Однотрубная система отопления: схема, расчет, плюсы и минусы

Для того чтобы проживать в загородном доме было комфортно, его владельцам, конечно же, нужно обустроить в нем, помимо всего прочего, систему отопления. Собираться такие коммуникационные сети могут с использованием разных схем. Но чаще всего в загородных жилых зданиях монтируются однотрубные системы водяного отопления. Конструкцию такие сети имеют предельно простую, а поэтому собираются они часто просто своими руками, без вызова специалистов на дом.

Что представляет собой система

Основными элементами конструкции однотрубной сети, как и любой другой, являются:

• газовый котел;

• радиаторы отопления;

• магистрали разводки;

• расширительный бак;

• группа безопасности;

• циркуляционный насос.

От отопительных систем других разновидностей однотрубная отличается прежде все тем, что магистраль в данном случае используется только одна. Прокладывается труба в таких сетях по «кольцу», а радиаторы подключаются последовательно. Понятия "подача" и "обратка" в данном случае используются лишь условно.

Основные плюсы и минусы однотрубной системы отопления

Помимо кольцевых в частных домах могут монтироваться сети:

• двухтрубные;

• коллекторные.

Обе эти разновидности также пользуются довольно-таки большой популярностью у владельцев загородных домов. Однако в сравнении с такими системами отопления однотрубные имеют ряд преимуществ:

• простоту конструкции;

• дешевизну;

• удобство в эксплуатации;

• легкость в монтаже.

Хотя собираются однотрубные системы по предельно простой схеме, свою функцию они выполняют в большинстве случаев очень хорошо. Обычно в конструкцию таких сетей, как и любых других, помимо всего прочего входит и циркуляционный насос. Однако при желании по такой схеме можно обустроить и гравитационную отопительную сеть. Коммуникации такого типа имеют и то преимущество, что являются энергонезависимыми.

Зачастую владельцы загородных домов при использовании циркуляционного насоса дополнительно монтируют разводку таким образом, чтобы в случае отключения электроэнергии теплоноситель перемещался в ней самотеком. То есть, по сути, используют для обогрева здания однотрубную систему комбинированного типа.

К плюсам таких сетей можно отнести и их универсальность. Смонтировать систему этого типа можно как в одно-, так и в двух-, трехэтажном жилом здании. При этом сама схема может быть реализована несколькими способами.

Преимуществ у кольцевых сетей, таким образом, имеется множество. Однако однотрубная система отопления － горизонтальная или вертикальная, к сожалению, имеет и один существенный недостаток. Батареи, как уже упоминалось в таких сетях устанавливаются последовательно. То есть теплоноситель протекает через них поочередно. При этом вода по мере продвижения по контуру, конечно же, охлаждается. В результате ближние к котлу радиаторы в такой системе прогреваются сильнее, чем дальние. А это в свою очередь отрицательно сказывается на микроклимате всего дома в целом. В одних помещениях при использовании таких систем может быть слишком жарко, в других — холодно.

Неравномерный прогрев батарей － недостаток довольно-таки серьезный. Однако в маленьких по площади домах разница температуры радиаторов обычно бывает не слишком заметной. В больших же зданиях подобную проблему можно легко решить, просто немного модернизировав систему на этапе ее сборки. Для того чтобы иметь возможность регулировать прогрев каждого радиаторов, их при монтаже таких сетей устанавливают на байпасах с использованием специальной арматуры.

Какие еще минусы имеет

Гравитационные однотрубные системы отопления в загородных домах сегодня обустраиваются не слишком часто. В большинстве случаев для перекачки теплоносителя по магистралям таких сетей все же используются насосы. Однако отопительные системы с естественной циркуляцией иногда еще можно видеть на дачах и в загородных жилых зданиях. Некоторым недостатком систем этого типа является, помимо всего прочего, то, что для их сборки обычно используются довольно-таки толстые трубы. Выглядеть магистраль сети с естественной циркуляцией теплоносителя, к сожалению, может не слишком эстетично.

Есть у однотрубных систем отопления и еще один небольшой недостаток. Владельцы загородных домов, решившие смонтировать такую сеть, должны иметь в виду то, что «теплый пол» они в последующем проложить в комнатах не смогут.

Стандартная схема однотрубной системы отопления

Монтируют сети этого типа обычно с использованием такой технологии:

• устанавливают в доме газовый, электрический или твердотопливный котел;
• монтируют радиаторы отопления;
• протягивают от котла по стенам магистраль;
• подключают через байпасы радиаторы;
• устанавливают циркуляционный насос и расширительный бак.

На заключительном этапе при сборке однотрубной системы отопления магистраль подводят обратно к котлу и подключают ее.

Способы врезки радиаторов

Батареи при сборке такой системы отопления могут подключаться:

• снизу;

• по диагонали;

• сбоку.

Чаще всего владельцы небольших одноэтажных зданий используют нижнюю или, как ее еще называют, седельную схему врезки радиаторов. Недостатком такого способа является не слишком высокий КПД батарей. Однако монтаж однотрубной системы отопления с нижней разводкой имеет и одно немаловажное преимущество. При применении такой технологии магистраль можно легко провести в пироге пола. А это в свою очередь самым благоприятным образом сказывается на внешнем виде помещений.

Также очень популярной у владельцев загородных домов технологией подключения в однотрубной системе отопления радиаторов является диагональная. Врезка батарей, таким образом, позволяет использовать их потенциал по максимуму. Радиаторы, подключенные по диагонали, в дальнейшем выполняют свои функции с самым высоким КПД.

На каждой батарее в такой системе, вне зависимости от способа врезки, помимо всего прочего устанавливается воздухоотводчик. Чаще всего это кран Маевского.

Вертикальная однотрубная система со стояком в двухэтажных коттеджах

Чаще всего такие сети монтируются в одноэтажных зданиях. Однако иногда системы этой разновидности обустраиваются и в коттеджах в 2-3 этажа. В этом случае в здании может быть реализована схема однотрубной системы отопления со стояками. По сути, в данном случае в доме монтируется несколько таких сетей, расположенных в вертикальных плоскостях. При этом радиаторы к магистралям присоединяются боковым способом.

Стояки в такой сети включают уже в двухтрубную систему. Каждый однотрубный контур в данном случае параллельно присоединяется к трубам подачи и обратки такой сети.

Горизонтальная система

Конечно же, в коттеджах может реализовываться не только вертикальная схема однотрубного отопления. В таких зданиях часто монтируется и обычная горизонтальная сеть (ленинградка). В этом случае в двухэтажных домах однотрубная система отопления обустраивается следующим образом:

• на подаче монтируется тройник;

• к тройнику присоединяется горизонтальная труба подачи на первый этаж и вертикальная — на второй;

• к вертикальному стояку на втором этаже присоединяется труба подачи на радиаторы;

• на первый этаж за радиаторами выводится вертикальный отрезок;

• к нему подключаются подача первого этажа и горизонтальный участок, ведущий обратно к котлу.

Проектирование сети

Конструкцию однотрубные системы отопления имеют простую. Однако оборудование для таких сетей, как и любых других, конечно же, следует выбирать правильно. При проектировании однотрубной системы нужно определиться в первую очередь:

• с мощностью и типом котла;

• с количеством радиаторов;

• объемом расширительного бака;

• с видом и толщиной труб для разводки.

Также владельцам дома нужно будет приобрести и циркуляционный насос достаточной мощности.

Какой выбрать котел

Нагревательные агрегаты в однотрубных системах отопления с принудительной циркуляцией или естественной могут использоваться абсолютно любые: электрические, твердотопливные, жидкотопливные, газовые. При этом, конечно же, в большинстве своем в загородных домах устанавливаются котлы, работающие на «голубом топливе».

В любом случае, какое бы нагревательное оборудование не было выбрано для сборки системы отопления загородного дома, важно в первую очередь определиться с его мощностью. Специалисты выполняют расчет котлов с учетом множества самых разных факторов:

• материала изготовления стен;

• общей площади дверных и оконных проемов здания;

• наличия утепления ограждающих конструкций или его отсутствия;

• климатических особенностей местности и пр.

Однако самостоятельно однотрубные системы обычно, конечно же, монтируют в очень небольших по площади домах. В данном случае нанимать специалистов для сложных расчетов особой необходимости нет. Расчет котла для таких зданий производится их владельцами самостоятельно по упрощенной схеме. Выбирают нагревательные агрегаты для небольших домов просто, исходя из того, что для обогрева 10 м² площади помещения требуется примерно 1 кВт их мощности. То есть, к примеру, в доме площадью 50 м² нужно устанавливать котел мощностью не менее 5 кВт.

Выбор и расчет радиаторов

Батареи при сборке отопительных сетей загородных домов, в том числе и однотрубных, могут монтироваться:

• чугунные;

• алюминиевые;

• стальные;

• биметаллические.

Но чаще всего в частных жилых зданиях устанавливается все же последняя разновидность радиаторов. Плюсами биметаллических батарей являются в первую очередь долгий срок службы, простота в монтаже и невысокая стоимость.

Продаются такие радиаторы обычно по секциям. Необходимое количество последних, как и при выборе котла, рассчитывают чаще всего исходя из того, что на обогрев 10 м² площади необходим 1 кВт мощности батареи.

Расчет труб

Магистрали при сборке однотрубной системы отопления частного дома могут протягиваться:

• стальные;

• медные;

• металлопластиковые.

В наше время для монтажа отопительных систем в большинстве случаев при этом используются металлопластиковые трубы. Такие магистрали способны выдерживать достаточно большое давление в системе, отличаются надежностью и служат очень долго.

Расчет сечения труб любой разновидности для домашней отопительной сети выполняют с использованием следующей формулы:

• D=√354*(0.86*Q/Δt°)/v, где

Q — количество тепла, необходимого для обогрева дома, Δt — разница температур на входе и выходе котла, V — скорость движения теплоносителя. По формуле рассчитать диаметр труб относительно несложно. Но еще проще определить этот показатель, пользуясь специальными таблицами. В данном случае такие показатели, как температура теплоносителя, скорость его движения и количество нужного для обогрева здания тепла просто подставляются в соответствующие графы.

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса

Оборудование этого типа в однотрубной системе создает в магистрали напор и перекачивает по контуру объем теплоносителя, необходимый для эффективного обогрева всех помещений в доме.

Рассчитать мощность насоса в однотрубной системе отопления с принудительной циркуляцией можно несколькими способами. К примеру, для этой цели часто используют следующую формулу:

• Q=N/(t2-t1), где

Q — расход насоса, N — мощность приобретенного для загородного дома котла, t1 — температура теплоносителя на выходе, t2 — на входе.

Можно также выбрать для однотрубной системы отопления насос, ориентируясь на нормативы СНиП. Считается, к примеру, что для небольших зданий высотой максимум в два этажа лучше всего подходят насосы мощностью 173-177 Вт/м². Для домов от 3 этажей рекомендуется приобретать оборудование этого типа на 97-101 Вт/м².

Иногда владельцы загородных домов выбирают насосы и с учетом таких показателей, как степень износа и качество теплоизоляции здания. В этом случае мощность определяют по специальным таблицам.

Объем расширительного бака

Вода при охлаждении способна, как известно, расширяться. Повышение же давления в магистралях однотрубной системы отопления частного дома может привести к таким неприятным последствиям, как разрыв магистрали и выход из строя основного оборудования. Чтобы такого не происходило, в трубу такой сети в обязательном порядке врезается расширительный бак.

Прежде чем покупать такое оборудование, конечно же, также нужно сделать его расчет. Определяют объем расширительного бака по такой формуле:

• W = π (D2/4) L, где

D — внутренний диаметр трубопровода, L — общая длина контура системы. Устанавливается бак в однотрубной системе отопления обычно рядом с котлом на той трубе, по которой в него возвращается теплоноситель.