Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией
Teplotehnika33.ru

Отопление и водоснабжение

Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией

Особенности применения однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Однотрубная теплосистема – простой и удобный способ обогрева жилых помещений. Экономичная, легкая в эксплуатации и не столь громоздкая, она, тем не менее, подойдет не для всякого помещения.

В чем отличие однотрубной схемы от двухтрубной

Системы водяного отопления подразделяются на две категории: одно- и двухтрубные. Основные отличия данных вариантов заключаются в последовательности присоединения батарей к магистрали.

  • Однотрубная схема. Представляет собой замкнутую кольцевую структуру. Трубопроводная ветка идет от нагревательного котла, а радиаторы подсоединяются к ней последовательно. Такая схема легко монтируется, позволяет экономить на комплектующих и стоимости установки. Из очевидных минусов отметим неравномерный прогрев радиаторов – самый дальний от котла элемент будет всегда самым холодным.
  • Двухтрубная схема. Здесь движение теплоносителя идет по двум контурам. По одному разогретая жидкость доставляется от котла в батареи, по второму – остывший носитель возвращается в котел. Здесь радиаторы подключаются параллельно, что позволяет подавать в них жидкость практически одной температуры. Остывший носитель из радиаторов собирается в обратный контур, по которому вновь идет к котлу. Цикл повторяется.

Обратите внимание! Однотрубный контур отопления может иметь исключительно верхнюю разводку.

Использование двухтрубных схем оправдано для обогрева многоэтажных жилых помещений, либо территорий большой площади (150 и более кв.м.). В иных случаях для комфортного проживания будет достаточно однотрубной разводки, которая и смотреться будет гораздо эстетичнее.

Устройство однотрубной системы

Любая система отопления имеет в конструкции следующие элементы:

  • Котел. Бывает электрическим, газовым, работающим на твердом топливе.
  • Теплоотдающие устройства. Это могут быть радиаторы, петли теплого пола.
  • Расширительный бак. Нужен для компенсации избыточного давления, неизбежно создаваемого любым нагретым теплоносителем.
  • Приспособление для циркуляции рабочей среды. Насос, либо разгонный участок трубопровода.
  • Трубы, соединительные фитинги, запорная и регулирующая арматура.

В однотрубном варианте предусмотрена только одна трубопроводная ветка, совмещающая функции подающего и обратного контура. Магистраль берет начало от котла, последовательно проходя через радиаторы и сообщая им часть тепловой энергии. Пройдя контур, остывшая жидкость вновь попадает в котел.

Что касается неизбежного дисбаланса степени нагрева радиаторов по длине трубопровода, то этот эффект можно попробовать свести к минимуму. Один из способов подразумевает пропорциональное увеличение количества секций на последних в схеме радиаторах. Это увеличит их мощность и позволит выровнять уровень прогрева помещений.

Другой способ заключается в рациональном планировании очередности прохождения теплоносителя по помещениям. Начинать лучше с угловых комнат, спален и детских. В последнюю очередь трасса заходит в нежилые помещения.

Зачем нужна принудительная циркуляция

В системах самотечного типа движение жидкости по трубам осуществляется согласно законам физики, что не всегда обеспечивает ожидаемый эффект. Если включить в схему водяной насос и сделать процесс циркуляции более интенсивным и управляемым, можно значительно увеличить производительность теплосистемы.

Если в маленьком помещении сравнительно нетрудно обеспечить трубопроводу уклон, необходимый для самостоятельного тока жидкости, то в многоэтажных или больших по площади домах выполнить это условие иногда бывает невозможно.

Между тем, нарушение циркуляции чревато серьезными последствиями: появлением воздушных пробок и перегревом носителя в котле. Итогом может стать повреждение отдельных узлов системы.

Плюсы и минусы принудительной системы

Устройство теплосистемы с принудительной циркуляцией помогает нивелировать недостатки самотечной схемы, значительно расширяя эффективность системы в целом:

  • Интенсивность циркуляции рабочей среды определяется насосом, и не находится в прямой зависимости от степени прогрева.
  • Равномерное распределение теплоносителя по всем радиаторам позволяет использовать при монтаже трубы меньшего сечения, экономя в процессе строительства и выигрывая в эстетической составляющей.
  • Появляется возможность регулировать режим и интенсивность обогрева.
  • Увеличивается максимально допустимая длина контура.
  • Допускается любое расположение трубопровода – вертикальное, горизонтальное, комбинированное.

Недостатки у вариантов с принудительной циркуляцией не столь критичные, но о них непременно стоит упомянуть:

  • Зависимость от источника электропитания. Для работы всякого насоса потребуется электричество. Если дом регулярно подвергается отключениям электроэнергии, стоит предусмотреть возможность переключения на альтернативный источник питания. В противном случае, при сильных отрицательных температурах, можно за несколько часов разморозить теплосистему и столкнуться с необходимостью дорогостоящего ремонта. Источником электричества может выступить автономный генератор, либо более компактный элемент бесперебойного питания, оборудованный аккумулятором. Еще один вариант – спроектировать систему таким образом, чтобы в случае необходимости она функционировала как самотечная.
  • Шум от насоса. Современные модели устройств работают почти бесшумно, а вот устаревшие модели иногда шумят очень сильно. Чтобы уменьшить дискомфорт, прибор помещают в изолированное помещение.

Чтобы во время ремонта или замены насоса не возникла необходимость сливать из системы всю жидкость, устройство включают в схему с запорной арматурой и байпасами.

Это важно! Циркуляционный насос монтируется в обратный контур, куда теплоноситель поступает остывшим. Горячая жидкость гарантированно уменьшит срок эксплуатации насоса.

Открытая и закрытая система отопления

В целях компенсации излишнего давления теплоносителя и минимизации его резких скачков в системе присутствует расширительная емкость. При нагревании жидкости, ее объем возрастает, а излишки уходят в бак. По мере остывания, жидкость вновь возвращается в систему. Различают два вида таких конструкций.

Расширительный бак открытого типа

Открытая (полностью, либо частично) емкость устанавливается сразу после котла в наивысшей точке магистрали. Для страховки от переполнения монтируется отвод, по которому излишки теплоносителя выводятся на улицу, либо в канализацию.

В одноэтажных строениях расширительный бак удобно устанавливать на чердаке. Если чердак не отапливается, бак следует дополнительно утеплить.

В таких схемах горячий теплоноситель постоянно контактирует с воздухом, что приводит к испарению и, как следствие, появлению ряда негативных моментов:

  • Объем воды в баке придется постоянно контролировать, а при необходимости – пополнять.
  • Трубопровод должен идти под уклоном, чтобы воздушные пробки стравливались в бак.
  • В качестве рабочей среды можно использовать не все жидкости. Так, антифриз при испарении выделяет вредные для здоровья химические соединения.
  • Кислород приводит к образованию коррозии на металлических элементах теплосистемы.

Впрочем, у таких решений имеются и явные преимущества:

  • Отпадает необходимость контроля уровня давления.
  • Пополнять объем теплоносителя очень просто.
  • Незначительные протечки не будут препятствием для нормального функционирования системы.

Расширительный бак закрытого типа

Емкость выполняется в виде прочного герметичного бака, внутреннее пространство которого разделено на два отсека. Один соединен с магистралью, другой – заполнен воздухом. Нагреваясь, жидкость увеличивается в объеме и продавливает мембрану, сжимая воздух в камере. При охлаждении, напротив, давление жидкости падает и уже мембрана давит на теплоноситель, вытесняя его обратно в трубопровод.

Обратите внимание! Каждый бак закрытого типа оснащается аварийным клапаном. Если давление превышает предельное значение, через него легко стравить воздух и защитить емкость от разрушения.

Закрытую емкость допускается устанавливать на любом участке теплосистемы, но чаще это делается на обратной ветке, перед котлом. В этом месте узел проще контролировать и обслуживать.

Причины отсутствия циркуляции: как решить проблему

В нормальном режиме циркуляция теплоносителя идет непрерывно, обеспечивая равномерный прогрев батарей. Однако, даже при наличии насоса этот процесс может оказаться затрудненным, вплоть до полной остановки.

Причин этому может быть несколько:

  • Поломка или снижение мощности насоса.
  • Завоздушивание системы.
  • Засорение отдельных участков трубопровода.
  • Наличие протечек.
  • Неподходящий диаметр труб.

Чтобы избежать таких неприятностей следует крайне ответственно подойти к проектированию теплосистемы. Расчет гидравлических параметров стоит доверить профессионалу.

С засорами помогут справиться фильтры грубой очистки (особенно важно установить эти узлы перед насосом и котлом).

Стравить скопившийся воздух помогут краны Маевского.

Протечки на открытых участках магистрали обнаружить и ликвидировать относительно несложно.

При скрытом способе прокладке трубопровода, возможно, придется обратиться к специалистам.

Схема однотрубного отопления с принудительной циркуляцией

Определить лучшую схему разводки для отопления своего дома подчас сложнее, чем выбрать подходящий котел или радиаторы. От способа подключения, распределения труб и теплоносителя зависит продуктивность обогрева, экономичность монтажа и эксплуатации. В данном случае рассмотрим однотрубную схему подключения, которая идеально подойдет для средних по размеру одноэтажных домов. В качестве основы будет взята однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией воды и нижней разводкой труб, как наиболее практичное решение.

В чем особенность однотрубной системы отопления

Котел с радиаторами формирует замкнутую циклическую систему, эффективно транспортирующую тепло от сжигания топлива или расхода электричества воздуху и предметам в отапливаемом помещении. Однотрубная система отопления позволяет реализовать этот контур с минимальной затратой материалов и по самому малому маршруту.

Схема подключения

Даже у самой простой однотрубной системы есть несколько вариантов подключения радиаторов и установки необходимого оборудования. Выбрать подходящую проще всего исходя из планировки дома и количества используемых радиаторов.

Для домов и дач с одной или двумя отапливаемыми комнатами

Для разводки используется труба одного сечения, не используются тройники. Труба от котла подсоединяется к расширительному баку, группе безопасности и идет сразу к первому радиатору. Далее радиаторы последовательно соединяются между собой, а от последнего ведется линия обратно к котлу. Перед врезкой в котел устанавливается циркуляционный насос и отвод для заполнения слива теплоносителя. Как выбрать циркуляционный насос, читайте тут.

Теоретически у такого подключения сильный недостаток в том, что последний в ряду радиатор всегда холоднее. Однако за счет небольшого числа теплообменников и наличия циркуляционного насоса нивелируется разница в температуре. Если котел подобран с точности по теплопотерям даже для самого холодного периода в году и с необходимым запасом, то разница в нагреве первого и последнего радиатора будет максимум в 3-5 оС.

Радиаторы следует подключать по диагонали или с нижним подключением. В первом случае будет максимальный КПД, во втором он хоть чуть ниже, зато трубы можно спрятать из виду.

Для домов площадью свыше 60 м2 или с тремя комнатами и более

Последовательное соединение радиаторов уже не подойдет. Крайний в линии радиатор даже при принудительной циркуляции будет заметно холоднее или придется выбирать котел с внушительным запасом и естественно прожорливостью. К этому добавляется повышенный риск образования воздушных пробок и повышение общего гидродинамического сопротивления контура. В итоге КПД системы упадет на непозволительные 15-20%.

Решить проблему помогут байпасы, установленные на каждом радиаторе. При этом ограничивать себя только боковым подключением и перемычками не нужно. Использовать предстоит трубы трех размеров, чтобы добиться оптимальной работы контура.

Читать еще:  Пластиковые трубы для отопления как выбрать?

От котла отводится труба большего размера к группе безопасности и расширительному баку.

Далее труба прокладывается по периметру здания, охватывая все отапливаемые помещения. В местах для установки радиатора врезается последовательно:

  1. Тройник с шаровым вентилем на отводе.
  2. Участок трубы среднего диаметра.
  3. На участке с заушением устанавливается регулирующий клапан (опционально).
  4. Снова тройник с шаровым вентилем на отводе.

К вентилям на отводах подключаются радиаторы. Таким образом:

  • Теплоноситель быстро проходит по всему контуру, не теряя существенно свой нагрев.
  • Вода в радиаторы поступает за счет зауженного участка байпаса. Если установлен регулирующий клапан (игольчатый вентиль), то дополнительно можно регулировать количественно проходимый через радиатор объем теплоносителя.
  • При необходимости радиаторы отключаются поодиночке, не замедляя и не ухудшая работу контура отопления.

Такое подключение для одноэтажных домов можно мело назвать самым практичным, экономичным и, главное, комфортным. Следует только не забыть про установку кранов Маевского на каждом радиаторе.

Главное преимущество однотрубной разводки с общей трубой контура – в ее приспосабливаемости как к естественной, так и принудительной циркуляции. Если вдруг электричество долго нет, и не справляется даже блок бесперебойного питания, можно попросту исключить насос из контура и теплоноситель будет самостоятельно циркулировать, но, естественно, с меньшей эффективностью.

Чтобы использовать естественную циркуляцию, потребуется:

  • Сформировать разгонный коллектор. От котла труба поднимается строго вверх и на уровне примерно 2,5-3 метра разворачивается в сторону первого радиатора, опускать ее нужно уже с пологим уклоном, например 70-75 градусов.
  • Общий объем теплоносителя придется повышать, так как трубы подбираются по верхнему допустимому пределу, чтобы снизить гидродинамическое сопротивление.
  • Циркуляционный насос устанавливается с байпасом, притом последний должен продолжать общую трубу контура без заужения или поворотов. Фактически насос подключается параллельно участку трубы с помощью тройников и запорной арматуры. Так его можно будет быстро исключить из работающего контура.
  • Разгонный коллектор не займет много места, создаст дополнительное давление и напор под действием сил гравитации и перепада температур теплоносителя. В то же время насос не будет мешать естественной циркуляции, если его выключить и перекрыть вентили на его подводке.

Выбор радиаторов

Для однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией подойдут любые типы радиаторов с нижним или диагональным подключением. Использовать боковое включение в принципе возможно, но не эффективно и повлечет за собой перерасход материалов, повышение сопротивления контура.

Оптимальный вариант – это алюминиевые радиаторы при хорошей подготовке теплоносителя. Это должна быть чистая фильтрованная вода, желательно дистиллированная без примесей. Хорошо себя зарекомендовали стальные панельные радиаторы. Использовать биметалл или медные теплообменники слишком накладка при том, что существенного прироста КПД они не дадут. А высокие показатели стойкости к коррозии давлению попросту не нужны в автономной системе отопления.

Подробнее о преимуществах и недостатках различных типов радиаторов читайте здесь.

Подбор диаметра труб

О выборе труб по материалам и расчет диаметра – это отдельная обширная тема, уже освещенная в этой статье. В расчетах учитывается мощность отопительной системы, котла и радиаторов. Сопротивление контура и способ разводки. Необходимо получить оптимальную скорость течения воды на уровне 0,5-1,5 м/с. В конечном итоге прийти необходимо к одному из стандартных размеров трубы и одному типу материала.

Если говорить об однотрубной разводке с подключением до 5-6 радиаторов и принудительной циркуляцией, то в качестве основной трубы подойдет диаметр в 1 дюйм, для байпаса радиаторов – ¾ дюйма, подвод радиаторов согласно технической документации к теплообменникам. Такой набор позволит реализовать комбинированный тип циркуляции и при этом минимальное сопротивление контура.

Установка насоса, группы безопасности, расширительного бака

Группа безопасности по определению в закрытой системе отопления устанавливается как можно ближе к котлу, но при этом в верхней точке контура. Участок трубы от котла к группе должен выполняться с максимально установленным диаметром канала и минимумом колен, разворотов и т.п. Даже если используется колено или тройник, то перед группой формируется ровный участок не менее 15 см для устранения турбулентных потоков.

  • Манометр для контроля давления в контуре.
  • Предохранительный (взрывной) клапан.
  • Автоматический воздухоотводчик.

Желательно использовать готовое решение, в котором все необходимые элементы установлены на единую консоль. Важно, чтобы после установки воздухоотводчик находился в самой высшей точки контура.

Циркуляционный насос достаточно установить в разрыв обратной трубы идущей от последнего радиатора к холодному вводу котла. Однако при этом невозможно добиться естественной циркуляции воды, а демонтаж насоса в обязательном порядке требует остановки системы отопления. Лучше использовать схему подключения насоса с байпасом, имеются готовые решения под различные диаметры коллекторной трубы и расстояния между фитингами для подсоединения самого насоса.

Выглядит блок установки насоса, как показано на рисунке. Ровный участок трубы формирует байпас и подключается в разрыв обратной линии к котлу. Два отвода закрываются шаровыми вентилями. С одной стороны устанавливается фильтр грубой очистки. Строго оговаривается направление включения узла так, чтобы фильтр располагался перед насосом.

Расширительный бак мембранного типа можно устанавливать практически в любом месте между котлом и радиаторами. На обратной линии на него будет воздействовать меньшая температура теплоносителя, при этом будет возможность оптимизировать напор и давление в контуре, просто установив его непосредственно перед насосом. В некоторых случаях для газовых котлов рекомендуется устанавливать бак сразу после группы безопасности.

Монтаж подводки

Никаких особых требований к способу прокладки труб для однотрубного подключение нет, и не может быть, за исключением одной рекомендации: число поворотов, колен и фитингов следует свести к минимуму, как и протяженность контура в целом.

Если предполагается задействовать естественную циркуляцию в случае отсутствия электроэнергии, то крайне невыгодно использовать фитинги и запорную арматуру с заужением канала. Для металлопластиковых труб это фактически приговор, так как фитинги для них всегда с уменьшением сечения. В качестве запорной арматуры следует использовать шаровые вентили.

Если же все будет опираться только на принудительную циркуляцию, то подойдет и металлопластик с возможностью закрыть его в стены или стяжку и любые другие по материалу трубы.

Несколько общих рекомендаций:

  • Для твердотопливных котлов участок от горячего вывода длиной 1-1,5 метра должен выполняться обязательно стальной или медной трубой, а после уже монтировать переходник с металла на пластик, предупреждая перегрев полимеров.
  • Контролировать нагрев желательно на каждом радиаторе в отдельности, устанавливая терморегулирующие клапаны, чтобы температура теплоносителя в контуре поддерживалась стабильно высокая. Так легче сохранить равномерное распределение тепла по системе без перепадов между началом и концом контура.

Однотрубная система отопления частного дома с принудительной и естественной циркуляцией

Установка отопительных коммуникаций – один из ключевых вопросов при строительстве частного дома. Самой эффективной, простой и экономичной считается однотрубная система отопления. В отличии от двухтрубной, такой тип системы исключает наличие раздельных труб для прямой и обратной магистрали. Безусловно, у однотрубного отопления есть и весомые недостатки, но их при правильном подходе к монтажу можно успешно нейтрализовать.

Однотрубные системы отопления чаще устанавливают в небольших частных домах

Преимущества и недостатки однотрубных систем отопления

Частое использование однотрубных систем при устройстве отопления можно объяснить наличием таким преимуществ:

  • экономия при покупке комплектующих и материалов. Для однотрубной разводки нужно примерно на 30-40% меньше длины труб по сравнению с двухтрубной системой;
  • простота монтажа. Для оборудования такой системы не требуется специальных навыков, справиться с монтажными работами можно без помощи строительной бригады. Временные затраты на установку также будут минимальными.
  • долговечность и надежность. Простота схемы однотрубного отопления объясняет отсутствие проблем, связанных с регулировкой и настройкой системы в процессе эксплуатации.
  • эстетичность. Магистральную трубу спрятать достаточно просто — в напольное покрытие или под плинтус, так как она в большинстве случаев будет проходить вдоль пола. Перед укрытием трубы необходимо позаботиться о её теплоизоляции.

Использование системы с принудительной циркуляцией имеет и некоторые негативные моменты:

  • отсутствие равенства температур воды во всех участках контура. Температура радиатора, находящегося ближе к котлу, будет более высокой, чем температура каждого последующего сегмента в цепи. Радиатор, находящийся ближе всего к котлу с обратной стороны, в итоге, будет самым холодным.
  • невозможность врезки в однотрубную систему контура «теплого пола».

Подвод труб к батарее в однотрубной системе легко спрятать в пол или стену, чтобы помещение выглядело эстетично

Полезный совет! Если планируется обогрев какой-либо из комнат посредством системы «теплых полов», лучше изначально прибегнуть к двухтрубному отоплению.

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.

Важно! В случае с принудительной циркуляцией уклон трубы будет гораздо меньшим. С помощью насоса горячая вода будет равномерно распределяться по системе, имеющей перепад высоты в пределах 0,5 см на каждый погонный метр трубы.

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.
Читать еще:  Как отрегулировать отопление в многоквартирном доме?

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

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:

  1. 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.
  2. Разгонный коллектор – труба, возвышающаяся над основной магистралью не менее, чем на 1,5 метра. В этом сегменте осуществляется отвод отопительной трубы в расширительный бак.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. Циркуляционный насос располагается в конце контура перед входом в котел.

Чтобы предупредить скачки давления в системе, следует установить расширительный бак

Важно! Если было решено разместить расширительный бак на чердаке, необходимо уделить внимание утеплению помещения. Иначе воздушная мембрана может не справиться с сохранением тепла воды, что приведет к поломке системы.

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.

Виды однотрубной системы отопления

Допускаются различные схемы отопительных систем с предусмотренной принудительной циркуляцией.

Вертикальная. Такая схема однотрубной системы применяется для отопления многоэтажного дома. Если в частном доме расширитель устанавливается на чердачном помещении, при устройстве отопления многоэтажного дома необходимо прибегнуть к монтажу специальных перемычек на каждом этаже. Также можно увеличить количество радиаторов для нижних этажей, но такое мероприятие потребует дополнительных затрат.

Полезный совет! Вертикальный стояк многоэтажного дома исключает возможность присоединения более 10 радиаторов. В противном случае распределение температур будет крайне неравномерным: на верхнем этаже температура батарей будет превышать 100 градусов, а на нижнем едва достигнет 45 градусов.

В многоквартирных домах общий стояк («до квартиры») обычно осуществляется с помощью двухтрубной системы. На каждом этаже монтируется самостоятельная однотрубная разводка.

Горизонтальная проточная (с нижней разводкой). Самая простая схема, применяющаяся в небольших частных постройках. При этом устройстве горячая вода поступает в главную магистраль, а затем распределяется между остальными горизонтальными стояками.

В горизонтальной системе с замыкающими участками возможна установка кранов для регулировки температуры

Использование этой схемы не подразумевает регулировку температур в элементах цепи с помощью кранов.

Горизонтальная с замыкающими участками. Такой тип подключения также известен под названием «ленинградка». Это наиболее распространенная однотрубная система отопления частного дома, площадь которого не превышает 200 кв. м. Между входящими в радиатор и выходящими из него участками трубы монтируется дополнительный сегмент — байпас. Его диаметр должен отличаться от диаметра труб в основной сети на 1 размер.

Баланс температуры в системе типа «ленинградка» достигается за счет того, что часть горячего потока попадает в радиатор, а часть проходит по магистрали без задержки. На байпасах можно устанавливать регулирующие краны, позволяющие включать или отключать отдельные элементы. Эта же схема может обеспечить эффективный обогрев частного многоэтажного строения.

Как рассчитать количество радиаторов при однотрубном отоплении с нижней разводкой

Количество секций подключенных батарей при системе отопления с нижней разводкой будет строго ограничено. Оно не должно превышать регламентированные нормы. Расчеты количества радиаторов производятся с опорой на объем помещение, его особенности (количество дверей, оконных проемов, высота потолков), климатическую зону.

Количество радиаторов зависит от площади и планировки помещения

Согласно нормам СНиПа, для отопления 1 кв. м. жилого помещения, находящегося в средней климатической зоне, требуется количество тепла в диапазоне 60-100 Вт. Для территорий с более холодным климатом берутся показатели 150-200 Вт.

Если необходимо обогреть помещение площадью 18 кв. м. при усредненных показателях тепловой мощности (100 Вт), понадобится в итоге 1800 Вт (100*18=1800). Допустим, что в системе отопления будут использоваться алюминиевые радиаторы, мощность каждой секции которого составляет 190 Вт. Это значит, что для исходного помещения понадобится 9,5 секций (1800/190=9,47). Округлять результат можно в любую сторону, в зависимости от назначения отапливаемого помещения.

Чугунные радиаторы имеют наименьшие тепловые показатели – до 145 Вт, поэтому в последнее время используются мало. Биметаллические, как и алюминиевые, могут передавать тепло в количестве до 190-200 Вт.

Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией – это наилучший вариант для обустройства небольших частных домов. А сэкономит средства при отоплении помещений совсем малого размера система с естественной циркуляцией. Владельцам крупных коттеджей стоит рассмотреть возможность установки двухтрубной системы, решающей вопрос с неравномерным остыванием теплоносителя.

Система отопления с принудительной циркуляцией и ее схемы

Отопление частного дома – ключевой аспект в обеспечении комфорта в домах. Современная система отопления с принудительной циркуляцией и ее схемы способны обеспечить отличные условия в домах, высокий КПД при минимальных финансовых затратах.

  • Котел. Выбирается исходя из требуемой мощности, площади помещений, этажности дома, вида топлива, экономической целесообразности.
    Лучшими являются модели с закрытой камерой сгорания, что обеспечивает меньший расход топлива.
    Если агрегат предполагается использовать также для обеспечения горячим водоснабжением, то модели выбираются двухконтурные.
    Мощность котла рассчитывается с учетом теплопотерь (20%) и добавки на контур ГВС (50%) для стандартного частного дома.
  • Насос. Обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе. Мощность его должна соответствовать предполагаемой нагрузке.
    выбирается с учетом типа и количества радиаторов, диаметров, протяженности и материала изготовления трубопровода, количества контуров, количества преград — поворотов, изгибов (потерь на трение и сопротивление).
  • Расширительный бак. Узел, предназначенный стабилизировать объем теплоносителя в системе. Объем подбирают в соответствии с мощностью котла и протяженностью трубопроводов.
  • Радиаторы. Для небольших домов лучшим вариантом являются алюминиевые, биметаллические, которые обеспечивают быстрый прогрев помещений и высокую теплоотдачу.
  • Трубопровод. В системах с принудительной циркуляцией использовать рекомендовано трубы небольших диаметров.
  • Измерительные приборы. Необходимы для контроля параметров теплоносителя. Установка предполагается на котле и радиаторах. При необходимости устанавливают дополнительный манометр для контроля работы циркуляционного насоса.

Преимущества систем с принудительной циркуляцией

  • Высокая производительность установки.
  • Укладка труб возможна в любой плоскости и в полах.
  • Более точный контроль параметров теплоносителя.
  • Применение труб меньшего диаметра (сокращение расходов на приобретение материалов).
  • Малое количество теплоносителя сокращает время на его подогрев и расход электроэнергии.
  • Возможность подключения «теплых полов» без реконструкции системы.
  • Установка расширительного бака может быть выполнена в любой точке здания.
  • Неограниченность длины трубопроводов.
  • Полная автоматизация процесса – при помощи насоса можно регулировать температуру и подачу теплоносителя в доме.

Недостатки

  • Невозможность запуска системы без электричества.
  • Шумность работы.
  • Большой расход электроэнергии для мощных установок.

Для снижения расхода электроэнергии рекомендовано применение источника автономного питания – дизельного генератора, солнечные панели с аккумуляторами.

Однотрубная

Для частной застройки широко применяется однотрубная отопительная система с принудительной циркуляцией. Современные технические решения позволили совместить все преимущества традиционной модели с возможностью контроля и регулировки рабочих параметров.

  • Высокая надежность, длительный срок эксплуатации.
  • Экономичность, отсутствие дополнительных затрат на электроэнергию.
  • Высокая гидравлическая устойчивость.
  • Возможность самостоятельного добавления секций радиаторов без негативного влияния на всю систему (разбалансировки).
  • Возможность скрытой прокладки труб.
  • Сокращение расходов до 40% в сравнении с двухтрубными схемами.

Схема

Для многоэтажных построек схема выглядит следующим образом: вертикальная труба с одной стороны подходит к верхней точке радиатора, а из нижней выходит аналогично. В конструкции присутствует байпас – вертикальная труба, подключенная обоими концами к горизонтальным участкам магистрали.

Схема однотрубной системы

Принцип работы

Теплоноситель принудительно запускается в систему. Наиболее высокие температуры наблюдаются в начале трубопровода, наибольшие потери тепла – на самом отдаленном участке сети, при этом 80% эффективной циркуляции приходится на байпасы, а не на радиаторы.

В старых многоквартирных домах регулировка температуры не осуществлялась. Нерациональность расхода электроэнергии компенсировалась ее низкой стоимостью.

Принцип работы однотрубной системы

Автоматизация системы в домах

Современные однотрубные системы предусматривают установку термостатических клапанов на радиаторных узлах. Диаметры отверстий прохода жидкости и клапана конструктивно выполняются максимально возможными для обеспечения свободного оттока жидкости (даже в случаях загрязненности теплоносителя).

Вид терморегулятора

Регулировка температуры радиаторов выполняется в трех вариантах:

  • с трехходовым клапаном;
  • с проходным клапаном;
  • термостатическим.

При сокращении (добавлении) секций радиаторов и снятии терморегулятора разбалансировка системы не произойдет.

Клапан автоматически закрывается при превышении температуры в комнате выше заданной. При этом теплоноситель будет циркулировать только через байпасы. Общий расход воды не изменяется.

Экономический эффект

При наличии термостатов и перегреве жилых комнат общая циркуляция не уменьшается, происходит лишь перекрывание предохранительных клапанов. Теплоноситель не циркулирует, но присутствует увеличение потерь в трубах, из-за увеличения температуры на обратном цикле. В многоэтажных домах, при которых сооружены тепловые пункты, теплообменник ГВС запитывается от обратных труб системы.

Читать еще:  Почему гудит насос в отоплении?

Двухтрубная

Данная схема подходит для отопления одноэтажных и двухэтажных домов большой площади. Принцип заключается в монтировании двух отдельных контуров – подачи и отвода теплоносителя.

  • Качественный обогрев помещений.
  • Равномерность нагрева: в первом и последнем радиаторе температура теплоносителя практически одинакова. Зависит только от площади дома, количества секций радиаторов и длины магистрали.
  • Большой расход труб для сооружения двух отдельных магистралей к котлу.

Схема двухтрубной системы отопления

Коллекторная схема

Обеспечивает однородность температуры воды во всех радиаторах. Является наиболее целесообразным решением для двухэтажных домов большой площади.

Теплоноситель подводится и отводится к радиаторам каждой комнаты отдельной магистралью от котла. Укладка трубопровода – в полах.

Коллекторная схема отопления

Совмещение двухтрубной и однотрубной системы

В многоэтажных частных домах допускается сооружение системы отопления по совместной схеме: двух- или однотрубные стояки дополнены однотрубной разводкой по комнатам.

Данный способ требует подключения более мощного циркуляционного насоса и увеличения затрат на электроэнергию. Но совмещенные системы имеют больший срок эксплуатации и полностью оправдывают целесообразность их применения.

Открытая

Характеризуется тем, что теплоноситель контактирует с окружающей средой в расширительном бачке открытого типа. Принцип работы системы в целом не изменяется: подготовленный теплоноситель за счет разности плотностей горячего и холодного слоя поступает в трубопровод с уклонами.

Не используются для сем с принудительной циркуляцией, т.к. сам бачек создает необходимое для циркуляции теплоносителя в системе давление.

Главным преимуществом является отсутствие в таких схемах циркуляционного насоса, что сокращает расход электроэнергии.

Схема открытой двухтрубной системы

Закрытая

Типичная система с принудительной циркуляцией, в которой для нагнетания теплоносителя используют насос. Расширительный бачек – мембранный закрытого типа. При избытке давления вода вытекает в дополнительную емкость, при недостатке – забирает необходимый объем из этого бака.

Главным преимуществом является полная безопасность системы отопления и долговечность конструкций в связи с отсутствием избыточного давления внутри системы.

Схема закрытой двухтрубной системы

Для одноэтажного дома

Применяют схемы все типы схем: одно трубные и двухтрубные. От систем с естественной циркуляцией (открытых) для зданий большой площади следует отказаться в связи с большими тепловыми потерями и необходимостью сооружать длинные уклоны.

Схема отопления в одноэтажном доме

Для двухэтажного дома

Лучшим решением является система с принудительной циркуляцией двухтрубная классического или коллекторного типа. Также высокий экономический эффект при максимальном КПД дает совмещение двухтрубной и одно трубной схем.

Двухтрубное отопление в двухэтажном доме

Вода для отопительных систем

Теплоноситель перед подачей в систему должен пройти несколько стадий очистки. Водоподготовка для домашних систем отопления заключается в фильтрации воды механическими фильтрами грубой и тонкой очистки, умягчителями.

Также вместо подготовленной воды может быть использован антифриз. Допускается его применение в системах, разрешенных к использованию данного вида теплоносителя.

Выводы

Принудительная циркуляция теплоносителя в системе имеет ряд преимуществ по сравнению с системами с естественной подачей.

Правильно выбранная схема теплоснабжения позволит обеспечить комфорт в доме, при этом не требуя больших финансовых затрат.

Схемы отопления с принудительной циркуляцией для частного дома

Если выбирается схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, в систему врезается помпа. Насос отвечает за скорость перемещения воды, а его работа зависит от электричества. Обогрев жилища можно обеспечить без циркуляционной помпы, но потребуется соблюдение уклона трубопровода, чтобы энергоноситель мог передвигаться естественным способом.

Достоинства и недостатки схемы отопления с принудительной циркуляцией

Скорость теплоносителя повышается в системе организованной подачи, увеличивается расход воды и можно уменьшить диаметр коллекторов.

  • радиаторы быстрее нагреваются, отсутствует инерционность;
  • ветки трубопровода делаются большей длины и прокладываются в удобных местах;
  • устраивается минимальный уклон коллекторов, который требуется только для слива теплоносителя;
  • расширительный бак размещается в помещении котельной;
  • есть возможность подключения отопительной ветки теплого пола.

Недостатком циркуляционной системы является ее зависимость от снабжения электричеством. Остановка помпы ведет к быстрому остыванию радиаторов и перегреванию котла. Используются запасные варианты снабжения, чтобы избежать аварийной ситуации. Электрические насосы при работе шумят.

Для одноэтажного частного дома

В жилых строениях устраивается однотрубная или двухтрубная система отопления, подача воды в которой организована с помощью насоса. Снижаются трудозатраты на монтаж элементов схемы, т. к. не нужно сооружать неудобную верхнюю разводку.

Разводка труб по коллекторной схеме обеспечивает одновременный нагрев батарей, даже если они расположены далеко от котла. Насос ставится перед отопительным агрегатом на обратной ветке. Там же нужно подключить расширительную емкость, которая необходима в системе закрытого типа.

Элементы принудительной системы

Расширительный бак может быть открытого или закрытого вида (экспанзомат). Замкнутая система с компенсатором применяется чаще, т. к. в открытой схеме происходит испарение воды. В такую систему попадает атмосферный кислород и ведет к коррозии внутренних стальных деталей.

Элементы схемы системы отопления частного дома с принудительной циркуляцией:

  • котел на газе, твердом или жидком топливе;
  • мембранный расширительный бак;
  • циркуляционный насос соответствующей мощности;
  • батареи;
  • трубы;
  • соединения и переходники;
  • клапаны разного назначения, краны;
  • воздухоотводчики;
  • фильтры;
  • крепежные приспособления.

Насосное оборудование должно обеспечивать передвижение энергоносителя, поэтому выбирается по мощности. Излишне сильный насос создает дополнительный шум и перерасходует электричество.

В закрытой магистрали предусматривается группа безопасности, которая ставится на выходе подающей ветки из отопительного агрегата. Она координирует давление и сбрасывает излишнее давление при аварийной ситуации, а в штатном режиме удаляет воздух из трубопровода.

Принцип работы

Насос в конструкции имеет корпус из нержавейки с расположенным внутри ротором и валом с крыльчаткой. Электродвигатель приводится в движение ротором. Энергоноситель всасывается с одной стороны, а с другой нагнетается в магистраль. Насос проталкивает воду, если в трубопроводе появляется сопротивление.

В принудительных системах регулируется обогрев по помещениям и по группам батарей. Продуманная система содержит многоходовые краны и клапаны, автоматические регуляторы и термостатические установки, которые облегчают управление отоплением дома.

Разбивка отопительной магистрали на участки не влияет на качество обогрева, для комнат выбираются конвекторы, радиаторы, можно подключать контуры водяного теплого пола. С организованной подачей энергоносителя можно делать множество разветвлений от основного контура и подключать отдельно разные этажи.

Варианты отопления

В частном строении можно применить одну систему обогрева или комбинировать несколько видов. Выбор определяется климатом, материалом стен здания, экономической целесообразностью.

В результате выбирается оптимальная система, соответствующая требованиям:

  • использует удобное и доступное топливо;
  • обслуживается и эксплуатируется недорого;
  • разумно отдает полученное тепло в условиях высокой энергоэффективности дома.

Владелец рассматривает различные варианты систем в зависимости от времени пребывания в строении (дача или жилой дом). При этом учитывается мощность котла, его КПД, этажность жилища.

Однотрубная

В таких схемах не предусматривается обратная подача и прием отработанного теплоносителя. Вертикальное однотрубное отопление проще монтируется, требует меньше затрат и относится к экономичным системам. Радиаторы подсоединяются последовательно, отсутствует возможность координации нагрева в процессе работы.

Однотрубная схема требует высокого давления воды, поэтому устанавливаются более мощные насосы. Увеличение силы помпы ведет к повышению эксплуатационных затрат, увеличивает риск протечек и требует регулярного пополнения энергоносителя.

Однотрубное отопление устраивается по принципу верхнего разлива, когда расширительная емкость ставится на чердаке или в самой высокой точке помещения под потолком. Если такая система устанавливается в двухэтажном доме, требуется дополнительная автоматика для выравнивания температуры на каждом ярусе.

Двухтрубная

Такая схема способствует равномерному распределению тепла. Одна магистраль подает нагретый энергоноситель, вторая принимает его обратно. Вид позволяет устанавливать температуру в комнатах регулирующим вентилем, подходит для здания любой площади и разной этажности.

Двухтрубная система бывает:

Горизонтальная схема применяется чаще, т. к. строения имеют большую протяженность, а стояки ее разветвлений устраивают в подсобных помещениях, лестничных клетках и коридорах. Батареи одного яруса подключаются к общему стояку. В вертикальном варианте используется большее количество труб, монтаж стоит дороже, но исключается появление воздушных пробок в трубопроводах и радиаторах.

Коллекторная

В этой системе насос равномерно распределяет энергоноситель по всему дому, есть возможность регулировки температуры каждого радиатора. Коллектор соединяется с батареями с помощью трубопровода, на выходе и входе в магистраль отмечается незначительная разница обогрева. В системе используются трубы из разного материала, чаще устанавливаются металлопластиковые.

Немецкий инженер Тихельман разработал обратную систему реверсного действия, при этом изменил принцип возвратной подачи. По его методике первый теплообменник на прием горячего энергоносителя становился последним в возвращающем контуре, а первый в обратке получал нагретую воду в последнюю очередь. В итоге жидкость циркулировала во всей системе и радиаторы обогревались равномерно. Методика позволяла одинаково отапливать систему в разных точках и отказаться от использования регулирующей автоматики.

Водяные теплые полы

Система относится к низкотемпературным видам обогрева, использует энергоноситель с температурой в 2 раза меньше показателей при радиаторной схеме (+30 – 35°С и +70°С). Помещение обогревается за счет передачи тепла от труб в окружающее пространство. Под веткой ставятся материалы с низкой теплопроводностью, а над коллекторами устраиваются слои, хорошо передающие энергию.

Забор воды происходит из общей отопительной системы, температура воды регулируется автоматикой на входе в магистраль теплого пола. Такой вид обогрева выступает в качестве дополнительного или является основным в комнате. На лестничных площадках и в тамбурах не всегда есть возможность выполнить теплые полы, поэтому ставится ветка с радиаторами.

Выбор отопительного котла

Для одноэтажного частного дома оптимальна система отопления с котлом, который соответствует требуемым характеристикам и параметрам. Мощность агрегата рассчитывается так, чтобы удовлетворить потребности обогрева в жестких условиях местного климата и предусматривается небольшой запас (10 – 20%). В условиях принудительной циркуляции воды легче предусмотреть закипание воды в теплообменнике агрегата.

Параметры, учитываемые при выборе котла:

  • длина трубопровода и его диаметр;
  • скорость передвижения жидкости.

Электрические агрегаты не требуют устройства дымохода, просты в работе и управлении. Жидкотопливные котлы используют дизельное топливо, их устанавливают, если нет доступа к газовой магистрали и нет электричества. Газовые агрегаты экономичнее первых двух видов почти в 10 раз, но нужна подводка топлива. Твердотопливные котлы работают на коксе, угле, дровах, автоматика регулирует догорание остатков и выделяемых газов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector