Однотрубная система отопления частного дома: выбираем лучшую схему

Проектирование принципиальной и рабочей схемы, монтаж трубопроводов и рабочего оснащения, требуют профессионального подхода, привлечения проверенных специалистов, имеющих опыт в конструировании систем отопления различной сложности.

Каким должен быть материал труб

Чтобы создать систему с принудительной циркуляцией можно использовать полимерные трубы. Также довольно неплохим материалом для этой задачи является металлополимер. Но если вы решите использовать металлопластик, то вам понадобятся пресс-фитинги.

Внимание! Подобные материалы подходят только для систем отопления с принудительной циркуляцией в частных домах. У тех, у которых полностью автономные системы.

Каким должен быть материал труб

Если же говорить про оптимальный материал, то неплохо себя показывает полипропилен. Трубы из него легко монтировать, к тому же они обладают высокой надёжностью.

В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?

Только не в 3-х этажном доме. «Самотечный» теплоноситель движется «лениво». Имеющиеся 20 кг разницы в весе тонны нагретой и холодной воды не создадут достаточной разницы давлений между «подачей и «обраткой для интенсивного движения по трубам, батареям.

В двухэтажном доме «самотек» будет работать неплохо, но второй этаж должен быть полноценным, имеющим чердак, позволяющий установить расширительный бачок. От котла в подвале (приямке) до бачка идет главный вертикальный стояк подачи. От стояка отходит «лежак», уклоняющийся вниз. От «лежака» опускаюся стояки к этажным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает устройство отопления многоэтажного дома.

Самотечная однотрубная вертикальная система 2-х этажного дома.

Мансардный второй этаж вашего дома, имеющий окна в крыше (невысоких стенах) затрудняет монтаж самотечной системы. Мансарда исключает установку открытого расширительного бачка, наполненного антифризом. Герметичный бачок с газоотводящей трубкой, выведенной наружу, спасет положение, увеличивая затраты.

Наклонные трубы-«лежаки» плохо вписываются в пространство мансарды, могут пересекать оконные проемы, портя интерьер помещения.

«Самотек» больше подходит одноэтажным домам в местностях, характеризуемых ненадежным электроснабжением.

Схема системы отопления двухэтажного дома: разновидности

В последнее время все большую популярность набирают, так называемые, эко-системы, поддерживающие естественную циркуляцию теплоносителя в трубах. Но, с точки зрения эргономичности, компактности и экономии – лучше применять отопительные сети с принудительной циркуляцией, так как она имеет больше преимуществ и более проста в установке. Для сравнения рассмотрим обе схемы системы отопления двухэтажного дома с двумя трубопроводами.

Естественная циркуляция

Требует установки расширительного бачка, а также накопительных емкостей для теплоносителя на верхнем этаже дома. То есть, от котла, как правило, размещенного на нижнем уровне, по магистрали подается горячая вода на чердак – откуда самотеком теплоноситель распространяется по всем потребителям. Охлажденная жидкость, под действием естественных физических законов, стекает вниз к котлу для последующего нагрева. Особенности данной схемы таковы:

  1. минимум энергозатрат, так как насос подает горячий теплоноситель только вверх, что снижает время его работы, затраты на электричество;
  2. по трубам теплоноситель течет самостоятельно, наполняя радиаторы, конвекторы и батареи;
  3. к минусам относят большие потери в тепле и в давлении – теплоноситель в процессе самостоятельного опускания по трубам теряет часть температуры, а скорость наполнения батарей зависит от состояния жидкости;
  4. из-за разности в плотностях холодного и горячего теплоносителя, необходимо использовать трубы разного диаметра, чтобы обеспечить равномерную подачу и отвод жидкости.
Читайте также:  Ремонт газовых колонок "Вектор Люкс" своими руками: обзор типовых поломок и их способов их устранения

Принудительная циркуляция

Такая схема отопления двухэтажного частного дома признана наиболее экономичной и эффективной, так как находится в зоне наилучшего соотношения параметров «цена/качество/эффективность». Основное отличие данного варианта состоит в том, что для подачи горячего теплоносителя используется циркуляционный насос, обеспечивающий высокие показатели наполнения батарей и системы теплого пола. Главные характеристики двухтрубной схемы с принудительной циркуляцией:

  1. одинаковое давление во всех трубах и равномерная подача к радиаторам и батареям;
  2. возможность ускорить или ослабить подачу теплоносителя в любое время;
  3. использование труб меньшего диаметра – так как жидкость идет под давлением, то ее физические характеристики никак не влияют на магистрали;
  4. быстрота нагрева помещения;
  5. практически нулевые теплопотери в процессе подачи теплоносителя к потребителям;
  6. постоянная работа насосов приводит к некоторому увеличению расходов на электричество;
  7. компактность системы – все основные рабочие элементы можно разместить в небольшом по площади помещении.

Разводка – обустройство трубопроводов

Принудительная двухтрубная схема отопления двухэтажного частного дома может иметь разные типы компоновки, в зависимости от персональных пожеланий заказчика. В принципе, наличие двух магистралей уже гарантирует широкие возможности по регулированию тепла в помещениях, но и разнообразные типы разводки помогают создать надежные и функциональные подсети, направленные на обеспечение разного уровня комфорта:

  • последовательная – самая простая, но в то же время, наиболее малоэффективная для двухуровневого коттеджа. Принцип действия заключается в том, что подающая и отводящая магистрали расположены по всему периметру здания и потребители получают теплоноситель по очереди – от ближнего к дальнему. При этом регулировать степень отопления не получится, так как закрытие крана на одной батарее приводит к тому, что все последующие также не получают горячей жидкости;
  • параллельное – эффективный способ компоновки, когда к магистральным блинным трубопроводам, подводящему и отводящему, присоединены батареи или радиаторы. В таком виде можно осуществить индивидуальную регулировку для каждой комнаты, как в варианте подачи, так и в скорости отвода остывшей жидкости. Данная схема отопления двухэтажного частного дома широко распространена, так как, в некоторых случаях, не требует больших финансовых и рабочих вложений;
  • лучевая – самая сложная, но и наиболее гибкая система разводки. Здесь работает принцип индивидуальной компоновки, когда каждая комната, а подчас и каждый потребитель, имеют собственную подводящую и отводящую магистраль. Это позволяет создавать собственный микроклимат для комнат различного назначения. Монтаж лучевой двухтрубной разводки требует тщательного проектирования и привлечения опытных монтажников, так как качество прокладки коммуникаций напрямую зависит от квалификации специалистов.

Для одноэтажного дома

Наиболее простая схема однотрубного отопления, которая уже более полувека применяется застройщиками – это «Ленинградка».

Важно! Сейчас, большинство котельных установок оснащаются циркуляционными насосами, поэтому в данной публикации будут рассмотрены варианты СО с принудительным перемещением теплоносителя.

Для одноэтажного дома
  • Отопительная установка. Для реализации данной СО подходят котлы, работающие на твердом топливе, газе (природном или сжиженном) и электричестве. Теоретически, подходят и жидкотопливные котлы, но возникает проблема хранения топлива в частном доме.
  • Группа безопасности, которая состоит из подрывного клапана, настроенного на определенное давление в системе, автоматического воздухоотводчика и манометра.
  • Радиаторы, подключенные к системе через запорные шаровые краны. В перемычке между входом и выходом каждого радиатора установлены игольчатые балансировочные вентили.
  • На обратной ветке трубопровода установлен мембранный расширительный бак, для компенсации теплового расширения теплоносителя.
  • Циркуляционный насос, который создает принудительное движение теплоносителя по СО.

Теперь о том, что еще не указано на данном эскизе, но является обязательным элементом для надежной работы данной схемы. Выше был упомянут только насос, но не указана его обвязка, которая включает в себя три шаровых запорных крана, между которыми установлены фильтр грубой очистки и насос. Достаточно часто насосная группа с обвязкой включается в СО через перемычку, тем самым образуя байпас.

Читайте также:  5 схем отопления с теплым полом и радиаторами в частном доме

Что касается трубопровода: так как температура на выходе из котла может достигать 80°С, то рекомендуется для контура «Ленинградки» использовать армированные полипропиленовые трубы необходимого диаметра. Почему армированные? Все дело в том, что полимерные трубы достаточно дешевы и практичны, их легко монтировать и они имеют небольшую массу. Но, полимерные трубы при нагреве изменяют свою длину. Армированный полимер такой «болезнью» не страдает.

Для одноэтажного дома

Совет: несмотря на то что в данном варианте СО предусмотрен автоматический воздухоотводчик, случаи завоздушивания контура имеют место. Для решения данной проблемы рекомендуется использовать на радиаторах краны Маевского.

Разновидности схем подключения радиаторов

Характерно, что для хорошего отопления недостаточно того, чтобы котлы хорошо нагревали воду. Очень важно для поступления теплоносителя в радиаторы правильно их подключить.

На практике для однотрубного используется нерегулируемое последовательное подключение. Правда, этой проблемы удастся избежать, если у вас будет использована двухтрубная система. Данная система также не использует регулятор, однако, если радиатор завоздушится, система будет функционировать, поскольку вода будет проходить через перемычку (байпас). Правда для такой системы, как теплый пол, данный вариант не подходит.

Подробнее о необходимости установки байпаса можно прочитать здесь: 

Установка за перемычкой двух шаровых кранов позволяет, перекрыв поток, снять или отключить радиаторы, при этом систему останавливать не нужно. Так правильный расчет радиаторов отопления позволит Вам помещение оснастить теплоаккумулятором. [warning]Совет специалиста: циркуляция воды в системе осуществляется за счет разницы температур и разной плотности, поэтому обратный клапан устанавливать не нужно.[/warning]

Расчет элементов системы отопления

Чтобы произвести расчет отопительной системы, нужно изготовить план отопления двухэтажного дома. При этом важно не только выбрать тип системы и продумать разводку, но и рассчитать мощность котла.

Обычно рекомендуют воспользоваться принципом, что на каждый квадратный метр отапливаемой площади нужна мощность котла в 100 Вт. Этот принцип не учитывает важные параметры самой постройки и ее теплопотери.

Лучше выполнять расчет отдельно по помещениям с учетом следующих параметров:

  • назначение комнаты;
  • ориентация ограждающих конструкций помещения (и их количество);
  • габариты и количество оконных проемов (какие стеклопакеты);
  • учитывают наличие или отсутствие дверей;
  • обязательно делают расчет мощности по площади.

За основу такого расчета берется описанный выше принцип, но при этом учитываются другие поправки и коэффициенты, которые влияют на комфортность помещения и позволяют компенсировать возможные тепловые потери.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

При подборе диаметра труб играют роль не только размеры системы и количество радиаторов, но и материал, из которого они сделаны, вернее, гладкость стенок. Для гравитационных систем это очень важный параметр. Хуже всего дело обстоит у обычных металлических труб: внутренняя поверхность шероховатая, а после использования она становится еще более неровной из-за процессов коррозии и накопившихся отложений на стенках. Потому такие трубы берут самого большого диаметра.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

Стальные трубы через несколько лет могут выглядеть так

Предпочтительнее с этой точки зрения металлопластиковые и армированные полипропиленовые. Но в металлопластиковых используются фитинги, значительно заужающие просвет, что для самотечных систем может стать критичным. Потому более предпочтительными выглядят армированные полипропиленовые. Но они имеют ограничения по температуре теплоносителя: рабочая температура 70оС, пиковая – 95оС. У изделий из особого пластика PPS рабочая температура 95оС, пиковая – до 110оС. Так что в зависимости от котла и системы в целом можно использовать эти трубы, с условием, что это качественные фирменные изделия, а не подделка. Подробнее о полипропиленовых трубах читайте тут.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

Металоопластик и полипропилен также может использоваться для монтажа систем отопления

Трубы для систем с естественной циркуляцией

Но если предполагается установка твердотопливного котла, то никакой полипропилен таких тепловых нагрузок не выдержит. В этом случае или все-таки использовать стальные, или оцинковку и нержавейку на резьбовых соединениях (сварку при монтаже нержавейки не использовать, так как швы очень быстро протекают). Подойдет и медь (о медных трубах написано тут), но она также имеет свои особенности и с ней нужно обращаться осторожно: не со всеми теплоносителями она будет нормально себя вести, а уж с алюминиевыми радиаторами ее в одной системе лучше не использовать (они быстро разрушаются).

Читайте также:  Выбираем дровяные печки длительного горения для дачи

Особенность систем с естественной циркуляцией – их невозможно рассчитать из-за образования турбулентных потоков, которые расчетам не поддаются.  Проектируют их основываясь на опыте и усредненных, опытным путем выведенных, нормах и правилах. В основном действуют правила:

Трубы для систем с естественной циркуляцией
  • поднять как можно выше точку разгона;
  • не заузить трубы подачи;
  • поставить достаточное количество секций радиаторов.

Потом применяют еще одно: от места первого разветвления и каждое последующее ведут трубой меньшего на шаг диаметра. Например, от котла идет 2-х дюймовая труба, далее от первого разветвления 1 ¾, потом 1 ½ и т.д.  Отбратку собирают  от меньшего диаметра к большему.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

Есть еще несколько особенностей монтажа гравитационных систем. Первая – трубы желательно делать под уклоном в 1-5% в зависимости от протяженности трубопровода. В принципе при достаточном перепаде температур и высоты, можно сделать и горизонтальную разводку, главное чтобы не было участков с отрицательным уклоном (наклоненных в обратную сторону), которые из-за образования в них воздушных пробок перекроют движение потока воды.

Самотечная система однотрубная с вертикальной разводкой на два крыла (контура)

Трубы для систем с естественной циркуляцией

Вторая особенность – в самой высокой точке системы нужно установить расширительный бак и/или воздухоотводчик. Расширительный бак может быть открытого типа (система тоже будет открытой) или мембранного (закрытая). При установке открытого отводить воздух нет необходимости он собирается в наивысшей точке – в бачке и выходит в атмосферу. При установке бака мембранного типа требуется также установка автоматического воздухоотводчика. При горизонтальной разводке не помешают краны «маевского» на каждом из радиаторов – с их помощью легче убрать все воздушные пробки в ветке.

Состав системы водяного отопления

Водяные системы называют ещё жидкостными, а ещё – гидравлическими, потому что тепло здесь передаётся от отопительного котла к отопительным приборам (радиаторам, конвекторам, тёплым полам) посредством циркулирующей по трубопроводу нагретой жидкости (теплоносителя).

То есть, водяная система отопления – это замкнутая цепочка, состоящая из соединённых между собой труб, отопительного котла, отопительных приборов, заполненных жидкостью. В систему отопления входят и другие составляющие: краны, гайки, расширительный бак, манометр, блок безопасностии, но об этом речь ещё впереди, а пока будем рассматривать лишь основные элементы.

Схема системы отопления: основные приборы системы отопления (котёл, радиаторы, трубопровод).