Какая схема однотрубной системы отопления лучше – виды и особенности

Перед началом монтажа системы отопления в малоэтажном частном доме (от одного до двух этажей) необходимо знать, что существует несколько вариантов схем её обустройства.

Основными факторами для выбора наиболее приемлемого варианта являются доступный тип топлива и стоимость, заложенная в проект. Помимо этого учитываются конструктивные особенности здания: наличие подвала и чердака, площадь помещений, материалы из которых изготовлено здание и перегородки, наличие отдельного помещения для котла.

При составлении грамотного проекта, так же учитывающего особенности местного климата и теплопотери, отопительная система будет эффективной и служить долгое время.

Одна из самых используемых схем отопления — это однотрубная система отопления с нижней разводкой. Её характерная особенность в том, что основной трубопровод проложен в подвальном помещении или на цокольном этаже

Схема однотрубной и двухтрубной системы отопления.
Иногда возможна прокладка трубы под полом. Теплоноситель в данном случае идёт снизу от котла наверх в приборы нагрева (радиаторы). Смесь газов, возникшая при сгорании топлива, удаляется через специальный воздуховод, соединённый с общим стояком. Чтобы предотвратить аварии стояк подачи и обратный стояк оборудованы особыми кранами для выключения.

Однотрубная система отопления с нижней разводкой является противоположностью схемы с верхней разводкой, в которой специальный расширительный бак вмонтирован на самой высокой точке трубы отопления. Там же происходит разветвление всей сети.

Принцип работы водяного отопления

Основой функционирования системы отопления является непрерывная циркуляция среды, выполняющей роль теплоносителя. Во время движения по трубам от источника нагревания (котла) к обогревающим приборам и обратно осуществляется отдача тепловой энергии и обогрев помещений. В качестве теплоносителя может использоваться не только вода, но также воздух, пар или антифриз (в домах нерегулярного проживания). Однако водяные системы отопления получили наибольшее распространение.

При обустройстве традиционного отопления используются физические явления и законы – тепловое расширение воды, конвекция и гравитация. После нагревания посредством котла происходит расширения теплоносителя, из-за чего в трубопроводе возникает давление. Среда при этом теряет в своей плотности и весе. Находящаяся внизу более тяжелая и плотная холодная вода выталкивает нагретые порции вверх: это объясняет исключительно вертикальное позиционирование выходящей из котла подающей трубы.

Благодаря создаваемому давлению и конвекции теплоноситель циркулирует внутри батарей, постепенно отдавая им свое тепло. Этот обмен энергией и приводит к обогреву помещений. Возвращающаяся обратно вода обычно имеет невысокую температуру: после этого цикл начинается заново.

Отопление, функционирующее за счет естественной циркуляции, также носит название самотечного и гравитационного. Стабильную циркуляцию жидкости обеспечивает угол уклона горизонтальных труб системы. Обычно это – 2-3 мм на погонный метр. В результате нагревания теплоносителя в магистрали создается гидравлическое давление. Так как вода способна сжиматься, даже небольшое превышение нормы чревато серьезными последствиями. Чтобы этого не допустить, любой отопительный контур оснащается специальным компенсирующим приспособлением – расширительной емкостью.

Устройство и принцип работы

Любая водяная СО основана на теплообмене между теплоносителем (водой, рассолом, антифризом), который циркулирует по контуру, и воздухом обогреваемого помещения. В зависимости от архитектуры обогреваемого помещения, существует два варианта подачи воды к батареям: по лежакам (горизонтальному магистральному трубопроводу) и вертикальным стоякам.

Принцип действия горизонтальной однотрубной системы отопления следующий: теплоноситель циркулирует в магистральной трубе, образующей собой замкнутый контур, который начинается и заканчивается в теплогенераторе. Именно к одной магистральной линии и подключено все необходимое для работы СО оборудование.

Чем отличаются однотрубные и двухтрубные схемы

Водяное отопление может быть однотрубным и двухтрубным. Основное отличие между ними касается способа коммутации теплоотдающих радиаторов и подающей магистрали. Схема однотрубной системы отопления имеет вид замкнутого кольцевого контура. Отправной точкой прокладки трубопровода выступает нагревательный прибор. Для присоединения к нему радиаторов используется последовательный способ. После последнего обогревателя труба возвращается обратно к котлу. Для системы с одной магистралью характерна простота обустройства. Комплектующих элементов в данном случае не много, что позволяет существенно экономить на установке.

В двухтрубной схеме для движения теплоносителя используют две магистрали. При помощи одной из них горячий теплоноситель доставляется от нагревающего устройства к теплоотдающим приборам. Вторая труба отводит остывшую воду обратно к котлу. Для коммутации батарей отопления используется параллельный способ: горячую жидкость подают на каждую из них напрямую от подающей трубы. Как результат, все радиаторы системы обладают примерно одинаковой температурой. Внутри радиатора происходит отдача теплоносителем своей энергии. После этого он в остывшем состоянии отводится в обратную трубу.

Обустройство двухтрубной схемы предполагает использование удвоенного числа комплектующих (фитингов, труб и арматура). При этом можно без проблем применить сложные разветвленные конструкции. Уменьшение затрат на отопление достигается благодаря индивидуальной регулировке батарей. С помощью двухтрубной системы можно эффективно отапливать значительные по площади многоэтажные здания. Малоэтажные дома не выше двух этажей площадью до 150 м² практичнее оснащать однотрубными системами. Это выгоднее и с эстетической, и с экономической стороны.

Виды отопительных систем

Отопительный контур включает: источник тепла, трубы для транспортировки теплоносителя и теплоотдающие приборы. Рабочая среда, нагретая источником тепла, движется по трубопроводу, отдавая тепло помещениям дома. Пройдя весь путь, остывший теплоноситель возвращается к отопительному прибору, снова нагревается и цикл повторяется.

Для отопления жилых домов обычно используют водяное отопление, так как вода доступна и относительно безопасна. Но отопительная система может работать и с другой рабочей средой: воздухом или антифризом. Эти теплоносители обычно используют в домах, где отопление включают эпизодически.

Для обогрева жилых домов и зданий функционального назначения используют одно– и двухтрубные системы отопления.

• В однотрубной системе к тепловой магистрали последовательно подключают батареи отопления. Теплоноситель проходит все радиаторы по очереди и контур замыкается на источнике тепла. Схема трубопровода проста – поступление и возврат рабочей среды осуществляются через одну трубу. Монтаж не требует выполнения большого количества узловых соединений, поэтому однотрубная система пользуется популярностью для отопления небольших строений и частных домов.
• В двухтрубной системе батареи к трубопроводу подключаются параллельно между подающей трубой и обратной. Горячая рабочая среда поступает в батареи из подающей трубы, а остывшая сразу отводится в обратную. Монтаж сложнее, потому что необходимо выполнить множество разветвлений и узлов, итоговая стоимость теплосети – выше.

Обратите внимание! Двухтрубные отопительные контуры эффективны для обогрева строений, имеющих большую площадь или этажность – во все радиаторы поступает рабочая среда одинаковой температуры, что позволяет прогревать все помещения примерно одинаково. В частной застройке такие отопительные системы используют редко.

Каким бывает однотрубное отопление

Любая отопительная система состоит из следующих узлов:

• Обогревающее устройство (котел). Может быть твердотопливным, электрическим, газовым и т.п.
• Теплоотдающие приспособления. Батареи или система теплых полов.
• Приспособление для создания циркуляционной инерции теплоносителя. Это может быть разгонный участок магистрали или водяная помпа.
• Компенсатор избыточного давления теплоносителя в системе. Расширительная емкость (открытая или закрытая).
• Трубы, фитинги и необходимая арматура.

Выбор схемы теплоснабжения находится в прямой зависимости от типа используемых устройств.

Экономит ли однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией энергию?

В двухтрубном варианте отопления теплоэнергия напрямую экономится. При перегреве помещений термостаты уменьшают расход теплоносителя через отопительные приборы, одновременно уменьшается его проток по стоякам, т.е лишний его объем по трубам не циркулирует.

В однотрубной теплосистеме с термостатами при перегреве помещений (когда закрываются их клапаны) общая принудительная циркуляция жидкости не снижается – она просто не попадает в батареи, и, соответственно, не остывает в них. Теплоэнергия здесь не экономится, но и не расходуется понапрасну, оставаясь в стабильном объеме нагретого теплоносителя. Но его температура в «обратке» повышается, что ведет к росту потерь в трубопроводах. Впрочем, в теплопунктах многоквартирных домов от «обратки» запитан теплообменник ГВС (при его наличии), в котором вода остывает перед возвращением в котельную.

Естественная циркуляция

Чтобы гарантировать движение воды в самотечной системе, потребуется обустройство разгонного участка. Речь идет об отходящем от котла вертикальном патрубке, внутри которого нагретый теплоноситель двигается вверх. По достижении крайней верхней точки труба плавно поворачивается обратно: это придает воде необходимое ускорение для движения по магистрали. Отопительные системы, имеющие верхнюю разводку, не нуждаются в обустройстве отдельного патрубка: его функция выполняется подающей трубой, поднятой на достаточную высоту.

В одноэтажных зданиях с нижней горизонтальной разводкой для эффективного отопления потребуется наличие разгонного коллектора. Он должен возвышаться над уровнем первой батареи не меньше, чем на 1,5 м. Благодаря разгонному участку становится возможной циркуляция теплоносителя в самотечной системе отопления. Трубы на этом участке обладают большим сечением по сравнению с остальной частью контура. К примеру, если диаметр труб системы 25-32 мм, то разгонный участок должен иметь диаметр 40 мм. Главными преимуществами самотечной системы выступает ее абсолютная энергонезависимость (если используется твердотопливный котел), простота устройства и отсутствие сложных узлов.

Имеются также недостатки:

1. Для минимизации гидравлического сопротивления необходимо применять трубы большого диаметра.
2. Установка любого прибора и устройства приводит к затруднению движения теплоносителя, поэтому существуют определенные ограничения по количеству запорной арматуры (чем ее меньше – тем лучше). Как результат, ремонт и обслуживание усложняется, так как при этом требуется полное отключение системы и слив теплоносителя из контура.
3. Чтобы самотечная система была максимально надежной, потребуется тщательный расчет и балансировка. Это предусматривает подбор оптимальных диаметров труб и числа радиаторных секций. Наиболее удаленные от котла батареи приходится делать на порядок шире: теплоноситель поступает на них достаточно охлажденным.

Рекомендации по монтажу

Уменьшить значимость минусов однотрубной системы рекомендуется, выполнив следующие условия:

• Чтобы теплоотдача дальних радиаторов не снижалась, увеличивают площадь отдачи – чем дальше от котла, тем больше секций.
• Учитывают необходимое потребление тепла в помещениях различного назначения. Самыми тёплыми должны быть спальни и детские, а вот в кухне жара ни к чему – там и так достаточно источников тепла. Поэтому отопительный контур рационально провести так, чтобы первыми на пути теплоносителя оказались именно батареи или тёплый пол в жилых помещениях, а последними – нежилые помещения.
• Если выполнение предыдущей рекомендации невозможно в существующей планировке дома, обогрев помещений регулируют иначе: в кухне устанавливают самую короткую батарею, в жилых комнатах – самые длинные. В нежилых помещениях, где тепло не требуется, можно обойтись и вовсе без теплоотдающего прибора, проведя через них одну лишь трубу.
• Для обеспечения циркуляции трубопровод прокладывают с небольшим уклоном: не менее 0,5 см на каждый метр в безнасосной системе, от 0,3 см на метр – при наличии насоса.
• Насос обычно устанавливают на участке трубопровода с минимальной температурой теплоносителя – между последним теплоотдающим прибором и источником тепла. Это позволяет продлить срок его эксплуатации.
• Высота разгонного коллектора – 2,2 м, его верхняя точка должна быть выше подключения к первому радиатору не менее чем на 1,5 м.
• Расширительный бак можно установить на чердаке, утеплив его.
• Для удобства обслуживания и увеличения срока эксплуатации мембранный бак устанавливают на участке теплосети с наименьшей температурой рабочей среды. Однако, если в системе есть подъем, для установки выбирают самый высокий участок трубопровода.

Принудительная циркуляция

Нейтрализация практически всех перечисленных недостатков достигается введением в состав системы циркуляционного насоса. В результате теплоноситель получает дополнительный импульс, благодаря которому эффективно преодолевает гидравлическое сопротивление трубопровода. Однотрубная разводка системы отопления в настоящее время является наиболее популярным решением в частных домах.

Местом установки помпы может выступать любой участок магистрали. Однако следует иметь в виду, что при воздействии горячей воды на резиновые элементы (прокладки), срок службы насоса заметно снижается. Поэтому прибор стараются устанавливать на обратной трубе, т.к. теплоноситель там не такой горячий. Перед помпой обязательно врезается фильтр грубой очистки, во избежание попадания внутрь механизма различных загрязнений. При подключении всех приборов и устройств рекомендуется использовать запорную арматуру и байпасы. Это заметно упростит ремонтные и обслуживающие мероприятия на отдельных узлах: в таком случае нет нужды в остановке всей системы и полного сливания теплоносителя.

Сильные стороны отопительных контуров с принудительной циркуляцией:

• Возможность использования более сложных разветвленных схем, приводящих к увеличению общей длины контуров.
• Можно не увеличивать диаметр труб. Благодаря помпе внутри системы создается достаточное для движения и равномерного распределения жидкости давление.
• Циркуляция имеет стабильную скорость. На этот показатель не влияет уровень нагревания теплоносителя и установка разгонного коллектора.
• Нет необходимости в организации углов наклона на горизонтальных участках трубопровода, т.к. для стимуляции движения теплоносителя используют насос.
• Появляется возможность врезки регулирующих приборов на всех батареях, что обеспечивает поддержание оптимального уровня обогрева, снижая энергозатраты и расходы на отопление.

Имеются также недостатки:

• Нужда в наличии электрического питания.
• Шум от работающей помпы.
• Необходимость дополнительных капиталовложений (если сравнивать с гравитационной схемой).

Нейтрализация их обычно не вызывает сложностей. Для поддержания стабильного энергообеспечения проводится установка автономного электрогенератора. Очень хорошо зарекомендовали себя системы, предусматривающие возможность перехода на режим с естественной циркуляцией. Чтобы снизить шум от работающего насоса, его обычно устанавливают в нежилом помещении.

Схемы однотрубной разводки

Если организована однотрубная система отопления в частном доме, радиаторные теплообменники можно подключить к контуру следующими способами:

Последовательно. Последовательный порядок подключения батарей состоит в выстраивании их в цепь, при этом трубопровод обратки каждой заводят на подачу следующей.

Понятно, что первый радиатор в цепочке будет нагреваться сильнее последующих с постепенным снижением теплоотдачи более удаленных, при большом количестве батарей самая последняя рискует остаться полностью холодной. К тому уже при появлении неисправностей на одном из участков придется перекрывать поток теплоносителя во всем контуре, а засоры могут привести к возникновению опасных аварийных ситуаций.

Рис. 5 Параллельное соединение батарей в однотрубной ленинградке и его особенности

Параллельно. Такая схема однотрубного отопления используется намного чаще, чем рассмотренный выше вариант. В ней центральная труба делает петлю от выхода котла к его входу, а каждый радиатор подсоединяется к трубопроводу двумя отводами. Отопление в одну трубу с параллельно подключенными радиаторами получило название ленинградка и раньше широко использовалось при обогреве государственных объектов и учреждений, мест общественного пользования. Ленинградка не потеряла актуальность и в настоящее время, часто применяется в случаях, где во главу угла ставится экономия материалов, простота монтажа.

Однотрубная разводка в самотечных системах

В самотечных (гравитационных) системах нагретая котлом вода поднимается вверх в накопительный бак и спускается вниз по наклонной горизонтальной трубе. К трубопроводу последовательно подключен ряд радиаторов, от выходного патрубка последнего отходит трубопровод обратки к котлу.

Варианты подключения батарей к котлу могут быть различными, но чаще всего используется нижняя ленинградка (рис. 5), намного реже диагональ при последовательном подсоединении теплообменников (рис. 6).

Так как скорость потока во всех самотечных системах невысока, отопительную жидкость транспортируют по трубопроводу диаметром не менее 40 мм.

Диагональная последовательная схема не позволяет регулировать температуру нагрева каждого теплообменника изменением объема теплового носителя, проходящего через радиатор. Ей присущи все недостатки последовательного подключения радиаторов, связанные с наиболее низкой теплоотдачей последних в цепи батарей.

Рис. 6 Схема однотрубной гравитационной отопительной системы

Статья по теме:

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления — методы, расчет. Возможно, будет интересно более подробно узнать про виды насосов для отопления, правильный подбор и установку. Все это можно прочитать в отдельной статье.

Закрытая однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией

В системах с принудительной циркуляцией отопительную жидкость проталкивает по трубопроводу электронасос. Благодаря этому появилась возможность прокладывать трубопроводы от котла в горизонтальном положении, подключать к нему расположенные на верхних этажах радиаторы.

При разводке с одной трубой используют параллельную схему подключения батарей, получившую название ленинградка. В данной разводке теплообменники подключают снизу, но встречается и диагональный вариант их подсоединения примерно с такой же эффективностью.

При организации ленинградки рекомендуется прокладывать основную магистраль из труб большого диаметра в 32, 40 или 50 мм.

Отводы к радиаторам обычно делают из трубы 20 или 25 мм размера.

Рис. 7 Однотрубная схема с принудительной циркуляцией

В схеме имеется возможность изменять температуру нагревания каждого радиатора в цепи за счет установки на вход или выход батареи регулирующей арматуры — вентильных кранов, терморегуляторов.

Иногда температурную регулировку производят дополнительными вентилями, установленными под каждой батареей.

Еще один распространенный вариант выравнивания теплоотдачи каждого из радиаторов — увеличение количества секций в наиболее отдаленных от котла теплообменниках.

При использовании ленинградки в быту для отопления индивидуальных жилых домов хозяевам следует учитывать следующее. Так как большая часть теплового носителя проходит по замкнутой трубопроводной петле, не попадая в радиаторные теплообменники, ее энергоэффективность по сравнению с двухтрубной разводкой ниже более чем в 2 раза.

Ленинградка — это петлевая схема подключения, то есть если трубопровод с батареями расположен не по всему периметру комнаты, обратную линию придется прокладывать рядом с подающей. В итоге по стене пройдут две трубы, что по эстетичности и расходу материалов сопоставимо с двухтрубной тупиковой разводкой.

Рис. 8 Примеры диагонального подключения батарей

Однотрубная разводка в коммунальных домах

В большинстве коммунальных домов используют однотрубное отопление. Тепловой носитель поступает снизу или сверху в боковые патрубки батарей и отводится тоже с боку на этой же стороне.

Открытый бак

Открытая расширительная емкость представляет собой частично или полностью открытый бак, соединенный с контуром в самом высоком его участке, сразу после котла. Чтобы жидкость не переливалась через края сосуда, ближе к верху имеется специальный патрубок: он служит для отвода излишней воды в канализацию или на улицу. Организовывая обогрев одноэтажных зданий, компенсирующую емкость в основном устанавливают на чердаке. Во избежание замерзаний воды в зимнее время, стенки бака дополнительно утепляют.

Подобные системы отопления называются открытыми. Чаще всего речь идет об энергонезависимом или комбинированном обогреве. В этом случае теплоноситель напрямую контактирует с воздухом: это приводит к его естественному испарению и обогащению кислородом.

Для открытых контуров характерны следующие недостатки:

1. Точное соблюдение уклонов (если используются самотечные системы). Это даст возможность просачивающемуся в трубы воздуху выходить через емкость в атмосферу.
2. Нужда в постоянном контроле за уровнем воды в баке. Время от времени объем теплоносителя приходится восполнять, так как часть его испаряется через открытый верх.
3. Запрещается использование незамерзающих жидкостей, выделяющих при испарении токсичные вещества.
4. Насыщение кислородом циркулирующей жидкости провоцирует коррозионные процессы внутри металлических стальных отопительных радиаторов.

Сильные стороны открытых систем:

1. Можно не проводить регулярные проверки уровня давления в трубопроводе.
2. Небольшие протечки в контуре не помешают ему исправно обогревать жилище. Главное, чтобы в трубах было достаточно жидкости.
3. Для восполнения потерь теплоносителя разрешается использовать простое ведро. Это осуществляется простым доливанием воды в расширительный бак до необходимого уровня.

Как устроена однотрубная система

Тепловой контур состоит из функциональных элементов:

• теплового генератора – котла, нагревающего теплоноситель;
• насоса или разгонного коллектора, обеспечивающего циркуляцию рабочей среды;
• компенсирующего устройства, регулирующего давление в трубопроводе;
• теплоотдающих элементов – радиаторов или тёплого пола;
• соединяющих все элементы труб.

Рекомендуем ознакомиться: Гофрированная дренажная труба с перфорацией

Системы с естественной и принудительной циркуляцией

Для передачи тепла от котла к теплоотдающим элементам необходима постоянная циркуляция теплоносителя.

Создать естественную циркуляцию рабочей среды позволяет монтаж разгонного коллектора – петлеобразной трубы, вертикально выведенной из котла.

От котла нагретый теплоноситель стремится вверх из-за своей высокой температуры. После прохождения верхней точки коллектора под действием силы тяжести теплоноситель устремляется вниз с ускорением свободного падения. Стремительно набрав скорость, рабочая среда по инерции продолжает двигаться дальше по трубопроводу.

Постоянное движение рабочей среды в отопительном контуре можно обеспечить, оснастив систему электрическим насосом, который придаёт теплоносителю необходимый импульс.

Отопительные контуры, оснащённые циркуляционным насосом, называют системами с принудительной циркуляцией.

Тип циркуляции	Преимущества	Недостатки
естественная	работа системы не зависит от наличия электричества; в тепловом контуре нет сложных приборов, поломка которых нарушит работу системы;	возможно устройство только простой теплосети: чтобы не создавать препятствия движению рабочей среды, приходится прокладывать контур с минимальным набором запорной и регулирующей арматуры, что впоследствии усложняет эксплуатацию и ремонт трубопровода; необходимы трубы большого диаметра, чтобы не возникало гидравлическое сопротивление;
принудительная	возможно устройство сложной отопительной сети с ответвлениями, запорной и регулирующей арматурой; не требуются трубы большого диаметра; скорость циркуляции постоянна;	увеличивается стоимость обустройства системы; система зависима от наличия электричества; работающий насос гудит.

Открытый и закрытый тип компенсирующего устройства

Из-за расширения рабочей среды при нагревании в трубопроводе создаётся избыток давления, при отключении системы отопления, наоборот, давление в трубах снижается. Эти колебания негативно сказываются на элементах теплосети и могут вызвать поломки.

Чтобы компенсировать давление теплоносителя, в тепловой контур включают расширительный бак. Излишек нагретой рабочей среды поступает в бак, давление в трубах снижается, когда же отопление выключают, бак возвращает теплоноситель в контур, компенсируя недостаточное давление.

Компенсирующие устройства бывают открытого и закрытого типа:

• Бак открытого типа – открытая полностью или частично ёмкость. Устанавливают такое устройство в верхней части трубопровода над котом. Поступающая в ёмкость горячая вода постепенно испаряется, из-за чего может образоваться недостаток теплоносителя в тепловом контуре, поэтому воду в бак нужно доливать. Чтобы не следить за уровнем воды, бак подключают к водопроводу и оснащают клапаном с поплавком. Чтобы при переполнении ёмкости кипяток не выплёскивался через её край, в баке устраивают водослив, выводя его в канализацию.
• Бак закрытого типа работает по тому же принципу, что и открытый, но теплоноситель не контактирует с воздухом внешней среды. Компенсационное устройство представляет собой полностью герметичную ёмкость, разделённую внутри мембраной на два отсека. Один из отсеков подключается к трубопроводу, второй, имеющий воздушный клапан, наполняется воздухом. При включении отопления горячий теплоноситель наполняет бак, давит на мембрану, сжимая воздух во втором отсеке. При остывании рабочей среды давление снижается и уже сжатый воздух давит на мембрану, возвращая теплоноситель из бака обратно в трубопровод. При критическом давлении во втором отсеке открывается воздушный клапан и постепенно спускается излишек воздуха – это позволяет выровнять давление в баке и избежать поломки устройства.

Рекомендуем ознакомиться: Воздуховоды сварные из черной стали

Обратите внимание! Если в системе есть подъем, для установки выбирают самый высокий участок трубопровода.

Тип компенсационного устройства	Преимущества	Недостатки
открытый	недорогое устройство; система продолжает работать при незначительных протечках; давление в теплосети регулируется естественным путём; если к баку не подключён водопровод, воду можно долить ведром;	подходит только для водяных систем отопления; необходимо контролировать уровень воды в баке; теплоноситель контактирует с внешней средой и насыщается кислородом, что повышает риск образования воздушных пробок в системе и коррозии внутренних стенок трубопровода;
закрытый	можно использовать в теплосети с любым теплоносителем; рабочая среда не контактирует с воздухом и не насыщается кислородом, что увеличивает срок службы трубопровода и уменьшает риск возникновения воздушных пробок;	из-за постоянного риска появления избыточного давления, компенсационный узел необходимо дооснащать группой безопасности: манометром, воздухоотводчиком и предохранительным клапаном.

Способы подключения радиаторов

Может использоваться нижнее, диагональное и боковое подключение радиаторов:

• Нижнее: труба присоединяется к нижним патрубкам радиатора. Такое соединение позволяет разместить трубы вдоль пола, делая их минимально заметными в интерьере помещения, или спрятать трубы под плинтус. Однако верхние части батареи прогреваются слабо, снижается эффективность отопления.
• Диагональное: теплоноситель входит в верхний патрубок с одной стороны радиатора, а выходит из нижнего патрубка с противоположной. Наиболее эффективное соединение – батарея полностью прогревается и отдаёт максимум тепла помещению;
• Боковое: используются патрубки с одной стороны радиатора. Соединение используется для подключения к стояку отопления.

Закрытый бак

Под расширительным баком закрытого типа понимается прочная герметичная емкость, разделенная внутри гибкой мембраной. Одна часть накачивается воздухом, а вторая коммутируется с трубопроводом. Когда теплоноситель нагревается, происходит увеличение его объема. В результат мембрана выгибается в сторону воздушного отдела, выполняющего функцию демпфера. Охлаждение воды приводит к уменьшению гидравлического давления. Благодаря сжатому воздуху система приходит в равновесие, выдавливая избыточную воду обратно в магистраль.

Системы, оснащенные расширительной емкостью с мембраной, называются закрытыми. Речь идет о герметичных замкнутых гидравлических контурах. Компенсирующий бак может быть установлен на любом участке системы. Популярным местом монтажа выступает обратная труба около котла: таким образом повышается удобство обслуживания емкости.

В закрытых отопительных системах обычно присутствует небольшое избыточное давление, поэтому их в обязательном порядке оснащают группой безопасности. В состав узла входит воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан для сброса теплоносителя в аварийном режиме. Эти приборы устанавливают на подающем трубопроводе, что позволяет производить отключения для ремонта и обслуживания. На приподнятых трубопроводах группу безопасности обычно размещают в самой верхней точке.

Способы подключения радиаторов

Мы уже говорили, что в однотрубных отопительных системах теплоноситель проходит радиаторы последовательно. Здесь принято использовать радиаторы с нижними входами и выходами, для обеспечения беспрепятственного прохождения теплоносителя. Также это способствует сохранению его температуры (проходя по кратчайшему пути, он остывает не так быстро). То же самое относится к принудительной циркуляции, где тоже нужно заботиться о минимизации тепловых потерь на пути прохождения теплоносителя.

Схема нижнего подключения радиаторов в однотрубной системе отопления.

Необходимость в использовании нижних входов и выходов связана еще и с тем, что это снижает количество изгибов и удешевляет монтаж. Если у вас будет установлено штук 10 радиаторов, и вы захотите воспользоваться диагональным подключением, то количество изгибов состав более 20 штук – это затруднит проход теплоносителя и снизит температуру настолько, что у циркуляционного насоса просто не хватит сил, чтобы компенсировать ее падение.

Если вы решили монтировать однотрубную систему отопления, мы рекомендуем использовать радиаторы с нижним подводом – благодаря этому вы сэкономите на материалах и фурнитуре, и соберете более эффективную отопительную систему.

Мы уже разобрались, что теплоноситель должен подавать в батареи снизу и выходить на противоположной нижней стороне. Но эффективность такой системы будет мала, даже при использовании циркуляционного насоса. Что же делать в этой ситуации? Ее спасет использование схемы подключения радиаторов «ленинградка». Преимущества схемы:

• Более эффективный прогрев дальних помещений;
• Минимальные расходы на обустройство байпасов;
• Возможность ремонта и замены батарей при включенной системе;
• Возможность регулировки температуры обогрева в каждый комнате.

Так называемая схема подключения батарей — «ленинградка». В основе ее лежит использование байпаса.

Байпас представляет собой перемычку, которая создается между входами и выходами установленных в системе радиаторов. Здесь устанавливаются один или три вентиля. Один вентиль ставится на самом байпасе и позволяет включать и выключать его. Вторые два вентиля ставятся на входе и выходе. Если нужно отключить батарею от системы, перекрываем краны на входе и выходе, открываем кран байпаса и демонтируем батарею (для замены или ремонта).

Для регулировки степени прогрева помещения мы можем включать или отключать байпас, либо вовсе исключать установленную в помещении батарею из отопительной системы (теплоноситель идет через байпас). Такое возможно только с применением схемы подключения батарей «ленинградка».

Другие способы подключения радиаторов можно не пробовать, так как они не обеспечат должную эффективность и не позволят обеспечить более равномерный прогрев помещений.

Подключение батареи на магистральный трубопровод

На уровень теплоотдачи радиаторов влияет способ их подключения к магистрали:

• Диагональный (перекрестный). Этот вариант демонстрирует наибольшую эффективность. Дает возможность максимально прогревать радиаторы по площади, практически исключая тепловые потери. В этом случае подающая труба подводятся на верхний радиаторный патрубок, а обратная коммутируется с нижним патрубком (он находится на противоположной стороне устройства). Диагональное подключение обязательно для многосекционных радиаторов.
• Боковой (односторонний). Обеспечивает равномерный прогрев всех секций батареи. В такой схеме подающий и отводящий трубопроводы расположены с одного направления. Боковое соединение наиболее популярно при организации отопления с верхней разводкой.
• Нижний. Наименее эффективный способ соединения. Несмотря на это, его нередко используют, когда магистральная труба скрывается под полом. Подводящую и отводящую трубу коммутируют к нижним отводам на разных сторонах батареи.

Плюсы и минусы системы

Среди основных достоинств отопления однотрубного типа можно выделить следующие:

• Удобная и более простая маскировка труб в стенах и нишах.
• Быстрая установка.
• Оптимальность для организации отопления на несколько этажей. В этом случае потребуется вести через перекрытия только одну линию.
• Закрытые системы легко настраиваются при помощи радиаторного вентиля.
• Прокладка одинарного трубопровода обходится дешевле, чем монтаж двойных систем.

Подобные системы также имеют и некоторые недостатки:

• Охлаждение теплоносителя при переходе к отдалённым батареям. Сечение трубопровода и число секций имеют ограничения по наращиванию. Для оптимальной работы системы контур может содержать 4-5 батарей.
• Для хорошего тока теплоносителя необходимо монтировать на ответвлениях полнопроходные элементы. Рост сопротивления арматуры проталкивает жидкость по прямой, уменьшая её расход.
• Гидравлическая нестабильность, проявляющаяся в воздействии состояния одного радиатора на другие в ветке. Например, блокировка вентиля на первом приборе приведет к повышению температуры в последующих батарейных блоках, которые начнут перегревать помещение.
• Более высокие затраты, чем на монтаж плечевой системы, состоящей из пары труб.
• Трудность расчётов и балансировки. Размер теплоотдающей поверхности и мощность приборов следует определять предельно точно.
• Большой размер трубок.

Эффективность системы с одной трубой

Разрабатывая проект монтажа однотрубной системы отопления, необходимо учесть немало факторов:

• Имеется ли постоянное электроснабжение.
• Возможность выделения отдельной комнаты (котельной) под оборудование.
• Сколько в доме этажей.
• Особенности конструкции и уровень эстетичности будущей системы.

Каждая отдельная ситуация характеризуется своей спецификой расположения оборудования и способов его коммутации. Помещения небольшой площади (к примеру, дачный домик), практичнее всего оснастить простой самотечной схемой с последовательной коммутацией радиаторов непосредственно в магистральную трубу. Используя 2-3 батареи, можно обойтись без значительного количества запорной арматуры: в этом случае можно попросту слить воду из системы при необходимости.

Если здание имеет большую площадь, требуется применение сложной отопительной системы с рядом ответвлений. В такой ситуации наилучшим вариантом будет принудительная схема отопления типа «Ленинградка». Для нее характерно использование диагональной коммутации теплоотдающих приборов и наличие регулируемых байпасов.

Виды конструкций

Системы отопления могут иметь естественную или принудительную (искусственную) циркуляцию теплоносителя

Первый вариант – классический тип формирования магистрали с расширительным баком, который монтируется под потолком и получает нагретую воду от котла или печи. Жидкость самотёком перемещается по трубкам к батареям. Такой способ надёжен и лёгок в обустройстве, оптимально выполняет свои задачи в помещениях с небольшой площадью.

Естественная циркуляция

Принудительная (искусственная) циркуляция

Современные приборы практически повсеместно снабжаются встроенными насосными системами для циркуляции. Они позволяют организовывать более сложные и масштабные отопительные магистрали для крупных площадей.

К твердотопливным котлам насос подсоединяется отдельно. Это связано с сильным нагревом оборудования во время сжигания топлива.

Мнение эксперта

Гребнев Вадим Савельевич

Монтажник отопительных систем

Некоторые системы (например, тёплый пол) могут быть установлены только с искусственной циркуляцией, с самотечной схемой они не будут функционировать.

Отопительные схемы также могут быть закрытого и открытого вида:

• Старые варианты отопления зачастую имели открытый тип конструкции. С нагревом рос уровень жидкости в бачке и уменьшался по мере остывания. Специальный патрубок служил для сброса пара и чрезмерного давления на улицу либо в канализацию, чтобы предотвратить перегрев магистрали.
• Современные устройства закрытого типа с этой целью оснащаются расширительным резервуаром, компенсирующим рост давления. Для твердотопливных агрегатов предусматривается более крупный бачок, а также клапан для выведения пара и автоматическая водная подпитка.

Сильные и слабые стороны систем с одной трубой

Популярность однотрубного отопления в частном строительстве объясняется достаточно невысокой стоимости конструкции и возможностью самостоятельно осуществить монтажные работы. Это дает возможность сэкономить на привлечении специалистов.

Среди других преимуществ однотрубных систем необходимо выделить следующее:

1. Высокий уровень гидравлической устойчивости. Если отключить часть контуров, это никак не скажется на теплоотдаче остальных элементов системы. Это же самое касается замены батарей или наращивания числа их секций.
2. Небольшой расход труб для организации магистральной линии.
3. Небольшая инерционность. Чтобы разогреть систему, требуется на порядок меньше теплоносителя, чем в схемах с двумя трубами.
4. Внешняя эстетичность. Монтаж однотрубной системы обычно не влияет на красоту интерьера помещения, особенно при использовании скрытой прокладки магистральной трубы.
5. Благодаря использованию инновационной запорной арматуры (автоматических и ручных терморегуляторов) достигается возможность точной настройки режимов работы обогревающего контура и входящих в его состав приборов.
6. Простота и надежность конструкции, что дает возможность установить однотрубную систему отопления своими силами. Это же касается и обслуживание отопления в процессе эксплуатации.

Организовывая подключение устройств управления и контроля системы отопления, можно добиться функционирования его в автоматическом режиме. Допускается также интеграция в систему «Умный дом»: как результат, появляется возможность программировать оптимальные режимы обогрева, учитывая время суток, сезон и т.п.

Главный недостаток однотрубной схемы отопления – наличие дисбаланса между нагревом радиаторов, в зависимости от их удаленности от котла. Это объясняется постепенным охлаждением теплоносителя во время его циркуляции по трубам. Как результат, ближайшие по линии следования теплоносителя батареи оказываются более нагретыми, чем расположенные в удалении. В таких случаях лучше применять приборы чугунного типа, для которых характерно медленное остывание.

Достоинства и недостатки однотрубной теплосети

Плюсы такого отопительного контура особенно ярко проявляются, если монтаж и обслуживание теплосети выполняются своими руками:

• простота монтажа,
• небольшой расход материалов;
• низкая стоимость,
• быстрое прогревание батарей.

Недостатков у этой простой системы практически нет, если её используют для обогрева небольшого дома.

Рекомендуем ознакомиться: Какое очистительное средство выбрать для устранения засоров канализационной системы

С ростом общей площади помещений становится заметным, а иногда и критичным, основной минус теплосети – теплопотери на каждом теплоотдающем приборе – чем дальше батарея от начала контура, тем меньше она нагревается.

Отсюда следует и второй недостаток – сложность, а иногда и невозможность применения такого теплового контура для обогрева строений с большой общей площадью.

Другие способы решения проблемы

Кроме использования чугунных батарей, оптимизировать ситуацию помогает введение в состав одноконтурной системы циркуляционного насоса. После этого температура в обогревающих контурах становится более равномерной, однако слишком длинные трубопроводы все равно приводят к его заметному остыванию.

Для сглаживания этого неприятного явления предлагаются два способа:

1. По мере удаления от котла рекомендуется увеличивать количество секций на радиаторах. Таким образом достигается увеличение их теплоотдающей площади: тепловая энергия в большем количестве начинает распространяться в помещениях, способствуя их равномерному нагреванию.
2. Перед тем, как проводить однотрубное отопление, необходимо продумать максимально рациональное расположение батарей в комнатах. Приборы с наибольшей мощностью лучше разместить в детских, спальнях и помещениях на холодной северной стороне. Далее магистраль ведут в гостиную и кухню. В конце контур находятся нежилые и подсобные помещения.

Благодаря этим мерам достигается некоторая компенсация недостатков однотрубной системы. В особенности это касается малоэтажных зданий площадью до 150 м². В таких случаях однотрубное отопление является самым экономичным вариантом.

С естественной циркуляцией

Для естественной циркуляции важен перепад высоты между самой высокой и самой низкой точкой контура. В однотрубной схеме подключения разделить подачу и обратку не получится без существенного удорожания, ведь потребуется больше труб.

Простым решением и в то же время практичным будет разгонный коллектор. От котла вначале труба поднимается вертикально вверх к расширительному баку в случае с открытой системой. Далее труба опускается по наклонной к первому радиатору.

Подъем разгонного коллектора придаст горячему теплоносителю требуемое ускорение, чтобы он мог циркулировать по контуру. Естественно трубы подбираются по диаметру как можно больше, для снижения сопротивления.

Участки байпаса между подводами каждого радиатора формируются трубой всего на один размер меньше. Устанавливать регулирующую арматуру на байпасе не следует, чтобы не препятствовать току теплоносителя.

Регулировать эффективность каждого теплообменника в такой схеме сложно, точность настройки будет весьма посредственной. Терморегуляторы непосредственно на подключении радиаторов сами по себе существенно снизят теплообмен.