато отсутствие насоса делает оборудование независимым от электрической сети.

Однотрубная вертикальная система

Однотрубная схема отопления для дома достаточно удобна. Кроме стандартной модели с использованием секционных батарей можно обустроить систему отопления «теплый пол» или встроить полотенцесушитель. В таком случае не обойтись без циркуляционного насоса.

Такой способ установки циркуляции для однотрубной системы подходит для любого типа планировки помещений, а незначительная толщина труб позволит проложить их даже под дверными проемами. Что улучшит эстетическое оформление комнат. Чтобы добиться лучшего качества отопления в цепь можно включить два котла.

Водяное отопление с естественной циркуляцией – принцип работы

Данную систему называют по-разному: термосифонной, гравитационной или самотечной. Состоит она из следующих компонентов:

теплогенератор (котел или печь/камин с водяной рубашкой);
замкнутый контур из труб и радиаторов, заполненный жидким теплоносителем (вода, масло или антифриз);
расширительный бак;
запорная и регулирующая арматура;
контрольно-измерительные приборы.

Нагреваясь в теплообменнике котла или печи, рабочая среда движется по контуру, передавая тепловую энергию радиаторам, а те уже греют воздух в помещениях. Способ, которым обеспечивается движение теплоносителя в системе, как раз и определяет основную ее особенность.

Сбои в отопительной системе влекут за собой колоссальные неудобства. Для того чтобы стабилизировать данную систему, придумали такое устройство как байпас. Байпас в системе отопления: что это такое? Рассмотрим конструкцию и функции механизма.

Принцип работы теплового насоса разберем здесь.

В то время как в квартирах имеется централизованное отопление, жители частного дома должны организовать отопительную систему самостоятельно. В этой теме https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/vidy-otopleniya-chastnogo-doma.html рассмотрим, какие виды отопления можно реализовать в загородном доме. Системы с котлом и альтернативные источники отопления.

Эксплуатация отопительного оборудования

Особенность эксплуатации отопительного оборудования и функционирования однотрубной модели состоит в том, что подключение циркуляционного насоса снизит её эффективность. Насос служит для увеличения скорости движения воды, есть возможность добиться результата без него. Для качественного отопления, необходимо установить коллектор разгона. Он обеспечит разгон жидкости в трубопроводе и радиаторах.

Такое устройство целесообразно использовать в многоквартирных домах для поддержания разгона воды. От качества монтажа разгонного коллектора зависит не только достигаемая температура, но и уровень шума.

Монтаж разгонного коллектора

В частном доме разгонный коллектор необязателен. Даже если речь идет о двух или трехэтажном сооружении. Теплоноситель обогрева и так будет подниматься на достаточную высоту, чтобы обеспечить нужную скорость циркуляции.

Разметка мест монтажа радиаторов

Монтаж батарей осуществляется в тех местах, где наблюдается наибольшая потеря тепла. Сюда относятся подоконные ниши, наружные стены. Устанавливается радиатор на высоте 20 см от пола. Расстояние до подоконника — 10-15 см. В жилом доме не рекомендуется закрывать батареи глухими или полуоткрытыми экранами, так как теплообмен ухудшается.

Недостатки

Недостатки одноконтурного отопления состоит в способе подключения радиаторов и других приборов. В первом случае используется последовательное соединение. Это значительно усложняет автономное регулирование температуры нагрева отдельных помещений или даже отдельных батарей отопления одного помещения.

Если есть необходимость включить или, наоборот, отключить нагрев помещения в середине цепочки, придется задействовать и другие комнаты, хотя бы на минимальном уровне. При этом надо израсходовать топливо на обогрев, не используемой части дома. Частичную регулировку можно произвести с помощью термостатов и запорных вентилей. С другой стороны, снижение нагрева воды повлечет изменение теплоотдачи на всех участках.

Нужно помнить, что поддержание высокого давления поможет добиться лучших показателей теплоотдачи, это можно реализовать с помощью циркуляционного насоса.

А вот сам циркуляционный насос будет расходовать электроэнергию, увеличивая ежемесячные расходы на оплату счетов.

Слив жидкости обязательно устраивают вертикальным образом. Особенно важно это в одноэтажных строениях, чтобы обеспечить долгую и бесперебойную работу, следует контролировать уровень давления в приборах. Недостаток однотрубной системы отопления можно компенсировать расширительная емкость для сброса излишней жидкости. Расширительный бак устанавливают в наивысшей точке. Чтобы скрыть этот предмет, можно произвести его установку на чердаке.

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.

Радиаторы отопления ЕЦ

Для гравитационных систем главное – минимальное сопротивление водяному потоку. Потому, чем шире будет просвет радиатора, тем лучше через него будет течь теплоноситель. Практически идеальны с этой точки зрения чугунные радиаторы – у них самое маленькое гидравлическое сопротивление. Хороши в использовании алюминиевые и биметаллические, но нужно смотреть, чтобы их внутренний диаметр был не менее 3/4”. Можно использовать стальные трубчатые батареи, однозначно не рекомендуются стальные панельные или любые другие с маленьким сечением и высоким гидравлическим сопротивлением – через них или не будет протекать вода или будет очень слабо, что, например, при однотрубной системе может привести к отсутствию циркуляции вообще.

Системы с естественной циркуляцией (кликните по картинке для увеличения масштаба)

Есть в подключении радиаторов свои тонкости. Особенно большое значение способ монтажа играет в однотрубной системе: только при помощи разных типов подключения можно добиться лучшей работы отопительных элементов.

Схемы подключения радиаторов

На рисунке, расположенном ниже показаны схемы подключения радиаторов. Первое – нерегулируемое последовательное подключение. При таком способе будут проявляться все недостатки «ленинградки»: разная теплоотдача радиаторов без возможности компенсирования (регулирования). Чуть лучше дело обстоит, если поставить обычную перемычку из трубы. При такой схеме возможность регулирования также отсутствует, но при завоздушивании радиатора система функционирует, так как теплоноситель проходит через байпас (перемычку). Установив дополнительно за перемычкой два шаровых крана (на рисунке нет) мы получаем возможность при перекрытом потоке снять/отключить радиатор без останова системы.

Особенности подключения радиаторов в однотрубных системах

Два последних способа монтажа позволяют регулировать поток теплоносителя через радиатор и байпас — в них стоят устройства регулировки температуры радиатора. При таком включении схема уже может быть компенсирована (на каждом отопительном приборе выставляется теплоотдача).

Не менее важным является и тип подключения: боковой, диагональный или нижний. Оперируя этими подключениями можно облегчить/улучшить компенсацию системы.

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.

Котел для гравитационных систем

Так как в основном такие схемы нужны для устройства независимого от электричества отопления, то и котлы должны работать без использования электричества. Это могут быть любые неавтоматизированные агрегаты, кроме пеллетных и электрических.

Чаще всего в системах с естественной циркуляцией работают твердотопливные котлы. Всем они хороши, но во многих моделях прогорает топливо быстро. А если за окном сильные морозы, а дом не утеплен в достаточной мере, то чтобы ночью удержать приемлемую температуру приходится вставать и подкидывать топливо. Особенно такая ситуация часто встречается там, где топят дровами. Выход – купить котел длительного горения (энергонезависимый, конечно). Например, в литовских твердотопливных котлах Stropuva, при определенных условиях дрова горят до 30 часов, а уголь (антрацит) до нескольких суток. На котлы Сandle заявлены чуть хуже характеристики: минимальное время горения дров 7 часов, угля – 34 часа. Есть котлы без автоматики и насосов и у немецкой кампании Buderus, чешских Viadrus и у польско-украинских Wikchlach, а также у российских , «Огонек».

Энергонезависимый котел длительного горения Stropuva

Есть газовые энергонезависимые котлы российского производства, например «Конорд», которые производят в Ростове-на-Дону. Их можно использовать в системах с естественной циркуляцией. На том же заводе выпускают энергонезависимые универсальные котлы «Дон», которые также подходят для работы без электричества. Работают в системах с естественной циркуляцией напольные газовые котлы итальянской фирмы Bertta – модель Novella Autonom и некоторые другие агрегаты евопейских и азиатских производителей.

Второй способ, который поможет увеличить время между топками, – повысить инерционность системы. Для этого устанавливают теплоаккумуляторы (ТА). Работают они хорошо именно с твердотопливными котлами, у которых нет возможности регулировать интенсивность горения: излишек тепла отводится на теплоаккумулятор, в котором энергия накапливается и расходуется по мере остывания теплоносителя в основной системе. Подключение такого устройства имеет свои особенности: его нужно располагать на подающем трубопроводе внизу. Причем для эффективного отбора тепла и нормальной работы — максимально близко к котлу. Впрочем, для гравитационных систем это решение далеко не самое лучшее. Они достаточно медленно выходят на нормальный режим циркуляции, но зато являются саморегулируемыми: чем холоднее в помещении, тем сильнее остывает теплоноситель, проходя по радиаторам. Чем больше разница в температурах, тем больше получается перепад плотности и быстрее движется теплоноситель. А установленный ТА делает отопление более инерционным, и времени, и топлива на разгон требуется намного больше. Правда, и отдается тепло дольше. В общем, решать вам.

Для стабилизации температуры в системе устанавливают тепловой аккумулятор

Примерно те же проблемы у печного отопления с естественной циркуляцией. Тут роль аккумулятора тепла играет сам массив печи и также требуется много энергии (топлива) на разгон системы. Но в случае использования ТА обычно предусматривается возможность его исключения, а в случае с печью это нереально.

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.