Схемы однотрубной системы отопления

Устройство и принцип работы однотрубной системы

Главный принцип устройства схемы состоит в последовательном подключении отопительных приборов к одному трубопроводу, идущему от источника теплоты. Теплоноситель проходит через отопительный прибор, отдавая часть тепла, поступает в следующий по порядку радиатор.

Таким образом, температура теплоносителя в каждом последующем приборе отопления несколько ниже, чем в предыдущем. При различных условиях, большой протяженности ветви отопления и значительном количестве радиаторов, температура на последних приборах может иметь значение, недостаточное для обеспечения необходимой температуры в помещении.

Подобное построение пользовалось популярностью в СССР в связи с тем, что стоимость энергоресурсов была очень низкой. В централизованных системах отопления поддерживался большой массовый расход теплоносителя с высокой температурой. Кроме того, основная конфигурация однотрубной схемы требует минимального количества материалов.

Однотрубная система является основной схемой устройства отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией. При этом комплекс отопления сооружается из труб диаметром от 32 до 50 мм, требуется соблюдение нормативного уклона.

В свое время однотрубная система (также известная как «ленинградка») была усовершенствована. Усовершенствование было направлено на снижение разницы температуры между отопительными приборами и выражалось в сооружении байпаса.

Байпас предназначался для разделения потока прямого теплоносителя – одна часть поступала в прибор обогрева, вторая по байпасу миновала его и смешивалась с остывшим теплоносителем на выходе из радиатора. Это техническое решение позволило снизить разницу температуры между отдельными соседними в ряду приборами отопления. Подобная конфигурация отопления обычно применяется в системах закрытого типа с принудительной циркуляцией.

Однотрубные системы отопления с принудительной и естественной циркуляцией: основные отличия

Способ циркуляции горячей воды в системе определяет её тип: принудительный или естественный. Система отопления с принудительной циркуляцией работает за счет насоса, который устанавливается в обратной части магистрали перед входом в котел. Циркуляционный насос создает оптимальный уровень давления, благодаря которому температура горячей воды сохраняется на всех участках системы.

Отопление с естественной циркуляцией использует физические свойства воды. Горячая жидкость, имеющая меньшую массу и плотность, поднимается по трубам, попадая в радиаторы. В это время более тяжелая холодная вода попадает в котел, где снова нагревается. Преимуществом отопления с естественной циркуляцией является бесперебойная работа системы, не зависящая от подачи электричества.

Основным недостатком, в связи с которым тип отопления с естественной циркуляцией не получил широкого распространения, является ограниченность длины системы. Протяженность контура, при которой система будет работать оптимально, не должна превышать 30 метров. Установка системы с естественной циркуляцией возможна только при использовании маломощного котла, тяги которого будет хватать для отопления небольших помещений.

В системе с принудительной циркуляцией за движение теплоносителя по трубам отвечает насос, который устанавливается поблизости от котла

Применение естественной циркуляции в больших одноэтажных домах становится невозможным также по причине требования к уклону магистральной трубы. Минимальным уклоном является 3-5 градусов. Это значит, что на каждый метр трубы необходимо осуществить перепад высоты в 5-7 см.

Помимо этого, принудительная циркуляция позволяет решить следующие вопросы:

• обеспечение полного контроля над рабочими процессами в системе отопления;
• применить более простую нижнюю разводку системы (при естественной циркуляции возможна только верхняя разводка);
• увеличить протяженность отопительного контура.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией может быть переоборудована в сеть с принудительной подачей воды.

Два вида однотрубной системы: как выбрать

Есть два вида отопительного механизма: открытый и закрытый.

Открытый и закрытый вариант предполагает использование расширительного бака для компенсации чрезмерного давления, вызванного расширением теплоносителя при нагреве.

В открытой системе бак устанавливается в наивысшей точке магистрали сразу за котломФОТО: openstroi.ru

При избыточном давлении излишки воды сливаются в канализационную систему. Обычно такие баки в загородных домовладениях ставят на чердаках или мансардах. Для облегчения обслуживания такой ёмкости, её снабжают клапаном-поплавком, который регулирует уровень жидкости.

У открытой системы есть свои недостатки, о которых необходимо обязательно помнить: бак требуется постоянно пополнять, трубы и приборы при таком режиме эксплуатации быстрее ржавеют. В этом варианте нельзя использовать антифриз в качестве теплоносителя.

С другой стороны, вам не нужно будет беспокоиться об опасности разрыва труб из-за высокого давления. Даже при небольших неполадках такая система будет продолжать работать, давая вам возможность выбрать подходящее время для ремонта.

Закрытая система тоже использует расширительный бак, но его конструкция и место расположения совсем иные.

В этом варианте бак герметичен, а его конструкция включает внутреннюю мембрану, которая регулирует давление.  При аварийном повышении давления бачок стравливает лишний воздухФОТО: glavsantex.ru

Расположить такой бак можно не только в верхней точке, но, в принципе, в любом месте, что очень удобно для обслуживания. Чаще всего владельцы выбирают точку в нижней части магистрали перед котлом.

Такая система практически не требует вашего внимания, нет необходимости периодически подливать воду.

Схема однотрубной системы отопления – виды и преимущества

Однотрубные отопительные системы делятся на однотрубную систему отопления с замыкающим контуром и на проточную однотрубную систему. Однотрубный способ осуществления монтажа отопительных систем имеет два вида:

Первый вид — проточный

Первая схема — проточная. В ней стояки подачи, как таковые, отсутствуют. Радиаторы по всей высоте дома соединяются друг с другом последовательно.

Поток горячей воды подается сверху вниз, и последовательно протекает через все батареи отопления, начиная с верхней. Нижние радиаторы в такой системе будут более прохладными.

Схема однотрубной системы с проточным отоплением.

В проточных типах однотрубных систем смесь теплоносителя, протекая по трубам, проходит последовательно через всю цепь радиаторов отопления, постепенно охлаждаясь на каждой из батарей.

Вследствие этого, на верхних этажах будет достаточно жарко, а на нижних может быть даже недостаточно температуры нагревания.

Для уменьшения такой разницы и чтобы сбалансировать теплопотери, на нижние этажи зданий устанавливаются батареи с большим числом секций.

В проточных системах не рекомендуется ставить регулировочные краны, потому что даже при уменьшении потока или же перекрытии такого вентиля в том или ином радиаторе, уменьшается или перекрывается подача воды во все батареи, низ лежащие в данном стояке по направлению течения.

В подобных системах невозможно проводить регулировку температуры воздуха в помещениях. Если дом в два этажа, то невозможно осуществить подачу воды только лишь на один из этажей.

Многолетний опыт показывает, что такая схема однотрубной системы отопления абсолютно недееспособна, поэтому на сегодняшний день не применяется.

Второй вид — с байпасами

Сравнение однотрубной системы отопления с замыкающим контуром и проточной однотрубной системы. Нажмите для увеличения.

Однотрубная система отопления помещений имеет замыкающий контур и использует специальную арматуру с байпасом внутри корпуса этой арматуры.

Из отопительного радиатора поток теплоносителя с понизившейся температурой последовательно возвращается в стояк.

После этого — смесь теплоносителя подается в следующий радиатор. Кольцевой водный поток разделяется в вентиле на потоки в радиаторе и поток в байпасе.

Из стояков вода поступает в верхние батареи, остальной горячий поток направляется по стоякам вниз — к низлежащим радиаторам.

Вода в этой семе подключения остывает несколько меньше, что позволяет уменьшить разницу температур на нижних и верхних этажах.

Такой способ подключения является, по своей сути, модернизированной «проточной» системой, в которой между труб подключения радиатора создана перемычка — байпас.

Диаметр трубы такого замыкающего участка делается на один размер меньшим, чем у труб стояка общего подключения. Вследствие этого, подающийся с верхних этажей теплоноситель разделяется на два потока: первый — поступает в батарею, а второй, через байпас, перетекает к нижним рядам радиаторов.

Если диаметр байпаса смонтировать таким же, как и у труб подключения, то теплоноситель в радиаторе перестанет циркулировать, поскольку гидравлическое сопротивление в батарее будет большим, чем в байпасе.

Вода всегда протекает там, где существует меньшее гидравлическое сопротивление, при одинаковом диаметре ей не нужно протекать через радиатор, она будет спокойно течь через замыкающий участок, имеющий такой же размер трубы, из которого она вытекла.

При установке байпасов с диаметрами, равными диаметру стояковых труб подключения радиаторов, поступающее количество воды может регулироваться предварительно установленными вентилями (для балансировки системы). Такие краны монтируются на трубу подключения и на байпас.

К примеру, можно полностью перекрыть сам радиатор и перенаправить всю воду в байпас, а далее к нижним по стояку отопительным батареям. Или же наоборот – перекрыть байпас и направить весь поток теплоносителя в саму батарею.

Последовательность работ при монтаже однотрубной системы отопления своими руками

1. Подготовить место для котла. Печь необходимо ставить на специально залитый под нее фундамент, отделать близкорасположенные стены и потолок огнеупорными материалами. Котел при естественной циркуляции нужно ставить таким образом, чтобы вывод обратки котла был самой низкой точкой всей системы отопления, да и при принудительной это также желательно. Поэтому часто под котел делается специальное углубление.
2. Провести монтаж дымохода и уличной трубы. При этом не забыв соблюсти все правила пожарной безопасности.
3. Устанавливаем радиаторы отопления, при этом стоит знать, что все батареи на одном этаже, должны быть на одном уровне.
4. Монтируем весь контур отопления начиная с подачи котла и по кругу, к его обратке.
5. Возле котла на холодной трубе устанавливаем при необходимости насос и расширительный бак закрытого типа. Желательно, при установке насоса подключать его таким образом, чтобы его можно было отключить, при его поломке и снять, а отопление могло продолжить работу с помощью естественной циркуляции. Для этого нужно его включить в схему, как батарею при «ленинградке».
6. После завершения всего монтажа обязательно необходимо провести опрессовку воздухом, для поиска течей и устраняют все ошибки.
7. Производиться запуск системы, первая топка и ее настройка.

Способы подключения радиаторов при однотрубной системе отопления

Существует несколько вариантов, которые имеют свои плюсы и минусы:

• Боковое подключение. Вариант, при котором вход и выход подключается с одной стороны батареи. При этом радиатор плохо прогревается по всей длине, начало может быть слишком горячим, а конец, при большом количестве колен, уже прохладным.
• Нижнее подключение. Такой способ применяется в основном для создания наибольших эстетических качеств. При этом прогревание радиатора также не совсем равномерно, при недостаточной циркуляции, верх батареи может не прогреваться до нужной температуры.
• Диагональное подключение. Оптимальный вариант подключения. Горячий теплоноситель поступает в верхний угол батареи, с одной стороны, а выходит через нижний угол, с другой стороны. Здесь вся поверхность радиатора равномерно прогревается. Обеспечивая максимальную теплоотдачу.

Выгодна ли самотечная однотрубная система двухэтажного дома

Намереваясь смонтировать данную дешевую схему, домовладелец сильно ошибается. Самотечная система (в просторечии, «самотек») обойдется вдвое-втрое дороже оснащенной циркуляционным насосом. Естественная циркуляция требует:

• толстых труб для минимизации гидравлического сопротивления теплоносителю;
• достаточности уклонов магистральных труб;
• расположения отопительного котла ниже уровня отопительных приборов в приямке на кухне /в подвале, показанного на рисунке ниже.

Самотечному отоплению 2-х этажного дома присущ стандартный недостаток — батареи второго этажа прогреваются лучше первого. Установка байпасов, регулировочных устройств наращивает стоимость системы.

Принцип работы

Принцип работы «ленинградки» в общем-то не отличается от такового в любой однотрубной отопительной системе.

Система функционирует следующим образом:

• котел нагревает воду и подает ее частично на верхний контур, а частично – в расширительный бак (туда поступают излишки теплоносителя;
• нагретый теплоноситель легче холодного, поэтому поднимается в батарею, вытесняя холодный вниз;
• в батарее вода отдает свое тепло, и сама вытесняется более горячей, которая только что поступила из котла;
• остывший теплоноситель поступает в нижний контур, который ведет ко входу в котел;
• после поступления холодной воды в котел цикл повторяется.

Как устроено однотрубное отопление?

Под однотрубной системой отопления подразумевается замкнутая конструкция контура, состоящая из магистрального трубопровода, котла, радиаторов, бочка расширителя, а также элементов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя. При этом принципиальная схема однотрубного отопления включает в себя определённые типичные элементы.

1. Основной любого отопления является котёл, для работы которого в большинстве случаев используется газ. Хотя в частном секторе, где зачастую отсутствует централизованная подача газа, можно повстречать твердотопливные аналоги.
2. В качестве источников основного тепла в однотрубной системе отопления с нижней разводкой выступают всем привычные радиаторы. Но использование чугунных изделий нецелесообразно, так как нормы, предъявляемые к батареям во времена СССР, уже давно ушли в прошлое. Намного предпочтительнее использовать биметаллические изделия, обладающие максимальным коэффициентом теплоотдачи и таким же эксплуатационным ресурсом. Плюс ко всему эстетическая составляющая современного радиатора порадует любого обладателя собственной жилплощади.
3. Все системы отопления, основанные на однотрубной схеме обвязки, оснащаются расширительным баком, основной функцией которого является контроль степени расширения теплоносителя во время нагрева. Благодаря такому конструктивно простому устройству в процессе нагрева теплоносителя излишки воды вытесняются в бак расширителя, тем самым предотвращая её перегрев.

подразумевает естественную циркуляцию теплоносителя

Комбинация двухтрубного и однотрубного вариантов

В частных двухэтажных (или большей этажности) домах могут применяться как двухтрубные, так и однотрубные вертикальные стояки, вместе с горизонтальной однотрубной разводкой по комнатам при множестве способов подключения отопительных приборов.

Схема однотрубной системы отопления 2-х этажного дома.

Температурный перепад в комнатных радиаторах в этом случае расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄P, где P – число отопительных приборов, соединенных последовательно (в данном случае P=3). По горизонтальной однотрубной магистрали должно протекать жидкости в P раз больше, чем по горизонтальным трубам при двухтрубной разводке. Это потребует увеличения мощности насоса для ее принудительной циркуляции и больших затрат электроэнергии, но гидроустойчивость схемы будет высокой.

Подключение батарей к однотрубному контуру

К однотрубному контуру радиаторы можно подключать следующим образом:

• Самым эффективным считается диагональное подключение. В этом случае тепловые потери сводятся к нулю, а прибор равномерно прогревается. Подводящий патрубок подводится с одной верхней стороны прибора, а отводящий патрубок расположен снизу по диагонали к подаче. Это схема подходит для подключения большого числа секций.
• При одностороннем боковом подключении трубы подачи и обратки находятся с одной стороны прибора (подача сверху, обратка снизу). Благодаря этому все секции прогреваются равномерно. Этот вариант применяют при верхней разводке сети.
• Менее эффективное нижнее подключение. Однако оно удобно тем, что трубы подачи и обратки можно скрыть в стяжке пола.

О достоинствах и недостатках однотрубной отопительной системы

Главная причина популярности однотрубного отопления кроется в том, что для её монтажа нет необходимости привлекать профессионалов. Установить такой контур в состоянии сами владельцы жилья, тем более, что современные приборы и трубы можно соединить и без сварочных работ, используя герметичные фитинги.

Сама по себе однотрубная система гидравлически устойчива, имеет легко заменяемые детали и требует минимального количества коммуникаций, что не портит интерьерФОТО: narodna-pravda.ua

Такой механизм позволяет быстро и эффективно прогревать помещения, а также использовать минимальное количество теплоносителя.

С помощью запорных элементов однотрубную систему можно отрегулировать под собственный режим для каждой из комнат дома.

Этот тип отопления без проблем подключается к приборам контроля умного дома.

Главным недостатком однотрубного механизма является неравномерный прогрев радиаторовФОТО: pbs.twimg.com

Чем дальше радиатор от котла – тем меньше тепла он получает. Так что такие системы лучше работают в домах с небольшой жилой площадью. Чтобы компенсировать этот недостаток, в удалённых комнатах устанавливают большее количество радиаторов и стараются расположить контур так, чтобы первым на очереди движения теплоносителя были помещения, в которых особенно важен температурный режим, например, детская комната и спальня.

Планирование и комплектующие однотрубной системы

Планированием называется подбор всех элементов системы отопления, оценка оборудования по мощности, эффективности применения и длительности использования.

Если формируется схема однотрубного отопления частного дома с газовым котлом, в расчет берется:

• мощность прибора, которая рассчитывается по формуле на 10 м2 1 кВт тепла;
• количество радиаторов, для чего нужно умножить всю площадь помещения на 100 и поделить на показатель теплоотдачи одной секции (указывается в техпаспорте);
• диаметр и длина трубы – параметры зависят от материала труб, но следует помнить, что трубы полипропиленовые растягиваются при нагревании, а самыми практичными считаются медные или стальные трубы;
• расширительный бак – выбор зависит от возможностей и предпочтений хозяина, а также объема теплоносителя;
• насос – выбирается по показателю мощности, которая уже рассчитана, необходимой температуре воды на выходе из газового котла.

Пригодится набор запорной арматуры и регулирующие приборы. Весь комплект включает:

• агрегат нагрева;
• радиаторы;
• трубы;
• насос циркуляционный;
• бак расширительный, краны Маевского (если формируется Ленинградка, то по 2 шт. на каждый радиатор);
• фильтр грубой очистки для самотечной системы;
• защитный комплект из манометра, воздухоотводчика, предохранительного клапана для закрытого контура;
• монтажный набор.

Зная, что такое одноконтурная система водяного отопления, справиться с работой не представляет труда.

Горизонтальная и вертикальная схема

Исходя из способа размещения радиаторов, различают вертикальную и горизонтальную однотрубные системы отопления.

Горизонтальный способ

В горизонтальной однотрубной системе смесь теплоносителя в трубопроводе подается в одном направлении, минимальная длина всего трубопровода обеспечивается за счет того, что теплоноситель, после того как проходит отопительные приборы и батареи, возвращается в подающую систему.

https://youtube.com/watch?v=IVHMLLJRL6M

Вследствие этого — расход в подающем трубопроводе остается неизменным по всей его длине. Температура батарей по цепи уменьшается по мере удаления от источника нагревания и прохождения батарей.

Для компенсирования этого эффекта, при фиксированной подаче смеси теплоносителя площадь теплоотдающей поверхности отопительных приборов должна увеличиваться по мере удаления от нагревательного источника.

Вертикальный способ

Вертикальная однотрубная система отопления помещений используется в многоэтажных строениях. В большинстве случаев, при монтаже используется разновидность однотрубной схемы с верхней разводкой, в которой подающий трубопровод прокладывается по чердаку.

Схема вертикальной однотрубной системы отопления. Нажмите для увеличения.

От него вниз отходят параллельно вертикальные стояки, осуществляющие подачу теплоносителя в радиаторы. Батареи при этой схеме прокладки находятся на разных этажах и строго один под другим.

При таком способе температура смеси теплоносителя в подающем трубопроводе будет одинакова на всех точках входа в любой нисходящий стояк. Изменение температуры проходит непосредственно в самих вертикальных стояках, уменьшаясь по их высоте.

Использование современного оборудования и арматуры при монтаже отопительных коммуникаций позволяет получить надежную и удобную систему обогрева помещений.

Широкий выбор регулировочной аппаратуры для различных видов сетей дает возможность подобрать эти составные элементы максимально точно и в соответствии со всеми необходимыми условиям эксплуатации.

Минимальный комплект одного элемента отопления для однотрубной системы отопления состоит из:

1. термостатического клапана;
2. радиаторного регулятора;
3. воздухоотводчика;
4. радиатора;
5. балансировочного вентиля;
6. шарового крана для слива теплоносителя.

Обобщение по теме

Надеемся, вы сделали для себя вывод, какая система обвязки батарей отопления лучше — однотрубная или двухтрубная. Для частного дома небольшой площади и многоэтажной постройки, высота которой не превышает 5 этажей, однотрубная обвязка может стать идеальным вариантом. Во всех остальных случаях стоит использовать двухтрубную схему.

Читайте далее:

Какая система отопления лучше — однотрубная или двухтрубная?

Что собой представляет однотрубная система отопления двухэтажного дома: схема и особенности

Экономичная и эффективная однотрубная система отопления Ленинградка — особенности монтажа

Схема двухтрубной системы отопления

Достоинства и недостатки однотрубной системы отопления

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.

Принципиальная схема однотрубного отопления

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.

Плюсы и минусы системы

К достоинствам «ленинградки» можно отнести:

• Простоту. Несмотря на некоторые усложнения по сравнению с традиционной однотрубной системой, «ленинградка» очень проста. Ее монтаж под силу даже тому, кто не обладает специфическими знаниями и навыками в соответствующей области.
• Экономность. На «ленинградку» тратится на 20 % — 30 % материала меньше. Но тут сразу нужно оговориться – преимущество актуально только в сравнении с двухтрубной системой. Если брать однотрубную, то она окажется даже несколько экономичнее (из-за того, что батареи подключаются последовательно и к ним не делают отводы).
• Возможность тонкой настройки. Если установить на каждый байпас по игольчатому регулятору, появляется возможность регулировать температуру отдельно взятой батареи.
• Простота обслуживания. Если речь идет о традиционной однотрубной системе, для замены батареи ее придется полностью освобождать от воды. В случае с «ленинградкой» это не нужно – достаточно перекрыть байпас. Вода продолжит циркулировать по нижнему контуру. Правда, чтобы появилась такая возможность, нужно оборудовать байпасы кранами.

Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем

Еще один плюс – универсальность. «Ленинградку» можно реализовать где угодно: в дачном домике, одно- или двухэтажном коттедже. И даже в городской квартире.

Впрочем, у системы есть и недостатки. Вот основные:

• Неравномерность нагрева радиаторов. Проблему не решает даже игольчатый кран в байпасе. Правда, возникает она не при всех видах подключения. Но об этом – чуть позже.
• Невозможность подключения дополнительного нагревательного оборудования. Например, теплого пола. Но это не недостаток исключительно «ленинградки» — минус характерен для любого однотрубного отопления.
• Необходимость применения труб большого диаметра. Минимальный должен составлять не меньше 2,5 см. Если взять меньше, будет сложно подобрать подходящие байпасы для радиаторов. Из-за этого нередко происходит падение давление в системе. В результате вода не может нормально циркулировать. Проблему решают установкой патрубков меньшего диаметра, которые создают нужный напор.