Как сделать однотрубную систему отопления своими руками. Недостатки системы и возможные пути их устранения

Как сделать однотрубную систему отопления своими руками. Недостатки системы и возможные пути их устранения

Как и любая система отопления, не лишена недостатков и «ленинградка». Однако на сегодняшний день существуют способы их устранения.

1. Первый недостаток связан с принципом ее работы: по мере удаления от источника тепла температура радиаторов становится все ниже, и, соответственно, в помещениях будет прохладно.
   Решить эту проблему можно, увеличивая количество секций или площади отопительных приборов в каждой последующей врезке.
   Другим вариантом обеспечения сбалансированности, т.е. равномерности прогрева до требуемой температуры, является установка запорно-регулирующей арматуры: кранов, конусных вентилей, регуляторов, термостатических клапанов, байпасов и т.п.
2. В качестве другого несовершенства такой системы (в классическом исполнении) называют невозможность регулирования температуры и ремонта одного из элементов без полного прекращения ее функционирования. Однако в настоящее время такая схема встречается только в старых домах. Современные варианты уже включают монтаж указанного выше оборудования, позволяющего изменять степень нагрева каждого конкретного радиатора, а также его замены без влияния на работу других.
3. Использование металлических труб не только повышает стоимость «ленинградки», но и затрудняет ее монтаж и ремонт. Выходом из этой ситуации является применение металлопластиковых или полипропиленовых труб.
4. Как и любая однотрубная система, для эффективного функционирования «ленинградка» требует повышенного давления теплоносителя в трубопроводе. Эта проблема устраняется или повышением температуры нагрева жидкости, что не всегда допустимо, или установкой циркуляционного насоса.

Однотрубная система отопления с нижней разводкой. Однотрубная система отопления частного дома.

Наиболее оптимальным вариантом для частных домов будет схема с одним центральным трубопроводом отопления.

В нём теплоноситель непрерывно циркулирует по магистрали от котла до отопительных приборов , отдавая тепловую энергию и тем самым нагревая помещения. В качестве источника тепла может выступать воздух, пар, вода, либо антифриз. Наиболее часто используется водяная система отопления.

В большинстве случаях стандартное отопление основано на следующих физических законах: тепловом расширении жидкости за счёт нагрева в котле, конвекционных силах гравитации.

После нагревания теплоносителя происходит его расширение и соответственно возрастает давление в трубе. Становясь более лёгким он направляется вверх и под воздействием давления, гравитации и конвекции, распространяется по трубам в отопительные приборы. Из за этой особенности труба из котла всегда направленна строго вверх.

После передачи тепла радиаторам охлаждённый теплоноситель устремляется обратно в котёл и цикл повторяется.

Исходя из вышесказанного однотрубная система отопления частного дома — это собой замкнутый маршрут течения теплоносителя.

Однотрубная система отопления частного дома с принудительной циркуляцией

Радиаторы здесь подсоединяются последовательно друг за другом. Однотрубные системы отопления бывают двух видов: с принудительной циркуляцией и естественной. Но тем не менее практически все их элементы аналогичны:

• Котёл, который бывает нескольких видов: на твёрдом топливе, электрический, на газе. Служит в качестве источника создания тепла.
• Оборудование, осуществляющее теплоотдачу: радиаторы , тёплый пол .
• Элемент системы, отвечающий за движение теплоносителя. У принудительной схемы — это насос, у естественной схемы — это специальный участок трубы для разгона теплоносителя.
• Оборудование для компенсации переизбытка давления в трубе: расширительный резервуар открытого или закрытого вида. При открытом типе ёмкость бывает целиком открытой, либо частично. Она подсоединяется к трубопроводу в его высочайшей точке сразу же после котла.
• Так же в данной системе предусмотрен отвод для слива лишнего теплоносителя в канализацию или на улицу. В данном случае теплоноситель непосредственно соприкасается с воздухом, за счёт чего происходит его испарение и насыщение кислородом.При закрытом типе резервуара он полностью герметичен. Внутри бак поделён мембраной на два отделения. В одном отделении находится воздух, другое соединено с трубопроводом. Мембрана служит демпфером. При нагреве теплоноситель, воздействует на мембрану, смещая её в сторону отделения с воздухом. В обратном случае мембрана под давлением образовавшегося сжатого воздуха выдавливает излишек жидкости снова в основной трубопровод.
• Трубы и различная арматура.

Однотрубная система отопления одноэтажного дома. Основные конструктивные элементы однотрубной системы отопления

В первую очередь необходимо рассмотреть конструкцию системы, которая, как вы сами убедитесь довольно проста. Основное отличие однотрубного отопления от двухтрубного заключается в том, что в такой системе полностью отсутствует распределение подающей и обратной трубы.

Полный контур состоит только из одной трубы, которая последовательно соединяет радиаторы. Именно поэтому труба только условно делится пополам, где одна половина, которая выходит из элемента нагрева – падающая, и вторая половина – обратная.

Схема расположения элементов

Для полноценного понимания о том, как устроена эта система необходимо досконально разобраться в её составляющих. Основными элементами такой системы являются:

1. Нагревательный бак . В индивидуальных случаях предусматриваются конструкции на твердом топливе, газе или же электричестве.
2. Отопительные элементы . В их роли в данной ситуации выступают радиаторы. Принцип их работы очень прост — забирая тепло у теплоносителя, они передают его помещению.
3. Расширительный бачок . Его присутствие в системе обязательно. Основная задача — компенсировать расширение теплоносителя, не давая ему повредить трубы.
4. Разводка . В частности, она подразумевает наличие в системе кранов, запорной арматуры и труб.

Важно! Следует отметить, что работает система в любом из случаев по одному принципу, и не зависит от нагревательных элементов и топлива.

Преимущества и недостатки отопления с одной трубой

Чтобы определиться с проектированием системы отопления в своем доме необходимо знать все преимущества и недостатки каждой из них. Говоря о варианте с одним контуром следует выделить его следующие достоинства:

• Обустройство такой системы позволяет значительно сэкономить средства, поскольку требует минимального количества материала. Для монтажа не нужно большое количество соединительных труб, перемычек, подводов к радиаторам и обратных стояков и прочих комплектующих.
• Несомненным достоинством является и внешний вид такого отопления, который с эстетической точки зрения получается гораздо более привлекательным чем остальные.
• Возможность прокладки отопительных элементов под покрытием пола, дверными проемами или облицовочным материалом стен.
• В современных моделях можно добиться поддержания температуры теплоносителя. Делается это за счет последовательной системы подключения радиаторов, оснащенных датчиками температуры.

Говоря о современной комплектации, следует заметить наличие: термостатических клапанов, регуляторов температуры, дополнительных воздухоотводчиков, вентилей балансировки, шаровых кранов.

Система «ленинградка» — разновидность однотрубного отопления с параллельным расположением радиаторов, что позволяет уменьшить снижение температуры при прохождении через систему теплоносителя

Если говорить о слабой стороне данного вида отопления, то можно отметить три существенных недостатка:

• Самым большим недостатком, и в то же время основным отличием однотрубной системы отопления от двухтрубной является последовательное соединение радиаторов. К примеру если в одной из комнат слишком высокая, или же наоборот, слишком низкая температура, для исправления проблемы необходимо подкрутить вентиль на радиаторе, что в последствии приведет к изменению температуры теплоносителя в последующих элементах нагревательной системы.
• Еще одним минусом является необходимость в довольно высоком давлении для циркуляции теплоносителя. Чтобы система работала без сбоев придется установить мощный насос, поскольку естественная циркуляция проходит довольно плохо, в отличие от двухтрубной системы, у которой проблем в этом плане нет. Это может привести к дополнительным затратам, поскольку существует риск образования протечек или разрыва.
• И последним довольно значимым недостатком можно назвать то, что в одноэтажном доме необходима установка однотрубной системы с верхней разводкой. В этом случае роль технического помещения будет выполнять чердак, на котором должен располагаться расширительный бак.

Однотрубная система отопления диаметр труб. Расчет для двухтрубной системы

Имеется двухэтажный дом с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Использоваться будут полипропиленовые изделия, режим работы 80/60 с дельтой температур 20^°C. Теплопотери дома составляют 38 кВт тепловой энергии. На первый этаж приходится 20 кВт, на второй 18 кВт. Схема приведена ниже.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Правое крыло (кликните для увеличения размера)

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Левое крыло (кликните для увеличения размера)

Справа размещена таблица, по которой определять будем диаметр. Розоватая область — зона оптимальной скорости движения теплоносителя.

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 80/60 с дельтой температур 20оС (кликните для увеличения размера)

Начинаем расчет.

1. Определяем, какую трубу нужно использовать на участке от котла до первого разветвления. Через этот участок проходит весь теплоноситель, потому проходит весь объем тепла в 38 кВт. В таблице находим соответствующую строку, по ней доходим до тонированной розовым цветом зоны и поднимаемся вверх. Видим, что подходят два диаметра: 40 мм, 50 мм. Выбираем по понятным соображениям меньший — 40 мм.
2. Снова обратимся к схеме. Там где поток разделяется 20 кВт идет на 1-й этаж, 18 кВт отправляется на 2-ой этаж.  В таблице находим соответствующие строки, определяем сечение труб. Получается, что обе ветки разводим диаметром 32 мм.
3. Каждый из контуров разделяется на две ветки с равной нагрузкой. На первом этаже вправо и влево идет по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблице находим соответствующие значения для этих участков: 25 мм. Этот размер используется и далее до того момента, пока тепловая нагрузка не снизится до 5 кВт (по таблице видно). Далее идет уже сечение 20 мм. На первом этаже на 20 мм переходим после второго радиатора (смотрите по нагрузке), на втором — после третьего. В этом пункте есть одна поправка, внесенная накопленным опытом — лучше переходить на 20 мм  при нагрузке 3 кВт.

Источник: https://alyuminievye-radiatory.aystroika.info/novosti/odnotrubnaya-sistema-otopleniya-chastnogo-doma-odnokonturnaya-shema-ustroystvo-i-princip

Однотрубная система отопления в двухэтажном доме. Однотрубная система отопления двухэтажного дома

Применение однотрубной системы отопления, экономичной простой в монтаже и эксплуатации, долгое время было популярным среди проектировщиков массовых построек. В настоящее время однотрубная система или, как ее еще называют, «ленинградка», продолжает существовать, зачастую в дополненных и модернизированных вариантах.

Характеристика однотрубной системы

Однотрубная система отопления двухэтажного дома представляет собой магистраль, в которой отопительные приборы расположены в последовательном порядке. В первый по ходу радиатор попадает самый разогретый теплоноситель. Оставляя в каждом радиаторе часть своего тепла, далее движется все более охлажденная жидкость. С целью получения необходимого количества тепловой энергии радиаторы, расположенные на удалении от теплогенератора, должны иметь большую площадь, чем приближенные к источнику тепла приборы. (См. также: Системы отопления многоэтажных домов )

Современные однотрубные системы могут быть усовершенствованы с помощью балансировочных вентилей, регуляторов, термостатических клапанов. Эта дополнительная арматура позволяет производить регулирование теплоотдачи отдельных приборов, что делает систему более удобной в эксплуатации.

Варианты однотрубной схемы

Самым простым вариантом данной схемы являлось соединение труб, по которым теплоноситель стекал сверху вниз, без использования стояка. Однако такая схема была малоэффективной, поскольку стекающая сверху вода все более охлаждалась и внизу имела крайне невысокую температуру. Проблему пытались решить с помощью уменьшения количества секций на отопительных приборах на верхних этажах уменьшали, а на нижних увеличивали. Применение системы со стояком немного улучшило ситуацию с отоплением нижних этажей.

Если для многоэтажного дома однотрубная система являлась проблематичной, то для одно- и двухэтажных сооружений она практична и очень удобна. (См. также: Карта сайта )

Плюсами однотрубной системы являются малый расход материалов, возможность изготовления серии узлов одинаковых типоразмеров, что значительно упрощает проведение работ. При данной отопительной схеме система обладает гидравлической устойчивостью, что позволяет исключить пусконаладочные работы.

Виды однотрубного отопления

Вертикальная система отопления, имеющая верхнюю и нижнюю разводку труб, используется для высотных домов. Нижняя разводка может применяться в домах, не имеющих чердачного помещения.

Горизонтальная система однотрубного отопления может эффективно использоваться для одно- и двухэтажных помещений, особенно в случаях, когда один этаж является жилым, а второй нежилым. В таком случае хозяин может по собственному желанию отключать отдельные отопительные зоны, что позволяет избежать излишних трат на оплату отопления. (См. также: Однотрубная система отопления )

Горизонтальная система может быть проложена как над полом, так и в самом полу с применением теплоизоляции с целью исключения потерь тепла. Магистраль монтируется с небольшим уклоном по течению теплоносителя. Радиаторы, снабженные кранами для сброса воздуха, устанавливаются на одном уровне.

Изображенная на рис. 2 схема однотрубного отопления горизонтального типа имеет подающий стояк на второй этаж. По возможности, он должен быть врезан на первом этаже до первого отопительного прибора. В такой разводке двумя контурами регулировать температуру радиаторов можно поэтажно, с помощью кранов, которые установлены перед первой батареей на этаже.

Для частного двухэтажного дома эффективной отопительной схемой является горизонтальная система с использованием циркуляционного насоса.

Однотрубная система отопления без насоса. Теоретическая подковка –, как работает самотек

Естественная циркуляция воды в системах отопления функционирует благодаря гравитации. Как это происходит:

1. Берем открытый сосуд, наполняем водой и начинаем подогревать. Самый примитивный вариант – кастрюля на газовой плите.
2. Температура нижнего слоя жидкости растет, плотность уменьшается. Вода становится легче.
3. Под воздействием притяжения верхний более тяжелый слой опускается на дно, вытесняя менее плотную горячую воду. Начинается естественная циркуляция жидкости, называемая конвекцией.

Справка. Зависимость плотности воды от температуры – не линейная. Чем сильнее греется жидкость, тем быстрее снижается ее плотность, что хорошо заметно на графике.

Пример: если нагревать 1 м³ воды от 50 до 70 градусов, он станет легче на 10.26 кг (ниже смотрим таблицу плотностей при различных температурах). Если продолжить нагрев до 90 °С, то куб жидкости потеряет уже 12.47 кг, хотя дельта температур осталась прежней – 20 °C. Вывод: чем ближе вода к точке кипения, тем активнее происходит циркуляция.

Аналогичным образом теплоноситель циркулирует самотеком по домашней сети теплоснабжения. Подогреваемая котлом вода теряет вес и выталкивается кверху остывшим теплоносителем, вернувшимся из радиаторов. Скорость течения при перепаде температур 20–25 °C составляет всего 0.1…0.25 м/с против 0.7…1 м/с в современных насосных системах.

Малая скорость движения жидкости по магистралям и приборам отопления вызывает такие последствия:

1. Батареи успевают отдать больше тепла, а теплоноситель – остыть на 20–30 °C. В обычной отопительной сети с насосом и мембранным расширительным баком температура падает на 10–15 градусов.
2. Соответственно, котел должен производить больше тепловой энергии после запуска горелки. Держать генератор на температуре 40 °C бессмысленно – течение замедлится до предела, батареи станут холодными.
3. Чтобы доставить до радиаторов потребное количество тепла, надо увеличить проходное сечение труб.
4. Фитинги и арматура с высоким гидравлическим сопротивлением способны ухудшить либо вовсе остановить самотек. Сюда относятся обратные и трехходовые клапаны, резкие повороты на 90° и сужения труб.
5. Шероховатость внутренних стенок трубопроводов не играет большой роли (в разумных пределах). Маленькая скорость жидкости – невысокое сопротивление от трения.
6. Котел на твердом топливе + самотечная система отопления может спокойно работать без теплоаккумулятора и смесительного узла. Благодаря медленному течению воды конденсат в топливнике не образуется.

Правильная однотрубная система отопления. Что такое однотрубная система с нижней разводкой

Из названия понятно, что все батареи подключены к одной трубе, уложенной снизу по периметру отапливаемых помещений. Батареи к трубе присоединяются последовательно, вход/выход в батареях может быть нижним или диагональным (второй вариант имеет лучшие показатели по эффективности обогрева). Все батареи могут работать только одновременно.

Пример подключения радиаторов

Для расширения возможностей регулировки температуры в каждом помещении используется байпасная система – батареи подключаются параллельно к одной трубе, могут работать по отдельности и одновременно, дополнительно регулируется температура нагрева каждой батареи.

Подключение радиатора отопления

По виду контура однотрубная система бывает открытой и закрытой.

1. В открытой есть расширительный бачок для приема увеличенного объема воды и слива излишков. Бачок связан с атмосферой, что и дало системе название открытой.

   Расширительный бак открытого типа

   Открытый расширительный бак

   Открытый расширительный бак способствует повышенной испаряемости жидкости, и, как следствие, необходимо постоянно следить за восполняемостью этой жидкости

2. В закрытой системе расширительный бачок закрытого типа, вся система под давлением. Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций в закрытом варианте на системе монтируется группа безопасности: манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан.

   Устройство закрытых расширительных баков

   Расширительный бачок мембранного типа

   Расширительный бак для отопления

Однотрубная система с нижней разводкой может работать только с принудительным движением теплоносителя (с насосом), да и то длина контура ограничивается. Вернее не столько длина контура, сколько количество подключенных батарей и их фактическая теплоотдача.

Однотрубная система отопления частного дома

Эти знания нужны для того, чтобы понимать принцип действия системы и знать, чего с ее помощью можно достичь. Такие знания дают возможность более осознанно делать монтаж, будет ясно, зачем нужна каждая труба и каждый кран. Байпасная система значительно улучшает характеристики однотрубного отопления, но по монтажу сложнее, по количеству составных элементов и стоимости дороже. Кроме того, ее можно монтировать только над напольными покрытиями, в противном случае регулировочные игольчатые краны будут недоступными.

Однотрубная система отопления с насосом. Как выбрать насос для отопления

Лучше всего подходят для установки специальные малошумные циркуляционные насосы центробежного типа с прямыми лопастями. Они не создают избыточно большого давления, а проталкивают теплоноситель, ускоряя его движение (рабочее давление индивидуальной системы отопления с принудительной циркуляцией 1-1,5атм, максимальное – 2атм). Некоторые модели насосов имеют встроенный электропривод. Такие устройства можно устанавливать прямо в трубу, их называют еще «мокрыми», а есть устройства «сухого» типа. Отличаются они только правилами монтажа.

При установке любого типа циркуляционного насоса желательна установка с байпасом и двумя шаровыми кранами, которые позволяют снять насос для ремонта/замены без останова системы.

Подключать насос лучше с байпасом — для возможности его ремонта/замены без разрушения системы

Установка циркуляционного насоса позволяет регулировать скорость продвижения теплоносителя по трубам. Чем активнее движется теплоноситель, тем больше тепла он разносит, а значит, помещение нагревается быстрее. После того, как заданная температура достигнута (отслеживается или степень нагрева теплоносителя или воздуха в помещении в зависимости от возможностей котла и/или настроек), задача меняется – требуется поддерживать заданную температуру и скорость потока уменьшается.

Для системы отопления с принудительной циркуляцией недостаточно определиться с типом насоса

Важно рассчитать его производительность. Для этого, прежде всего, нужно знать теплопотери помещений/зданий, которые будут отапливаться

Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю. В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

• для одно- и двухэтажных домов потери при самой низкой сезонной температуре -25 о С составляют 173Вт/м 2. при -30 о С потери 177 Вт/м 2 ;
• многоэтажные дома теряют от 97Вт/м 2 до 101Вт/м 2 .

Исходя из определенных теплопотерь (обозначаются Q) можно найти мощность насоса по формуле:

c – удельная теплоемкость теплоносителя (1,16 для воды или другое значение из сопроводительных документов к антифризу);

Dt – разница температур между подачей и обраткой. Этот параметр зависит от типа системы и составляет: 20 о С для обычных систем, 10 о С для низкотемпературных и 5 о С для систем теплого пола.

Полученную величину нужно перевести в производительность, для чего нужно разделить на плотность теплоносителя при рабочей температуре.

В принципе, можно при выборе мощности насоса для принудительной циркуляции отопления руководствоваться усредненными нормами:

• с системах, обогревающих площадь до 250м 2. используют агрегаты производительностью 3,5м 3 /ч и создаваемым напором 0,4атм;
• на площадь от 250м 2 до 350м 2 требуется мощность 4-4,5м 3 /ч и давлением 0,6атм;
• в системы обогрева площади от 350м2 до 800м2 устанавливают насосы производительностью 11м 3 /ч и давлением в 0,8атм.

Но учесть нужно, что чем хуже утеплен дом, тем большие мощности оборудования (котла и насоса) могут потребоваться и наоборот – в хорошо утепленном доме могут потребоваться половинные от указанных величины. Эти данные – средние. То же самое можно сказать относительно создаваемого насосом давления: чем уже трубы и более шероховатая их внутренняя поверхность (выше гидравлическое сопротивление системы), тем выше должно быть давление. Полный расчет – сложный и муторный процесс, в котором учитывается множество параметров:

Мощность котла зависит от площади отапливаемого помещения и потерь тепла

• сопротивление труб и фитингов (о том, как выбрать диаметр труб отопления читайте тут );
• длина трубопровода и плотность теплоносителя;
• количество, площадь и вид окон и дверей;
• материал, из которого сделаны стены, их утепление;
• толщина стен и утепления;
• наличие/отсутствие подвала, цоколя, чердака а также степень их утепления;

Вообще, теплотехнический расчет – один из самых сложных в области. Так что если хотите знать точно, какой мощности вам нужен насос в системе, закажите расчет у специалиста. Если нет – подбирайте основываясь на усредненных данных, корректируя их в ту или другую сторону в зависимости от вашей ситуации. Только нужно учесть, что при недостаточно высокой скорости движения теплоносителя система сильно шумит. Потому в данном случае лучше взять более мощное устройство — расход электроэнергии небольшой, да и система будет более эффективной.

Источник: https://alyuminievye-radiatory.aystroika.info/novosti/odnotrubnaya-sistema-otopleniya-chastnogo-doma-odnokonturnaya-shema-ustroystvo-i-princip