отопление в частном доме трубами по периметру
Однотрубное отопление в доме
Идея создать однотрубную систему отопление в частном доме может показаться на первый взгляд заманчивой. Вероятно, что одна труба вместо двух, намного дешевле. Наверное, такую систему проще монтировать…. Однотрубку можно положить даже под плинтус – не сложно спрятать, это же не две трубы…
Разберемся по порядку, действительно ли дешевле? Проще ли сделать? Но самое главное – как поведет себя однотрубная система в эксплуатации? Не будет ли отопление в доме просто некачественным. Не окажутся ли недостатки системы слишком весомыми. И поэтому однотрубная (ленинградка) не будет применима вообще…
Сколько радиаторов и как их подключить
Сколько радиаторов чаще в доме? Сегодня обычным домом окажется строение с мансардным этажем и отапливаемой площадью 200 м кв. При этом внизу находится с десяток радиаторов и на мансарде штук 5. Если рассмотреть домик одноэтажный 100 м кв., то понадобится от 8 отопительных приборов.
Если их подключить одной трубой последовательно один за другим, то последний окажется холодным, при обычных параметрах отопительной сети.
Если их подключить параллельно к одной трубе – то же самое последний будет «ледяным», если характеристики отопления обычные…
Но что подразумевается под словом «обычные»?
Нормальные технические характеристики
При создании отопления все стремится к минимизации, упрощению, удешевлению.
Для движения теплоносителя применяются циркуляционные насосы, бесшумные и слабомощные. Максимальна мощность двигателя обычно до 100 Вт. Новейшие модели с компьютерным управлением умеют выбирать наиболее экономичный режим работы сами, и пользователи радуются, когда табло показывает потребляемую мощность 12 Вт при площади дома 150 м кв.
Трубы применяются внутренним диаметром 16 мм для одного – двух радиаторов и 20 мм для группы до 6 шт., 25 мм уже может быть магистралью от котла для целого дома.
Что же будет с однотрубкой, если все это применить к ней?
Экономия при создании и эксплуатации
Если однотрубную систему создать с прогрессивными (экономичными) параметрами отопления, то она в масштабах дома (5 и более радиаторов в кольце) окажется не работоспособной, потому что последние радиаторы будут холодными.
Обычный циркуляционный насос не обеспечит скорость теплообмена (подачу необходимой энергии для последовательного включения). А обычный диаметр труб создаст слишком большое гидравлическое сопротивление, при попытке увеличить расход жидкости.
Чтобы нагреть последний в кольце прибор нужен мощный насос и кольцевая труба большого диаметра.
Какая температура радиаторов у ленинградки
При последовательном включении на одну трубу радиаторы будут забирать часть энергии и постепенно остужать теплоноситель. Если температура на подаче +60 град, то на каждом радиаторе потеря при обычной циркуляции теплоносителя (до 30Вт на насос) составит примерно 7% или 4 град. Тогда на выходе из 4-го радиатора будет плюс 48 град С. Но 5-й в кольце будет уже малопригодным для обогрева. А к примеру, на восьмом радиаторе в кольце – будет 32 град, — просто холодный.
Выравнивание температуры между подачей и обраткой возможно только при большом диаметре труб и мощном насосе, создающем достаточный расход теплоносителя.
Расточительная однотрубка для больших домов
В больших домах, с несколькими десятками радиаторов, где эксплуатационные потери не слишком велики можно рассмотреть вариант однотрубной системы отопления.
Почему так расточительно
Можно ли транжирить ресурсы, и делать столь не экономичную систему отопления при создании и особенно при эксплуатации? Там, где можно задействовать на циркуляцию 20 Вт будет тратится 200 Вт. (?), Сколько точно, — покажут лишь расчеты на конкретную гидравлическую сеть, на в любом случае – в разы больше.
Остается непонятным зачем нужная дорогая эксплуатация, ведь только за сутки в разнице набегает киловатт-другой энергии, а за годы эксплуатации – приличная куча денег, выброшенная на ветер.
Другие методы выравнивания температуры – глубокая балансировка первых радиаторовЮ делает всю систему еще дороже и не устойчивой в работе. Рекомендуется как выход – увеличивать площадь радиаторов для компенсации потери температуры. Но тогда уже 8-й в кольце должен быть вдвое большей площади, чем первый, – слишком расточительный метод отопления.
При увеличении диаметра трубы в два раза, ее стоимость растет быстрее. Стоимость ее фитингов и кранов увеличивается в несколько раз. Любой монтажник скажет, что работоспособная однотрубка диаметром 32 мм на 10 радиаторов, обойдется дороже чем двухтрубка проложенная трубой 20 и 16 мм (два тупика по 5 шт).
К тому же монтажник добавит (скорее всего), что такие большие фитинги и трубы монтировать сложнее.
Однотрубка с трубой большого диаметра обойдется дороже при создании.
Где и как применяются однотрубки
На производствах бывает, что нужно отапливать цеха большой площади. Тогда оказывается, что местная котельная будет рациональней с однотрубной системой протяженностью в километр, с сотнями подключенных отопительных приборов и мощным насосом.
Однотрубки можно встретить везде в централизованных сетях многоэтажных домов, ведь отопительный стояк это и есть данная система с большой скоростью циркуляции.
Когда ленинградка рациональней в частном хозяйстве
Явно рациональной окажется однотрубная система при создании отопления в каком то маленьком помещении, до 4 радиаторов максимум в одном кольце, но лучше до 3 шт. Их даже можно соединить последовательно один за другим полипропиленовой трубой наружным диаметром 25 мм, чтобы не перегружать циркуляционный насос минимального типоразмера 25/40.
Как создать однотрубную систему отопления
Одним из вариантов создания однотрубной системы отопления в небольшом частном доме является создание 2 или 3 колец по 2 – 3 радиатора в каждом. Теоретически это возможно, если котел находится в центральной части строения и от его обвязки можно уложить в разных направлениях кольца отопления. Например, в одно крыло дома 4 радиатора, в другое – 3 шт., на мансардный этаж – 3 шт.
Примерная схема двухтрубки для одного отопительного кольца на 3 прибора.
В доме будет создана однотрубная система отопления, приемлемого качества по равномерному нагреву 10 шт. радиаторов, более простая, экономичная, и дешевая по сравнению, если бы эти приборы были подключены двумя трубами.
Но проблема в том, что подобное расположение котла, с возможностью замыкать кольца по 3 радиатора одной трубой – редкость. Чаще котел отнесен в подсобное помещение в крайней части дома. И тогда необходимо прокладывать либо длинные тупики – по 5 приборов, либо одно кольцо по периметру с включением в него всех потребителей – оно создается обязательно из двух труб, применяется попутная схема включения – как создать попутку….
Монтаж самотечной однотрубки – отопление для садового домика
Когда с электричеством проблема где нибудь в удаленном домике, оптимальным становится самотечная система — 3 – 4 радиатора в одном кольце. Применяются трубы диаметром от 30 мм (внутренний). Желательно использовать стальные трубы 40 – 50 мм в диаметре. Котел устанавливается в приямке – линия нагрева ниже линии охлаждения, т.е. средней точки радиаторов, только тогда возникнет циркуляция.
Как вариант создания – от подачи металлический трубопровод на приподнятый расширительный бак открытого типа. Он располагается под потолком, греет воздух вверху, — поднимая линию охлаждения. От него разводка по дому одной трубой, можно применить и пластиковые варианты, через 3 радиатора, и обратно на котел. Система получается дорогой, но незаменима там, где нет электроэнергии.
Подключения радиаторов
Существуют несколько вариантов включения радиаторов в однотрубной системе отопления.
При параллельных включениях возможна балансировка первых радиаторов в больших кольцах, чтобы подровнять температуру по всей цепочке. Но как рекомендовалось, этот метод не является спасительным, если параметры сети обычные, а специалисты рекомендуют лишь еще больше удорожить сеть за счет увеличения размеров последних батарей.
Применяемые материалы и оборудование
В основном используется твердотопливный котел, так как автоматизированные варианты, в небольших строениях (с однотрубкой) на 3 — 4 радиатора в отопительном кольце применяются редко. Выбирается циркуляционный насос 25/40, для которого максимальная площадь отопления до 150 м кв. в утепленном доме. Рекомендуемая обвязка с использование трехходового клапана для защиты от холодной обратки. А также электрическая защита от перегрева и остужения через котел после завершения горения.
Трубы полипропиленовые 25 мм (наружный), или металлопластиковые трубы 20 мм. Отводы для подключения – 20 мм (16 мм). Кран балансировочный на первом радиаторе вместо отключающего крана.
Также котел снабжается группой безопасности и фильтром на обратке перед насосом.
Как устроена однотрубная система отопления
Однотрубная система отопления получила широкое распространение в советский период массового жилищного строительства. Схематическое решение позволяло экономить значительные материальные средства, одновременно снижая трудозатраты на монтажные работы. Самостоятельное изготовление отопления по однотрубной схеме возможно только после тщательного изучения принципов работы и нюансов монтажа.
Общие сведения об однотрубных схемах отопления
Достоинства и отрицательные стороны
Правильно подобрать систему отопления можно только исходя из условий эксплуатации, учитывая положительные и отрицательные стороны всех типов конструкции.
| Преимущества | Недостатки |
| Экономия материалов и меньшие трудозатраты по сравнению с двухтрубными вариантами | Неравномерность прогрева радиаторов – последние батареи в контуре прогреваются хуже первых, (см. фото под таблицей), так как теплоноситель к ним поступает уже охлаждённым |
| Компактность – трубы легче скрыть в пол или стены | Сложный гидравлический расчёт, требующий основательного изучения методики проведения |
| Гидравлическая устойчивость, постоянная теплоотдача элементов | Трудности с обустройством самотёчной схемы подачи теплоносителя (без установки циркуляционного насоса) |
| Низкая инерционность – для заполнения магистралей требуется меньшее количество теплоносителя, который быстрее прогревается | Сложность балансировки при пусконаладочных работах — даже при точном гидравлическом расчёте иногда приходится донастраивать систему |
| Допускается монтаж терморегулирующей арматуры на каждый радиатор | |
| Отсекающие краны и байпасы батарей позволяют заменить радиатор без остановки системы | |
| Простая конструкция, доступная для самостоятельного монтажа при имеющемся грамотном гидравлическом расчёте |
Охлаждение теплоносителя при движении по однотрубной системе отопления.
Минимизировать отрицательные стороны помогает установка в конце контура радиаторов с большим количеством секций, обязательный монтаж байпасов, разделение системы на несколько ветвей.
Особенности конструкции
Главный отличительный признак однотрубных разводок – все батареи в контуре включены последовательно, а отводная труба от предыдущей батареи подключается к входу последующей. После последнего радиатора в контуре теплоноситель возвращается в котёл.
Наглядная схема типичной однотрубной системы отопления.
В более грамотной системе в обвязку каждого радиатора устанавливают перемычку (байпас).
Схема однотрубной системы отопления с байпасом.
Системы отопления классифицируют по нескольким признакам:
Каждый из признаков и их комбинации влияют на эффективность отопления в конкретных условиях эксплуатации.
Открытые и закрытые системы
По мере нагревания объём теплоносителя увеличивается. Появляются излишки жидкости, которые должны оставаться в системе. Для разогретого теплоносителя предусматривают установку расширительных бачков. Их объём выбирают из расчёта 10-15% от полной ёмкости котла, труб, радиаторов.
По конструкции определяют вид: закрытая или открытая.
Открытый тип
В открытых вариантах в качестве бака используют любую ёмкость, стойкую к коррозии и температуре около 80 о С. Это может быть бак из нержавеющей стали или защищённого от коррозии чёрного металла. Прибор устанавливают в самой верхней точке, что исключает вытекание теплоносителя под действием столба жидкости.
Важно! Открытые системы заполняют только чистой водой. Антифриз при испарении (выкипании) выделяет опасные или даже ядовитые вещества, способные нанести вред здоровью.
В нижней части находится патрубок для присоединения к трубопроводу. Вверху оставляют лючок для долива воды.
В других вариантах долив испарившейся воды осуществляют с помощью присоединения к водопроводной сети (см. схему ниже) и организации слива излишков в канализацию.
Схема однотрубной системы открытого типа.
Для предотвращения перелива и автоматического удаления воздуха, бак часто делают герметичным, а в верхней части ёмкости монтируют автоматический клапан-стравливатель. Этот вариант предпочтительнее, если бак находится на чердаке и доступ к нему затруднён.
Бак открытой системы с автоматическим воздухоотводчиком.
Закрытые системы
До начала заполнения системы через ниппель в воздушной камере нагнетают давление до 1,5 атм. Затем заполняют систему теплоносителем до показаний манометра 1,8-2 атм.
Далее бак работает в автоматическом режиме:
Контакт рабочей жидкости и воздуха помещений исключён, поэтому в закрытых системах можно использовать любые разрешённые производителем отопительного оборудования антифризы и гликоли.
В закрытых системах расширительный бак может быть установлен в любом месте, но предпочтение отдают монтажу вблизи котла: бак не портит вид жилых помещений, облегчается обслуживание.
Схема однотрубной системы отопления закрытого типа.
Варианты циркуляции теплоносителя
В однотрубных сетях существуют три способа перемещения теплоносителя:
Вариант выбирают в зависимости от конфигурации дома и разводки.
Самотёчные системы
В случае построения таких сетей используют законы физики:
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.
Важно! Гравитационные системы могут быть только открытыми, теплоноситель контактирует с воздухом в расширительном бачке.
| Достоинства | Недостатки |
| Энергонезависимость | Большие диаметры труб для минимизации гидравлического сопротивления |
| Отсутствие дорогих составляющих – герметичного бака и насоса |
Существует ограничение на использование гравитационных схем – они не работают при высоте дома больше 7-9 метров и длине контура более 30 метров.
Схемы с принудительной циркуляцией
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%.
Важно! Большинство используемых насосов построено по схеме с «мокрым ротором». Теплоноситель смазывает и охлаждает электродвигатель. Исходя из этого насос устанавливают в разрыве трубы «обратки», где теплоноситель находится в охлаждённом состоянии.
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 байпасы.
Схема организация байпаса в однотрубной комбинированной системе отопления.
Есть несколько вариантов использования устройства:
Вертикальная и горизонтальная разводки
По построению сетей выделяют два варианта разводки и доставки теплоносителя: вертикальную и горизонтальную.
Схема вертикальной однотрубной системы отопления с верхней и нижней разводкой.
Вертикальный тип монтируют в домах от двух этажей и выше. При этом используют верхнюю или нижнюю подводку теплоносителя к радиаторам.
При верхней разводке под потолком последнего или на техническом этаже располагают горизонтальную трубу с отводами в каждый стояк. Стекающий теплоноситель прогревает радиаторы и собирается в трубе обратки.
| Преимущества | Недостатки |
| Небольшой расход труб | Низкая температура теплоносителя в радиаторах первого этажа |
| Простота монтажа | Обязательная установка байпасов на каждый радиатор, чтобы не останавливать отопление при замене или снятии батареи |
| Применимость для самотёчной системы | В квартирах невозможно установить индивидуальные приборы учёта потреблённого тепла |
| Возможность скрыть трубы в полу при нижней подводке | Видимые трубы при верхней подводке |
| Установив коллекторы, можно организовать систему «тёплый пол» |
Вертикальная разводка позволяет организовать самотёчную открытую систему отопления, независимую от электроснабжения.
Нижняя разводка используется в современных многоквартирных и индивидуальных жилых домах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Это позволяет скрыть трубы в цоколе или подвале, снижает затраты на монтаж, не портит внешний вид жилых помещений.
Сокрытие трубопровода отопления в подвальном помещении дома.
Главный недостаток способа, как и у всех однотрубных систем — прохладный теплоноситель в последних радиаторах контура.
Горизонтальная разводка стандартна и проста, ее используют преимущественно в одноэтажных постройках или на каждом этаже. В последнем случае устанавливают коллекторы.
Ленинградка
Одна из популярных и простых в исполнении схема начала массового использоваться в Ленинграде, отсюда и произошло название. Её особенность способ подключения радиаторов – последовательный с байпасами у каждой батареи.
Схема пригодна для открытых и закрытых систем, с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Конструкция может быть реализована при вертикальной и горизонтальной компоновке.
Таким образом, Ленинградка является универсальной схемой построения однотрубных систем отопления. Ей присущи все описанные достоинства, а недостатки ограничивают применение в больших по площади домах.
Возможное решение! В разветвлённых сетях делают несколько ветвей отопления с 3-5 радиаторами в каждой. Например, разделяют контуры отопления первого и второго этажа. Для домов с большой площадью целесообразнее использовать двухтрубные системы.
Способы подключения радиаторов
Предпочтительный способ подключения радиаторов к трубопроводу производитель указывает в паспорте батареи.
Их можно разделить на три вида:
Выбор эффективного варианта
На конструктивные решения влияют конфигурация и площадь дома, этажность, требования к дизайну, качество электроснабжения.
Принимая во внимание особенности, можно рекомендовать:
До начала проектирования изучают местные условия и только после этого принимают решения по выбору типа системы отопления.
Гидравлический расчёт однотрубной системы
Гидравлический расчёт проводят с целью определить диаметр соединительных труб на каждом участке контура и производительность циркуляционного насоса.
Определение теплопотерь и расчёт радиаторов
Тепло, генерируемое котлом, расходуется через пол, стены и потолок здания. Учитывают материал стен, количество и площадь окон и дверей, качество утепления.
На нашем сайте можно воспользоваться калькулятором:
Для небольших домов пользуются приближённым вариантом. Считается, что в северных регионах для отопления 10 м 2 площади, требуется 1,5-2 кВт мощности котла и производительности по теплоотдаче радиаторов. В средней полосе показатель равен 1-1,5 кВт, в южных регионах – 0,6-1 кВт. Данные верны для домов с капитальными стенами и средней или качественной теплоизоляцией.
Зная размеры дома, получают необходимые данные для последующих расчётов. Важно определить необходимое количество радиаторов для каждой комнаты. Алюминиевые и биметаллические радиаторы в большинстве случаев излучают от 120 до 210 Вт на одну секцию. Разделив мощность необходимую для комнаты на производительность секции, получают габариты батареи.
Выбор котла
Отопительный котёл проработает намного дольше, если не будет греть теплоноситель в максимальном режиме. В связи с этим выбирают оборудование на 10-20 % мощнее, чем получившиеся при расчётах теплопотери. Например, при потерях 10 кВт приобретают котёл, рассчитанный на 12-14 кВт.
Определение сечения труб
Оптимальная скорость движения теплоносителя по трубам от 0,3 до 0,7 м/с. Если параметр ниже, то при низкой температуре возможен недостаточный прогрев радиаторов. При большей скорости часто происходит завоздушивание радиаторов, слышен шум. Исходя из скорости потока и выбирают трубы с необходимым внутренним сечением.
Необходимый расход теплоносителя определяют по формуле: G=860*q/ΔТ, в которой:
Например, для обеспечения теплоотдачи контура в 2 кВт, получаем расход теплоносителя: 860*2/20=85 кг/ч.
Далее в специальных таблицах сопоставляют скорость потока и выделяемую тепловую производительность. В нашем примере для 2 кВт радиаторов достаточно трубы с внутренним сечением от 8 до 12 мм. Выделено в таблице красной рамкой.
Таблица для определения диаметра труб самотечной системы отопления
Данные по каждому контуру наносят на общую схему. Суммируя полученные данные, определяют какой диаметр труб выбрать для подводки к группе контуров или для каждого стояка.
Выбор насоса
Современные газовые и электрические котлы оборудованы встроенным насосом. Его производительность выбрана изготовителем исходя из мощности котла.
Необходимую производительность вынесенного насоса определяют, суммируя потоки теплоносителя в каждом контуре. Предусматривают запас 15-20% по производительности, чтобы насос работал в щадящем режиме.
Часто задаваемые вопросы
Читатели часто задают вопросы, которые возникли в процессе изучения теории, которые они увидели на форумах, но до конца не поняли ответов.
Однотрубная система отопления отлично подходит для небольших по площади и внутреннему объёму строений. Для длинных контуров важно провести качественный гидравлический расчёт и соблюдать полученные данные при монтаже. Невысокая цена, простота в монтаже и эксплуатации делают однотрубные системы популярными и востребованными.