Нюансы использования однотрубной системы обогрева
Надо отметить, что однотрубная система отопления многоэтажного дома, не смотря на экономичность, имеет ряд минусов. И основным из них является большая потеря тепла по ходу следования теплоносителя. Квартиры нижних этажей будут прогреваться хорошо. А пока вода дойдет до верхних этажей, она сильно остывает. Поэтому очень часто жильцы верхних этажей жалуются на плохой обогрев.
Идеальным решением для однотрубных систем теплоснабжения является расстановка радиаторов по размеру: первые радиаторы должны быть самыми маленькими, дальше устанавливать более крупные, и в самом конце подключать самые большие по размеру агрегаты. Таким образом, можно решить проблему неравномерного обогрева. Но навряд ли кто-то будет следовать такой схеме при оборудовании системы теплоснабжения многоэтажного здания. Ведь это достаточно проблематично. Поэтому однотрубные системы чаще устанавливают в домах с малой этажностью.
Таким образом, в городских многоэтажках и частном секторе могут эксплуатироваться система отопления однотрубная система отопления двухтрубная. Любой из вариантов имеет как плюсы и минусы. И при выборе одного из вариантов нужно учитывать ряд особенностей, например, площадь помещения, высоту дома и размер бюджета.
Отличие однотрубной и двухтрубной систем отопления
При монтаже отопления ориентируются на два способа установки контура:
- одноконтурный;
- двухконтурный.
Отличием этих способов считают специфику подключения теплообменника к магистральному проводу. Одноконтурные представляют собой кольцевую замкнутую систему. В трубопровод устанавливают радиаторы, а магистраль протягивается от котла и замыкается на нем.
Двухконтурный метод представляет собой две линии, устанавливаемые параллельно. По верхнему уровню теплоноситель перемещается до радиаторов и обогревает помещение. По нижнему отработанная жидкость возвращается в котел для дальнейшего нагрева. При помощи такого способа удается обеспечить равномерный нагрев батарей в помещении. Затраты энергии на обогрев одного элемента снижаются.
Другие способы повышения эффективности и экономичности отопления
Если вас интересует только вид топлива, пролистывайте сюда. Но мы считаем, что правильно начать с основ. Борьба за экономичность возможна не только через снижение потерь, но и другими способами:
- правильным выбором вида и типа отопления;
- соблюдением правил установки оборудования;
- использованием датчиков температуры, связанных с нагревательным оборудованием;
- установкой запорно-регулировочной арматуры;
- монтажом энергоэффективных приборов;
- своевременным техническим обслуживанием.
Виды и типы систем отопления
Правильно подобранная система позволяет использовать выбранное топливо с наибольшей выгодой.
Наглядная схема типичной однотрубной системы отопления.
Однотрубная разводка оптимальна для небольших домов с 3-4 радиаторами в контуре. Небольшое количество труб сводит к минимуму неэффективную отдачу тепла через их стенки.
Схема типичной двухтрубной системы отопления в частном доме.
Двухтрубные разводки обеспечивают равномерный прогрев всех радиаторов. Не придётся увеличивать мощность котла и потребление энергоносителей, так как в самой дальней комнате температура поддерживается на нужном уровне.
Дома до 2 этажей и площадью до 150 м2 эффективно оборудовать энергонезависимой системой гравитационного типа, не требующей циркуляционных насосов и дорогостоящих расширительных баков.
В регионах с тарифами на электроэнергию, зависимыми от времени суток, выгодно устанавливать гидроаккумуляторы большой ёмкости. Ночью котёл нагревает воду, а после подключения дневного тарифа около 2-3 часов отопление происходит за счёт циркуляции теплоносителя из гидроаккумулятора.
Правила монтажа радиаторов
Правильное размещение радиаторов позволяет избежать снижения теплоотдачи:
- до пола оставляют 50-70 мм;
- до наружной стены от 30 мм;
- до подоконника не менее 80 мм.
Точные рекомендации указаны в паспортах приборов. Примерные потери по теплоотдаче при различных вариантах размещения показаны на рисунке ниже.
Изменение тепловой мощности радиатора в зависимости от размещения и наличия экрана.
Снижение температуры компенсируют установкой радиаторов с большим количеством секций. Увеличивается объём циркулирующего теплоносителя, на разогрев которого понадобится дополнительное топливо.
Повысить эффективность теплоотдачи можно, используя диагональное подключение радиаторов. Боковое подключение снижает теплоотдачу, но лучше всего подходит для гравитационных систем. Менее всего эффективны радиаторы с нижним подключением – это можно считать «платой» за невидимые трубы, скрытые в полу или стене.
Датчики температуры
Блоки управления газовых и электрических котлов реагируют на температуру теплоносителя, что не позволяет своевременно регулировать интенсивность работы при изменение погодных условий. Современные котлы допускают подключение выносных датчиков температуры воздуха в помещении, что объективнее отражает потребность в увеличении или снижении мощности оборудования.
Котёл с подключенными датчиками и таймерами поддерживает необходимую температуру ночью и в период отсутствии хозяев, что также снижает затраты на отопление.
Регулировочная арматура
При любом типе разводки труб и подключении радиаторов есть возможность изменять теплоотдачу прибора.
Устанавливают ручные или автоматические регуляторы. Это позволяет в некоторых помещения поддерживать пониженную температуру, что сказывается на экономии энергоносителя.
Эффективность радиаторов
Современные радиаторы имеют мощность одной секции от 100 до 210 Вт
При покупке обращают внимание на этот параметр, указанный в паспорте прибора. Дополнительные секции заполняют теплоносителем, который придётся разогревать и перемещать по трубам с помощью более мощного циркуляционного насоса, что увеличивает расходы. Теплоотдача радиаторов отопленияСравнение показателей и способы расчета
Теплоотдача радиаторов отопленияСравнение показателей и способы расчета
Техническое обслуживание
Образование кальциевых отложений на внутренних стенках теплообменника и радиаторов снижает эффективность оборудования.
Важно использовать чистую мягкую воду или антифриз, рекомендованный производителем теплового оборудования. Необходимо контролировать состояние фильтров грубой и тонкой очистки теплоносителя, а также чистоту воды (антифриза)
Устройство однотрубной системы отопления
Однотрубные системы обладают некоторыми преимуществами перед более распространенными двухтрубными системами. Они требуют минимальных затрат на постройку, позволяя сэкономить на материалах и на дополнительном оборудовании. В некоторых случаях экономия оказывается чрезвычайно высокой – это характерно для небольших домовладений. Иногда однотрубные системы подвергают модификации, что необходимо для улучшения их характеристик и более равномерного прогрева частного дома.
Прочие преимущества:
- Высокая скорость прокладки трубопроводов;
- Не нужно вести обратную трубу параллельно основной трубе;
- Возможность экономии на трубах и материалах.
У однотрубных систем присутствуют и определенные недостатки. Например, они не годятся для обогрева крупных домов, обладающих большой площадью. Теплоноситель в них подвержен быстрому остыванию, поэтому в самых дальних комнатах (от местоположения отопительного котла) бывает прохладно. Для компенсации этого недостатка нужно приобретать дополнительное оборудование, а это чревато дополнительными расходами. Еще одним недостатком является ограниченная длина горизонтальных участков – не более 30 метров.
В однотрубных отопительных системах с естественной циркуляцией обязательно должен соблюдаться уклон труб.
Простая однотрубная система отопления состоит из следующих частей:
- Отопительный котел;
- Расширительный бачок;
- Последовательно подключенные радиаторы;
- Вентиля для подачи теплоносителя и его слива.
Таким образом, затраты на материалы будут предельно малы. Но и эффективность будет слишком мала – это заметно при обогреве больших домовладений. Для постройки более продвинутой отопительной системы нам понадобится дополнительное оборудование – это циркуляционный насос, игольчатые вентили и герметичный расширительный бачок.
Для чего в этой схеме понадобился циркуляционный насос? Все дело в том, что теплоноситель, последовательно проходя через радиаторы отопления, отдает свое тепло и охлаждается. В результате самые последние в схеме батареи будут недостаточно горячими. Если же мы установим циркуляционный насос, дополненный вентилями и байпасом, то мы обеспечим более равномерный прогрев помещений.
Применение циркуляционного насоса позволяет избавиться от необходимости прокладки толстых металлических труб – вполне можно обойтись тонкими пластиковыми трубами для горячей воды.
Однотрубная система отопления с циркуляционным насосом, расширительным бачком и байпасами, о которых мы поговрим ниже.
Что касается герметичного расширительного бачка, то он поможет создать более долговечную отопительную систему, меньше подверженную коррозии. В открытых системах теплоноситель контактирует с атмосферой и насыщается кислородом, становясь более агрессивным в отношении труб и батарей. И ржавчина на них влияет значительно сильнее, чем в закрытых системах, изолированных от внешней атмосферы.
Способы подключения радиаторов
Мы уже говорили, что в однотрубных отопительных системах теплоноситель проходит радиаторы последовательно. Здесь принято использовать радиаторы с нижними входами и выходами, для обеспечения беспрепятственного прохождения теплоносителя. Также это способствует сохранению его температуры (проходя по кратчайшему пути, он остывает не так быстро). То же самое относится к принудительной циркуляции, где тоже нужно заботиться о минимизации тепловых потерь на пути прохождения теплоносителя.
Схема нижнего подключения радиаторов в однотрубной системе отопления.
Необходимость в использовании нижних входов и выходов связана еще и с тем, что это снижает количество изгибов и удешевляет монтаж. Если у вас будет установлено штук 10 радиаторов, и вы захотите воспользоваться диагональным подключением, то количество изгибов состав более 20 штук – это затруднит проход теплоносителя и снизит температуру настолько, что у циркуляционного насоса просто не хватит сил, чтобы компенсировать ее падение.
Если вы решили монтировать однотрубную систему отопления, мы рекомендуем использовать радиаторы с нижним подводом – благодаря этому вы сэкономите на материалах и фурнитуре, и соберете более эффективную отопительную систему.
Мы уже разобрались, что теплоноситель должен подавать в батареи снизу и выходить на противоположной нижней стороне. Но эффективность такой системы будет мала, даже при использовании циркуляционного насоса. Что же делать в этой ситуации? Ее спасет использование схемы подключения радиаторов «ленинградка». Преимущества схемы:
- Более эффективный прогрев дальних помещений;
- Минимальные расходы на обустройство байпасов;
- Возможность ремонта и замены батарей при включенной системе;
- Возможность регулировки температуры обогрева в каждый комнате.
Так называемая схема подключения батарей — «ленинградка». В основе ее лежит использование байпаса.
Байпас представляет собой перемычку, которая создается между входами и выходами установленных в системе радиаторов. Здесь устанавливаются один или три вентиля. Один вентиль ставится на самом байпасе и позволяет включать и выключать его. Вторые два вентиля ставятся на входе и выходе. Если нужно отключить батарею от системы, перекрываем краны на входе и выходе, открываем кран байпаса и демонтируем батарею (для замены или ремонта).
Для регулировки степени прогрева помещения мы можем включать или отключать байпас, либо вовсе исключать установленную в помещении батарею из отопительной системы (теплоноситель идет через байпас). Такое возможно только с применением схемы подключения батарей «ленинградка».
Другие способы подключения радиаторов можно не пробовать, так как они не обеспечат должную эффективность и не позволят обеспечить более равномерный прогрев помещений.
Вариант и схема 3
По сути, этот вариант «Ленинградки» не имеет существенных отличий, кроме ответвления от основного контура. Из-за различной длины контуров отличается количество секций в теплообменниках, для чего требуется дополнительная балансировка в процессе эксплуатации. Для этой цели в системе водяного отопления Ленинградка устанавливают балансировочный вентиль, который равномерно распределяет тепло по всем контурам.
Для нормального функционирования такой системы необходимо расположить балансировочный кран на обратной трубе дополнительного контура, в непосредственно обратную трубу врезать перед насосом для принудительной циркуляции теплоносителя.
Вариант 4
Предыдущие варианты считаются устаревшими, поэтому используют их очень редко. Модернизация привела к появлению усовершенствованных систем отопления. Сейчас в систему отопления Ленинградка с полипропилена монтируют радиаторы с запорными вентилями и обязательной перемычкой – байпасом.
Такая система имеет несколько преимуществ:
- Наличие запорной арматуры позволяет проводить ремонт или замену одного радиатора без ущерба для работы всей системы. При этом теплоноситель в системе отопления Ленинградка с насосом также циркулирует без остановки.
- С помощью вентилей на входе можно регулировать подачу тепла и контролировать степень нагрева радиаторов.
- Появляется возможность отключения от общей системы радиаторов, которые находятся в неиспользуемых помещениях. При этом магистральный проход через них остается неизменным.
Вариант 5
Монтаж дополнительных вентилей для регулировки параметров системы на байпас дает более широкие возможности каждому участку. Этим действиям есть свое объяснение. Чтобы система работала безупречно, необходимо правильно подобрать диаметр байпаса. Для этого требуется провести ряд сложных расчетов, которые под силу только человеку, разбирающегося в законах физики и теплотехники. Чтобы рабочая среда проходила через радиатор, нарушив законы гравитации, нужна регулировка просвета на байпасе. Решить эту проблему можно, установив дополнительный вентиль.
Однако далеко не все пользуются этим методом, так как для нормального функционирования системы требуется приобретение дополнительных комплектующих деталей, и монтажные работы предполагают лишние материальные затраты. Однако все затраты довольно быстро окупаются за счет повышения эффективности работы системы.
Вариант 6
Следующий вариант предполагает монтаж герметичного контура и мембранного расширительного бака. Это становится альтернативой системы «Ленинградка» открытого типа.
Система закрытого типа имеет такую же схему разводки, что и предыдущие варианты. На трубе обратной подачи устанавливается расширительный бачок мембранного типа, с помощью которого в системе поддерживается уровень избыточного давления.
Монтаж системы закрытого типа имеет свою особенность: требуется обязательная установка «группы безопасности». Блок состоит из трех обязательных элементов:
- Манометр, позволяющий визуально контролировать давление в системе.
- Предохранительный клапан, который настроен на максимальное давление.
- Устройство для отведения воздуха, работающее в автоматическом режиме.
Монтаж однотрубной системы отопления с нижней разводкой в частном доме
Если при естественной циркуляции чаще применяется верхняя разводка магистрали, в случае с принудительной циркуляцией целесообразнее использовать систему с нижней разводкой. Принудительный тип циркуляции в системе отопления подразумевает установку элементов в следующем порядке:
- Нагревательный котел любого типа: твердотопливный, дизельный, электрический или газовый. Котел в системе с нижней разводкой должен находиться на более низком уровне, чем основная магистраль. Нет необходимости устанавливать котел в подвале, можно сделать для него углубление в полу, залитое бетонной стяжкой.
- Разгонный коллектор – труба, возвышающаяся над основной магистралью не менее, чем на 1,5 метра. В этом сегменте осуществляется отвод отопительной трубы в расширительный бак.
- Расширитель, необходимый для регулировки постоянного давления. Использование бака предотвращает возникновение аварийной ситуации, связанной со скачками давления. Во внутренней полости расширителя есть мембрана с воздухом с одной стороны, а с другой – выход для горячей воды. Благодаря закрытой конструкции расширителя вода не остывает при прохождении через него.
- Трубопровод, распределенный по периметру всего отапливаемого помещения. Монтировать его можно из полипропиленовых, медных, металлопластиковых труб. Схему трубопровода рекомендуется планировать таким образом, чтобы начало контура приходилось на наиболее нуждающиеся в отоплении комнаты.
- Радиаторы, размещенные в последовательном порядке. Для улучшения теплоотдачи и более сбалансированному прогреву секций в системе с нижней разводкой радиаторы можно подключать в диагональном порядке. При этом вход магистрали в радиатор будет находиться в верхней точке, выход – в нижней.
- Циркуляционный насос располагается в конце контура перед входом в котел.
Чтобы предупредить скачки давления в системе, следует установить расширительный бак
При установке радиаторов необходимо предусмотреть возможность выпуска воздушных пробок. Краны для выхода воздуха будут размещены в верхней части батареи. Выпускать скопившийся воздух нужно перед началом каждого отопительного сезона. В системе многоэтажного дома вывод воздуха осуществляется на верхних этажах. Существуют также более дорогие- автоматические — воздухоотводчики, включающиеся самостоятельно при необходимости.
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.
Преимущества и недостатки однотрубной системы
- Возможность провести трубу по полу или даже утопить ее в напольном покрытии или проложить под дверным косяком.
- Экономичность материалов (примерно 30–50% трубы).
- Схема наименее сложная для монтажа и ее выполнить вполне под силу самостоятельно.
- Минусом будет неравномерность распределения тепла по всему контуру радиаторов. Те, которые вначале, будут самые горячие, а в конце холодные. Есть способы некоторой регулировки температуры, но их бывает недостаточно.
- При желании естественной циркуляции необходимо выверять уклоны труб, ставить под небольшим наклоном сами батареи, при большой площади дома это может быть проблематично.
- При однотрубной системе нельзя врезать, что-либо, кроме самих радиаторов, например, теплый пол будет плохо прогреваться сам и мешать прогреву контура радиаторов.
Для чего нужна принудительная циркуляция
В естественных системах, чтобы носитель равномерно распределял тепло в батареях отопления, трубы монтируют с уклоном. В одноэтажных частных домах такие условия соблюдать легко. При установке труб по большому периметру и на несколько этажей в системе могут возникать воздушные пробки. Кроме того, жидкость остывает и крайние радиаторы не получают энергии.
При воздушной пробке теплоноситель прекращает движение, что приведет к перегреву и преждевременному выходу из строя некоторых приборов нагревательного котла. Для устранения таких проблем и неисправностей необходимо применять циркуляционный насос. С его помощью можно сократить потери тепла и ускорить перемещение жидкости в системе.
Насос для принудительной циркуляции
Двухэтажного дома
Схема однотрубной системы для 2-ух этажного дома
Распределять по дому стояки, к каждому из которых будет подсоединено всего два радиатора, не имеет смысла. Гораздо проще организовать два независимых контура по одному на этаж и согласовать их с помощью гидрострелки или регулирующей арматуры.
В каждом контуре общая труба укладывается на уровне пола по периметру здания, и к ней подключаются радиаторы. Обеспечить нормальное функционирование естественной циркуляции в данном случае довольно сложно, потому предпочтение отдается принудительной циркуляции.
https://youtube.com/watch?v=eOhZmK9GLvo%3F
Варианты циркуляции теплоносителя
В однотрубных сетях существуют три способа перемещения теплоносителя:
- гравитационный;
- с помощью циркуляционного насоса;
- комбинированный.
Вариант выбирают в зависимости от конфигурации дома и разводки.
Самотёчные системы
В случае построения таких сетей используют законы физики:
- Термодинамику – разогретая жидкость менее плотная (лёгкая), разница тем больше, чем сильнее нагрев.
- Конвекцию и гравитацию – лёгкая жидкость в замкнутом контуре поднимается вверх, вытесняя охлаждённую вниз.
Для нагрева используют отопительные котлы. Схема организации не отличается от схемы открытой СО с расширительным баком. На участке подъёма (разгонном) монтируют трубы большого диаметра, обычно в 2 раза превышающие магистральную разводку. Охлаждается теплоноситель в радиаторах и поступает в котёл.
(Повтор) схема однотрубной системы открытого типа.
| Достоинства | Недостатки |
| Энергонезависимость | Большие диаметры труб для минимизации гидравлического сопротивления |
| Отсутствие дорогих составляющих – герметичного бака и насоса | Сложный гидравлический расчёт |
| Надёжность. Меньше деталей – меньше вероятность поломки | Сложная балансировка и настройка на этапе пусконаладки. |
| Можно использовать с твердотопливным котлом без циркуляционного насоса | Долгий прогрев из-за медленной скорости перемещения теплоносителя |
Схемы с принудительной циркуляцией
(Повтор) схема однотрубной системы отопления закрытого типа. В закрытых и распределённых в пространстве открытых системах отопления для циркуляции теплоносителя устанавливают насосы.
| Преимущества | Недостатки |
| Подходит для трубопроводов большой протяжённости | Энергозависимость |
| Быстрый прогрев после включения | При отключении или поломке насоса циркуляция останавливается |
| Простота монтажа, при котором не учитывают углы уклона соединительных труб | Без надёжного резервирования электропитания недопустимо использовать с твердотопливными котлами |
| Возможность использовать различные типы разводки | Высокие затраты на замену насоса при необходимости |
Производительность насоса выбирают на основании гидравлических расчётов, предусматривая запас до 20%.
Воду или антифриз в летний период не сливают, двигатель должен оставаться наполненным.
Комбинированные системы
В открытых видах отопления часто применяют комбинированный способ организации движения теплоносителя. Для этого устанавливают
Схема организация байпаса в однотрубной комбинированной системе отопления.
Есть несколько вариантов использования устройства:
- При небольших морозах, когда самотёчной циркуляции достаточно для прогрева радиаторов, открывают кран, насос в этом случае не задействуют.
- При недостаточной циркуляции перекрывают кран и включают насос.
- При отключении электропитания циркуляция происходит через открытую трубу без использования насоса.
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.
Дата: 25 сентября 2021
