Однотрубная система водяного отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Выбирая, как отапливать дом зимой, средний домовладелец хочет убить двух зайцев: установить эффективную систему с минимально возможными вложениями. Наиболее часто используемым решением является однотрубная система водяного отопления, которая подходит для небольших одноквартирных домов площадью от 50 до 250 м². В некоторых случаях это будет более дешевое решение, чем другие, более современные типы установок — коллекторные, двухтрубные и петли Тихельмана.

Устройство и принцип раздачи теплоносителя

Эта система называется однотрубной, потому что нагретая вода поступает в радиаторы и выходит из них через один коллектор. Трубопровод общий для всех радиаторов, подключенных к основному ответвлению. Это означает, что вход и выход каждого радиатора подсоединены к одной трубе, как показано на примере контура отопления в одноэтажном доме.

Классический вариант замкнутого контура с принудительной подачей теплоносителя на газовый котел.

Как работает однотрубная радиаторная система отопления:

1. Нагретый хладагент из котла поступает в первый охладитель и через тройник разделяется на два неравных потока. Большая часть воды проходит прямо через сеть, меньшая часть уходит в охладитель (около 1/3).
2. После того, как тепло передается стенкам охладителя и охлаждается на 10-15 ° C (в зависимости от мощности охладителя и фактического КПД), небольшой поток возвращается в основной коллектор через выпускной патрубок.
3. За счет смешения с основным потоком охлажденный хладагент понижает свою температуру на 0,5-1,5 градуса. Смешанная вода поступает в следующий охладитель, где повторяется основной цикл теплообмена и охлаждения.
4. В результате каждый последующий охладитель получает теплоноситель с более низкой температурой. Наконец, охлажденная вода тем же основным потоком направляется обратно в котел.

Важная заметка. Диаметр распределительной трубы должен быть намного больше диаметра патрубка радиатора, чтобы обеспечить устойчивость отопительного контура. Это правило не применяется к вертикальным стоякам с восходящим потоком, где теплоноситель течет вниз под действием силы тяжести (см. Типы систем ниже).

Цвет и размер стрелок на рисунке указывают температуру и количество воды соответственно. Сначала потоки разделяются, а затем смешиваются, охлаждаясь на несколько градусов.

Чем ниже температура циркулирующей воды, тем меньше тепла передается последним радиаторам. Эта проблема решается тремя способами:

• В конце сети устанавливаются гидроаккумуляторы повышенной емкости — увеличивается количество секций или увеличивается площадь стальных панельных радиаторов;
• За счет увеличения диаметра трубы и производительности насоса увеличивается расход через главный коллектор;
• сочетание двух предыдущих вариантов.

Подключение радиаторов к одной распределительной линии является основным отличием однотрубной системы распределения от других двухтрубных систем, в которых подача и возврат теплоносителя происходит в двух отдельных ответвлениях.

Схемы однотрубных систем

Для отопления загородных коттеджей и квартир в многоэтажных домах используются всего два типа однотрубных систем:

1. Классическая система отопления Ленинграда с нижним горизонтальным распределением показана на первом рисунке выше.
2. Радиаторная сеть со стояками.

На фото справа — классическая «Ленинградка» с нижним подключением радиатора, слева — подключение к однотрубной вертикальной трубе.

«Ленинградка» предполагает подключение радиаторов отопления к общей кольцевой сети, проложенной горизонтально над полом. Классика жанра — это нижнее боковое соединение обеих труб. При более современном подходе трубы подключаются к радиатору по диагонали, и установщики используют оба метода.

Второй способ применяется в многоквартирных домах и двухэтажных частных домах. Одиночные вертикальные стояки, к которым подключаются радиаторы на каждом этаже, проходят через потолок. В вертикальные трубы вода подается из нижнего или верхнего горизонтального коллектора.

Вертикальные стояки в жилых домах с верхними и нижними стояками

Внимание. Примечание: обычная стояковая труба «Ленинград» с горизонтальным распределением вниз — это цельная труба, диаметр которой не меняется по всей длине. В однотрубных стояках есть байпасы, благодаря которым часть теплоносителя обходит радиаторы.

Оба типа вертикальных труб могут работать с принудительной или естественной циркуляцией (самотеком). Схемы различаются в зависимости от условий эксплуатации:

Для работы «лениградки» в гравитационном режиме придется увеличить внутреннее сечение кольцевого коллектора до 40-50 мм, сделать откосы и приподнять вертикальный участок разбрасывания от котла, иначе не будет протока через котел. радиаторы. Открытый расширительный бак подключается к самой высокой точке, как показано на схеме отопительного контура одноэтажного дома.

Высота петли расширения — под потолком котельной. Затем труба опускается на пол и идет горизонтально к радиаторам.Лучше всего реализовать принцип силы тяжести в двухэтажном здании, используя схему стояка, проходящего через нужные комнаты. Подающая труба Ø40-50 мм поднимается вверх прямо к расширительному бачку в полу. По бокам сверху к стоякам и утеплителям направляют горизонтальные наклонные веточки. В стояк может быть установлен байпасный агрегат с циркуляционным насосом.

Открытая самотечная система с вертикальными одинарными восходящими воздуховодами

Замкнутая однотрубная система с циркуляцией давления представлена ​​в начале этой главы. В двухэтажном доме «Ленинградка» должна быть двухконтурной — предусмотрен отдельный горизонтальный контур с протеканием теплоносителя через пол, как показано на аксонометрическом чертеже.

Ленинградская система изначально задумывалась как дешевый вариант подвода тепла к конвекционным отопительным приборам. Однако при необходимости к сети можно подключить небольшой водяной теплый пол. Второй циркуляционный насос, обратный клапан и челночный клапан необходимы для регулирования температуры воды.

Важный. Контур теплого пола можно подключать в конце сети после последнего радиатора. Одно из условий — обеспечить необходимый расход в распределителе — увеличить диаметр и мощность основного насоса. В противном случае теплый пол будет получать часть тепла от радиаторов.

Сравнение по цене монтажа

Сторонники однотрубных тепловых сетей стремятся напомнить о дешевизне такого вида разводки. Экономия затрат по сравнению с двухтрубной системой оправдана тем, что труб в два раза меньше. Ниже мы представляем нашу претензию: «Ленинградка» дешевле мертвой системы в одном случае — если отопление спаяно полипропиленом.

Докажем нашу теорему расчетом — в качестве примера возьмем одноэтажный жилой дом размером 10 х 10 м = 100 м² (планировка). Нарисуйте схему Ленинграда, рассчитайте фитинги, а затем сделайте аналогичную оценку распределения в конце линии.

Общий обратный коллектор через проход позволяет поддерживать небольшой диаметр окружной линии. После его снятия сечение труб увеличивается до Ø25 мм (внутри).

Значит для однотрубной системы отопления им понадобится

• Труба Ду20 на коллекторе (внутренний Ø25 мм) — 40 м;
• Du. Ду25 Ø32 мм на обратной — 10 м;
• Du. Ду10 Ø16 мм на приточные патрубки — 8 м;
• Тройник 25 х 25 х 16 (габаритные размеры) — 16 шт;
• Тройник 25 х 25 х 20 — 1 шт.

Ссылка. Обратную перемычку, идущую по коридору, можно не устанавливать. Тогда для 9 радиаторов необходимо будет увеличить сечение круглого воздуховода до DN25 (32 мм внешний).

По приведенной ниже схеме определите потребность в трубах и фитингах для двухтрубной сети:

• тр. Ду15 Ø20 мм — 68 метров (нетто);
• тр. DN10 Ø16 мм — 22 м (присоединения к радиатору);
• Тройник 20 х 20 х 16 мм — 16 шт.

Теперь мы будем знать актуальные цены на сантехническую арматуру и трубы из 3 материалов: армированный полипропилен PP-R, металл PEX-AL-PEX и сшитый полиэтилен PEX от известных производителей. Результаты расчета занести в таблицу:

Внимание. Мы не учитываем стоимость радиаторов, радиаторных смесителей и однотрубной установки «Ленинград» — допустим, вы собираете систему своими руками. Стоимость указана в российских рублях, но особой роли этот факт не играет, соотношение цен будет одинаковым для каждой страны.

Как видите, стоимость тройников и труб из полипропилена практически одинакова для обеих схем — рычаг дороже всего на 330 рублей. Для других материалов явным победителем является двухтрубная система. Причина кроется в диаметрах — цена на трубы с большим сечением резко возрастает по сравнению с «нынешними» размерами 16 и 20 мм.

Можно брать более дешевые сантехнические изделия других производителей и производить расчеты — соотношение вряд ли изменится. Обратите внимание, что мы опустили изгибы на 90 ° и другие мелкие детали, так как мы не знаем их точное количество. Если скрупулезно просчитать все материалы, стоимость «Ленинградки» вырастет еще больше. Эксперт, продемонстрировавший расчеты на видео, пришел к аналогичным выводам:

Плюсы и минусы однотрубных разводок

Постараемся дать объективную оценку и выделить реальные преимущества однотрубных систем водоснабжения:

1. Замкнутый контур с диафрагменным расширительным бачком проще в установке. Одну трубку установить быстрее, чем две.
2. Одиночную магистральную трубу или стояк легче спрятать в стенах, чем двухтрубную систему (пример на фото ниже). Недостаток: круглый коллектор проходит через дверные проемы, что затрудняет сборку.
3. Тепловая сеть с стояком незаменима при необходимости организации самотечного протока в доме на 2 или 3 этажа. Нет смысла пропускать два трубопровода через пол; достаточно одной вертикальной линии.
4. Установка обходится дешево в одном случае: при использовании самотечной системы отопления в одноэтажном частном доме. Это достигается прокладкой одной трубы вместо двух (обратите внимание, что для самотечного потока необходимы трубы большего диаметра Ø48-57 мм).
5. Системой рециркуляции можно управлять автоматически с помощью термостатических радиаторных клапанов. Заявление об ограничении ответственности: следует учитывать специфику радиаторов и подбирать соответствующую арматуру. Мы вернемся к этой теме ниже.

Маленькие трубы засыпаны кирпичом, большие закрыты декоративными перегородками.

Внимание. Прямое подключение секции теплого пола не является одним из преимуществ такого решения. Отопительный контур так же просто подключить к двухтрубной системе.

Основная проблема Ленинградки заключается в том, что теплоноситель остывает по мере продвижения к большему количеству радиаторов. Нельзя увеличивать сечения радиаторов и сечение линии до бесконечности, оптимальное количество устройств — 4-5 штук на одну схему.

Вот и другие недостатки:

1. Гидравлическая нестабильность — влияние одного кулера на работу других. Если мы отключим первый вентиль радиатора, последующие устройства получат более горячую воду и будут перегревать помещения.
2. Для обеспечения хорошего потока теплоносителя к охладителям в закрытой Ленинградской системе на патрубках следует использовать полнопроходные фитинги. Увеличение сопротивления потоку в линиях подачи приводит к тому, что вода продолжает течь по прямой линии, и поток через радиатор уменьшается.

Слева — стандартный угловой клапан с малым отверстием, справа — термостатический клапан радиатора с увеличенным отверстием.

«Ленинградская вертикальная разводка дороже, чем двухтрубная плечевая система. Если добавить стоимость дополнительных радиаторных секций, то стоимость установки сшитого полиэтилена сопоставима с радиальной системой, в которой не используются фитинги, а используется распределительный коллектор. доступен.

Эту систему сложно рассчитать и отрегулировать (сбалансировать). Тепловая мощность и площадь радиаторов должны определяться как можно точнее.

Дополнительным недостатком самотечной разводки является большой диаметр труб, проложенных с уклоном 3-5 мм на погонный метр. Выходящие из потолка стрингеры видны и портят интерьер помещения. Врезать трубы в стены не всегда получается, поэтому нужно проявить творческий подход и сделать декоративные каналы.

Советы по выбору диаметров труб и подключению

Однотрубную систему отопления можно спроектировать и установить своими руками, без сложных гидравлических расчетов. Делаем это легко и даем полезные рекомендации по проектированию одноконтурных систем:

1. Максимальное количество ТЭНов на одной замкнутой «лениградки» — 5 штук. Трубы Ø25 мм (DN 20) достаточно для подачи необходимого количества теплоносителя к радиаторам. Подходы выполнены из труб Ø16 мм.
2. Если по объективным причинам необходимо увеличить количество радиаторов на кольцо в замкнутой системе, площадь сечения трубопровода увеличивается до диаметра 32 мм (DN25), объем подачи — до 20. мм. Устанавливать более 7 радиаторов в одном трубопроводе экономически не оправдано, дешевле установить 2 линии меньшего размера.

Примеры ленинградских труб в деревянном доме и офисном здании

Минимальный диаметр горизонтального коллектора при естественной циркуляции — DN40, внешний диаметр Ø48 мм. В двухэтажном доме вертикальная труба и начало распределительных труб выполнены из труб DN50 (Ø57 мм), а самые внешние секции уменьшены до DN32. Вертикальные трубы для радиаторов имеют диаметр DN20-25, в зависимости от теплопроизводительности радиаторов.

Выбирайте полнопроходные клапаны и термостатическую головку для автоматического регулирования мощности нагрева. Стандартные радиаторные клапаны имеют слишком маленькое отверстие.

Подключение к настенному или напольному газовому котлу осуществляется в соответствии со схемой подключения, представленной на рисунке ниже. Аналогичным образом подключается электрокотел.

Соединять котел с твердотопливным котлом лучше всего через трехходовой смесительный клапан и буферную емкость. Существует риск перегрева и закипания, поскольку в системе слишком мало теплоносителя. Самовсасывающие трубы емкостью более 200 литров следует подключать непосредственно к водонагревателю.

Типовая схема подключения настенного комбинированного котла и котла «Ленинград».

Важный совет. Полипропиленовые трубы PN 22-28, армированные стекловолокном, алюминиевой фольгой или базальтовым волокном, часто используются для прокладки домашних тепловых сетей. Трубы STABI PP не доступны с диаметром 16 мм и минимальным наружным диаметром 20 мм. Поэтому соединения охладителя выполняются с поперечным сечением 20 х 2,8 мм.

Приведенные выше рекомендации помогут вам в правильной организации системы отопления, если грамотно использовать однотрубные системы. Посмотрите видео ниже с наиболее частыми ошибками и вопросами по установке «Ленинградки»:

Напоследок о сфере применения

Во избежание проблем при эксплуатации при соответствующих условиях следует применять однотрубные тепловые сети:

1. «Ленинградка» хорошо подходит для одноэтажных дач и небольших домиков площадью до 150 м². При площади не более 70 м² достаточно одного общего кольца для всех радиаторов, иначе установка разбивается на 2 контура или укладывается труба большего сечения.
2. Для двухэтажного здания вы можете выбрать между открытой гравитационной системой с одной трубой или закрытой системой труб в подвале. В случае сбоя питания предпочтение отдается самотечному потоку и байпасному циркуляционному насосу.
3. Коллектор самотечного типа применяется в одноэтажных домах и отличается инерционностью. Радиаторы нагреваются медленно, вода становится слишком холодной из-за низкой скорости потока, и котел работает в экстремальных условиях. Эту схему лучше вообще не использовать, она устарела и без помпы нормально работать не будет.

В домах из современных пористых материалов, например газобетона, трубы отопления легко спрятать.

Смело делите «Ленинград» на 2-3 отдельные петли этажа с оптимальным количеством радиаторов на этаже. Не группируйте радиаторы всех этажей в один контур — последние приборы останутся холодными.

Ленинградская однотрубная система подходит для устройства автономного отопления 2-3-комнатной квартиры.

Подсказки. В жилых домах большой площади и сложной конфигурации с многосторонним и многоуровневым расположением помещений не целесообразно производить однотрубные установки.

Мастера, доказывающие необходимость однотрубных систем отопления, часто ссылаются на многоэтажные дома советской постройки, говоря, что в каждом стояке по 20 батарей. Однако они забывают о напоре и эффективности централизованных сетевых насосов, недостижимых в частных домах. Не слушайте специалистов и используйте лучшие варианты — двухтрубные, коллекторные или вспомогательные системы.