Однотрубная система отопления частного дома является наиболее простым вариантом обустройства собственного отопления. Она может эффективно использоваться как в небольших постройках, так и для многоэтажного дома. Ее конструкция может быть усложнена современными устройствами для автоматизации процесса и контроля. Монтаж можно произвести самостоятельно или прибегнув к услугам специализированной организации. Важно, чтобы при этом были учтены все требования и нормы по безопасности и санитарии.
Сущность системы
Работа любой отопительной системы основывается на принципе нагрева теплоносителя и передаче его к теплоотдающим устройствам, распределенным по разным помещениям дома. В качестве теплоносителя чаще всего используется вода.
Конструкция системы состоит из следующих основных элементов:
- Установка для нагрева теплоносителя – отопительный котел. Нагрев в нем может производиться разными способами – электричество, жидкое или твердое топливо. Наиболее часто используется газовый котел, отличающийся простотой конструкции и монтажа, надежностью, высокой эффективностью. Топливо для него имеет низкую стоимость.
- Теплоотдающие устройства. Как правило, эту роль исполняют типовые радиаторы. Если ранее широко использовались металлические (чугунные или стальные) отопительные батареи, то в настоящее время упор делается на биметаллические радиаторы, имеющие привлекательный внешний вид, устойчивые к коррозии и долговечные. К современным конструкциям теплоотдающих устройств можно отнести «теплые полы». В них нет радиаторов, а теплоотдачу осуществляют трубы, проложенные под напольным покрытием.
- Трубная разводка (отопительная магистраль). От отопительного котла жидкий теплоноситель передается к радиаторам. Для этого используются металлические, пластиковые или композитные трубы. Хорошо зарекомендовали себя трубы из полипропилена, которые не подвержены коррозии.
- Расширительный бак. Это важный элемент, стабилизирующий давление в отопительной системе.
- Запорная и контролирующая аппаратура.
По способу передачи и распределения теплоносителя отопительные системы подразделяются на 2 основных типа:
- Однотрубная система. Теплоноситель движется от котла по одной трубе, отдавая тепло в радиаторах, установленных последовательно. Пройдя по всем теплоотдающим устройствам, охладившаяся вода по этой же трубе направляется обратно в котел. Таким образом, формируется один замкнутый контур отопления.
- Двухтрубные системы. В них предусматриваются 2 контура. По одному теплоноситель подается из котла на все радиаторы, а по другому обеспечивается возврат охладившейся воды.
Помимо основных разновидностей отопительных систем иногда используется системы, работающие на основе коллекторного принципа. В этом случае монтируется специальный коллектор, с помощью которого теплоноситель направляется по нескольким независимым системам. Этот принцип применяется для домов с многочисленными помещениями и разными теплоотдающими устройствами. Например, при наличии радиаторов и «теплого пола», а также сауны или бани.
Плюсы и минусы системы
Когда разрабатываются системы отопления дома, однотрубные системы отопления выбираются чаще всего. Это обусловлено такими их преимуществами:
- Простота конструкции и низкая себестоимость. Такую систему можно смонтировать своими руками, что существенно снижает затраты. Она требует меньшее количество труб.
- Меньшая инерционность, т. к. общий объем теплоносителя меньше, чем при двухтрубной системе.
- Повышенная гидравлическая устойчивость. Работа системы не нарушается при отключении одного или нескольких радиаторов.
- Возможность обеспечения привлекательного внешнего вида за счет низкого расположения и уменьшенного количества труб. При этом магистраль легко можно замаскировать под отделкой стен или пола.
Основной недостаток однотрубного отопления связан с последовательным прохождением теплоносителя по радиаторам. В результате к наиболее удаленным помещениям вода приходит уже частично охлажденной. Это вызывает ограничение по длине горизонтального участка магистрали – не более 25-30 м. Избавиться от данной проблемы помогают некоторые технические решения. Наиболее эффективный способ – увеличение скорости движения теплоносителя за счет установки насоса. Помогает повысить теплоотдачу в конце системы монтаж радиаторов с увеличенным числом секций. Можно компенсировать температурное падение и установкой перемычек (байпасов) на всех радиаторах.
Разновидности системы
В любой системе отопления важно обеспечить движение теплоносителя от котла к теплоотдающим устройствам с максимальной эффективностью, т. е. с минимальными бесполезными потерями тепловой энергии. Она во многом зависит от способа организации движения теплоносителя по магистрали и внутри радиаторов, расположения труб и методики подключения теплоотдающих устройств. Однотрубные системы отопления по конструкции и принципу действия подразделяются на несколько разновидностей.
Движение теплоносителя
По способу организации перемещения теплоносителя по трубам выделяются такие варианты:
- Естественная циркуляция. Она основывается на самотечном или гравитационном принципе. В первом случае самоток обеспечивается наклоном трубы не менее 2-3 мм на каждый 1 м длины. Гравитационный способ реализуется за счет потока воды под действием собственного веса. При этом учитывается то обстоятельство, что нагретая жидкость устремляется вверх, а охлажденная – вниз. Определенное давление в трубе создается за счет расширения воды при нагреве. Важным элементом в системе естественной циркуляции является расширительный бак. В гравитационном механизме котел монтируется в нижней части, а бак – в самой высокой точке, например, на чердаке. Данный элемент исполняет роль компенсационного устройства, устраняя чрезмерное давление в магистрали.
- Отопление с принудительной циркуляцией. Для принудительного движения теплоносителя с заданной скоростью устанавливается циркуляционный электронасос. Он позволяет обеспечить перемещение воды при любом расположении котла и радиаторов, поднять ее на верхние этажи. Насос регулирует давление в системе, а потому ему не нужен дополнительный компенсационный элемент.
Одной из разновидностей естественной циркуляции считается разгонный коллектор. С его помощью удается существенно увеличить скорость движения теплоносителя. По сути, это достаточно высокая труба, в которой горячая вода поднимается вверх, а затем падает вниз, набирая скорость. Оптимальная высота коллектора составляет 2,3-2,5 м. В верхней его точке монтируется расширительный бак, регулирующий давление в системе. Используется данная система обычно в 2-3-х этажных частных домах.
Расположение системы
Схема однотрубной системы отопления различается по способу расположения основных элементов:
- Горизонтальный тип (рис. 1). В такой системе подающая труба расположена параллельно полу. Радиаторы последовательно соединяются в одной плоскости напрямую или с использованием байпасов. Перемычки дают возможность отключения отдельных элементов без нарушения работы всей системы. Важное преимущество – возможность прокладки труб под напольным покрытием. Наиболее подходит горизонтальная схема для небольших одноэтажных домов. Однако ее можно использовать и для многоэтажных сооружений. На рис. 2 показана схема для 2-х этажного дома, где трубы на каждом этаже подключаются параллельно.
- Вертикальный тип. Он необходим для домов в несколько этаже. В такой системе подающая труба – это вертикальный стояк, по которому теплоноситель подается на самый верхний этаж, где распределяется по радиаторам, а затем спускается по трубе на нижний этаж. Обогрев начинается с верхнего этажа.
Подключение радиатора отопления часто производится по схеме «Ленингадка» (рис. 3). Она может использоваться для обоих указанных выше типов расположения системы. Схема включает вход в радиатор в верхней части, а выход – внизу с противоположной стороны. Обязательный элемент – байпас под радиатором, позволяющий стабилизировать температуру на входе и выходе батареи.
Разновидности подводок
Подводящая труба от котла может располагаться внизу или вверху, что обуславливает определенную специфику систем. Схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой предусматривает расположение магистрали ниже радиаторов или в нижней их части (рис. 4). Как правило, труба располагается под напольным покрытием. В этом случае приходится использовать принудительную циркуляцию теплоносителя. Отопление с нижней развязкой находит широкое применение благодаря возможности замаскировать трубы.
В системе с верхней развязкой подводящая труба располагается над радиаторами или на уровне их верхней части. В этом варианте вход в радиаторы обеспечивается сверху, а выход – снизу в «обратку». Байпасы не предусматриваются. Для этой системы характерна естественная циркуляция теплоносителя. Важный недостаток – невозможность регулировки температурного режима.
Особенности подключения радиаторов
В однотрубной отопительной системе может использоваться различная схема подключения радиаторов:
- Двухстороннее, нижнее подключение. В таком варианте вход обеспечивается внизу с одной стороны, а выход – внизу с противоположной стороны. Он характерен для системы с нижней развязкой и принудительного движения теплоносителя. Способ недостаточно эффективен (теплоотдача – не более 86-88%), но распространен при расположении трубы под полом.
- Боковое, одностороннее подключение. Оно наиболее подходит для вертикальной системы. Такое подключение очень эффективно при входе сверху и выходе в нижней части (до 95-97%). При направлении потока снизу вверх эффективность теплоотдачи снижается до 76-77%.
- Диагональное (перекрестное) подключение считается наиболее эффективным способом теплоотдачи. Подача теплоносителя осуществляется в верхней части одной стороны, а выход – снизу на противоположной стороне. Если радиатор содержит большое количество секций, то перекрестное подключение является наиболее оптимальным вариантом.
Вопрос о том, как подключить радиатор к системе, решается с учетом типа помещения, расположения труб и котла, модели самих теплоотдающих устройств. При выборе радиаторов необходимо обратить внимание на размещение патрубков для подключения трубопровода.
Особенности контроля
По системе регулирования давления в системе выделяются 2 разновидности однотрубного отопления:
- Открытая система. В ней компенсационная расширительная емкость имеет прямой контакт с атмосферным воздухом, что облегчает сброс давления. Наиболее простой вариант – бачок с поплавком, с помощью которого контролируется уровень жидкости, а через него и давление в системе. В такой конструкции невозможно обеспечить тонкое регулирование, т. к. происходит неконтролируемое испарение жидкости.
- Закрытая система позволяет регулировать давление в широком диапазоне. В этом случае расширительный бак отделен от атмосферы мембраной и загерметизирован. Сброс излишнего воздуха обеспечивается вручную или автоматически через специальные выпускные клапаны. Такие устройства особенно важны в комплекте с циркуляционными насосами.
Задачей регулирующей системы является обеспечение безопасности, т. е. исключение нагнетания чрезмерного давления, и поддержание оптимальной температуры теплоносителя. Отопительная система обязательно снабжается манометрами, термометрами, аварийным клапаном для сброса. Обязательным элементом является надежная запорная аппаратура.
