Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией

В Российской Федерации по большей части системы отопления многоэтажных домов являются централизованными, то есть, функционируют от ТЭЦ или центральной котельной. Но сами водяные контуры смонтированы по-разному, то есть они могут быть сделаны, как однотрубные, так и двухтрубные.

Для пассивных пользователей это не имеет никакого значения, но в случае капитального ремонта квартиры своими руками, вам придётся научиться разобраться в этих нюансах.

Двухтрубная и однотрубная система подключения радиаторов

Одноконтурная трубная разводка отопления

Принцип ее работы – обеспечение передвижения рабочей жидкости по одной трубе. Что это значит? По общему стояку нагретая вода или антифриз выдавливается на верхний уровень системы отопления, а радиаторы последовательно подключаются в трубе обратной подачи теплоносителя в котел. Очевидно, что верхние этажи или самые первые в схеме радиаторы будут нагреваться быстрее и сильнее, поэтому однотрубная система отопления используется только в одноэтажных или малоэтажных (2-3 этажа) домах, где разница в температуре подачи и обратки не так заметна. В одноэтажном доме все радиаторы будут нагреваться практически до одной и той же температуры.

Достоинства, особенности отличие однотрубной системы отопления:

Соблюдение гидродинамического равновесия в системе;
Простой проект, быстрый монтаж;
Низкие финансовые и трудовые затраты из-за монтажа только одной магистрали без датчиков и других приборов контроля и автоматического управления;
Организация движения рабочей жидкости по принципу естественной циркуляции (гравитационная схема), которая не требует врезки циркуляционного насоса и подключения электричества. Этим преимущественно и отличается однотрубная разводка от двухтрубной.

Но однотрубная система отопления имеет и недостатки, причем существенные:

Сложные расчеты из-за необходимости соблюдения гидравлической устойчивости и высокого гидравлического сопротивления;
Полная зависимость всех приборов и узлов системы из-за последовательного их включения;
Для одного стояка самым оптимальным будет подключение не более 5-7 радиаторов;
Нельзя регулировать температуру в каждом отдельном радиаторе;
Высокие потери тепла.

Для владельцев одноэтажных загородных домов вопрос о том, какая лучше — однотрубная или двухтрубная система отопления и что лучше выбрать, не стоит – если дом одноэтажный, то однотрубное отопление – наилучший вариант и в плане монтажа, и в плане трудозатрат, и с точки зрения экономии энергоносителей.

Как можно усовершенствовать одноконтурную схему разводки

Если вы не знаете, что лучше выбрать — систему отопления однотрубную или двухтрубную – то остановитесь на промежуточном варианте, схема которого носит название ленинградка. В этой схеме добавлен байпас – трубная перемычка для каждого радиатора, позволяющая его обойти полностью или частично. В байпас врезается запорный кран, которым можно регулировать полную или частичную подачу тепла в обход батареи.

Кроме того, к байпасу можно подключить термодатчик, и контроль за температурой улучшится. Также с байпасом можно проводить ремонт или замену узлов без остановки всего отопления. Перемычку можно легко установить в уже работающую систему.

Собирается однотрубная система отопления частного дома по горизонтальной и вертикальной схеме. Если основным будет вертикальный стояк, то все отводы и радиаторы подключаются к нему сверху вниз. Горизонтальный стояк работает по принципу последовательного подключения радиаторов. И в первом, и во втором варианте разводки трубопровода будут появляться воздушные пробки, и это также можно отнести к недостаткам, которыми обладает однотрубная система отопления.

Технология сборки одноконтурной системы

Сначала устанавливается котел, после чего по комнатам разводятся трубы;
Если собирается ленинградка, то в точках присоединения батарей и байпасов врезаются тройники;
В схеме с естественной циркуляцией соблюдается уклон труб 2-4 градуса на погонный метр;
В трубу обратной подачи жидкости врезается насос, и подключается к сети;
В самой высокой точке трубной разводки крепится и подключается расширительный резервуар;
Подключаются радиаторы, на них устанавливаются краны Маевского, чтобы можно было стравливать воздух;
Однотрубное отопление опрессовывается и запускается в работу.

Неисправности

Какие нарушения в работе системы водоснабжения владелец квартиры может устранить самостоятельно? Вот несколько наиболее типичных ситуаций.

Течь вентилей

Описание: течь по штоку винтовых вентилей.

Типичное место течи показано стрелкой

Причина: частичная выработка сальника или износ резинового уплотнительного кольца.
Решение: открыть барашек вентиля до упора. При этом резьба на штоке подожмет снизу сальник, и течь прекратится.

Шум кранов

Описание: при открытии крана горячей или (реже) холодной воды слышен сильный шум и ощущается вибрация смесителя. Как вариант, источником шума может быть кран у ваших соседей.

Шумящий у соседей кран может стать источником массы отрицательных эмоций

Причина: деформировавшаяся и раздавленная прокладка на винтовой кранбуксе в полуоткрытом положении становится причиной непрерывной серии гидроударов. Ее клапан с периодичностью в доли секунды перекрывает седло в корпусе смесителя. На горячей воде давление, как правило, заметно больше, поэтому на ней эффект более выражен.

Решение:

Перекройте воду на квартиру;
Выверните проблемную кранбуксу;
Замените прокладку на новую;
Снимите ножницами фаску у новой прокладки. Снятая фаска исключит биение клапана в турбулентной струе воды в дальнейшем.

Замена прокладки на винтовой кранбуксе

На фото керамическая кранбукса

Холодный полотенцесушитель

Описание: полотенцесушитель в вашей ванной комнате остыл и не нагревается.
Причина: если схема водоснабжения жилого многоквартирного дома использует непрерывную циркуляцию горячей воды, виноват воздух, оставшийся в перемычке между стояками после сброса воды (например, для ревизии и ремонта запорной арматуры).
Решение: поднимитесь на верхний этаж и попросите ваших соседей стравить воздух из перемычки между стояками ГВС и полотенцесушителей.

Если это по какой-то причине это сделать невозможно, проблема может быть решена из подвала:

Перекройте проходящий через вашу квартиру стояк ГВС, к которому подключены ваши подводки;
Поднимитесь в квартиру и откройте до отказа краны горячей воды;
После того, как через них из стояка выйдет весь воздух, закройте краны и откройте кран на стояке.

Если на стояке установлен сбросник, его можно перепустить прямо из подвала

Сразу после окончания отопительного сезона перепад между нитками трассы может быть нулевым

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.

Традиционный подход или полная автоматизация

Если рассматривать варианты устройства отопления для многоквартирного дома с несколькими этажами, то однотрубная система в итоге создаст больше проблем. В перспективе можно предвидеть неравномерный прогрев и дополнительные затраты на повышение эффективности отопительной конструкции.

Если всё-таки выбрана однотрубная система, то самой сложной её частью станет тщательно рассчитанный профессиональный проект.

Сторонников этого варианта немало, их вдохновляет низкая себестоимость работы и старые дома, в которых такая система успешно функционирует уже много десятилетий.

Более гибкий вариант — сочетание двухтрубной и однотрубной систем. Он позволит и сэкономить, и воспользоваться преимуществами той и другой системы.

Основные виды

Несмотря на то что конструкционные особенности однотрубной системы не отличаются особой сложностью, можно отметить некоторое количество ее видов. В домах частного типа возможно использование систем двух основных видов:

Последовательная (нерегулируемая). Особенность ее в том, что теплоноситель по порядку поступает в каждый из элементов конструкции. Такой вариант является простым и недорогим. Но возможность регулировки теплоносителя здесь полностью отсутствует, именно поэтому наиболее удаленные от котла радиаторы имеют самую низкую температуру. Такие системы последовательного типа применяются в основном для обогрева небольших помещений.
Регулируемая. В этом случае производится параллельное соединение элементов. Здесь предоставляется возможность регулировки теплоносителя. Это происходит благодаря наличию в систему запорной арматуры. Такой вариант способен отопить помещение с немалой площадью.

Также существует разновидность однотрубных систем отопления в зависимости от способа циркуляции теплоносителя:

Естественная обеспечивает движение теплоносителя в системе благодаря гравитационным силам. Используется только в маленьких помещениях, где магистраль имеет небольшие размеры. В целях повышения КПД после котлоагрегата сразу же устанавливается специальный коллектор, который работает на разгон теплоносителя. Данное устройство представляет собой высокую ровную трубу, в которой теплоноситель развивает скорость и проходит полный замкнутый круг гораздо быстрее, что способствует уменьшению тепловых потерь. Для установки такого усилителя понадобятся достаточно высокие потолки (больше 2 м). Данная система пользуется немалой популярностью, поскольку она полностью независима от подачи электроэнергии.
Принудительная, которая перемещает теплоноситель за счет установленного специального насоса. По сравнению с первым видом является более продуктивной. Такая система устанавливается в случае наличия нескольких отопительных контуров. Часто в них монтируется несколько циркуляционных насосов.
Комбинированная выполняется по такому же принципу, как отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя, но также в области байпаса устанавливается специальный насос, который повышает производительность конструкции. Такой вариант отопления обустраивается в случае частых перебоев электроэнергии.

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:

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

Сильные стороны открытых систем:

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

Монтаж ленинградки в частном доме

После осуществления расчета, разработки схемы и покупки всех необходимых материалов можно приступать к сборке элементов конструкции.

Последовательность основных работ:

Устанавливается бак;
Трубопровод полипропиленом трубой прокладывается по периметру здания, начиная от котла и замыкая на нем весь контур;
После прокладки магистрали на небольшом расстоянии от источника подогрева теплоносителя осуществляется технологическая врезка для вертикальной трубы;
На вершине этого участка прикрепляется расширительный бак;
В последнюю очередь магистрали соединяют с радиаторами: к патрубкам снизу — нижнее горизонтальное подключение, а входная и выходная трубы врезаются в батарею на разной высоте — диагональное.

Несмотря на внешнюю простоту ленинградской системы отопления частных домов схемы, заниматься самостоятельным обустройством без специальных знаний опасно. Необходима консультация с профессионалами на всех этапах подготовки и монтажа.

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.

Новые однотрубные теплосистемы многоквартирных домов

Российские новостройки оборудуются однотрубными радиаторными узлами с термостатическими клапанами (термостатами). Выглядят они как показано на фото ниже.

Радиаторный узел с термостатом.

Такие теплосистемы на 30–40 % дешевле своих двухтрубных аналогов, обладают высокой гидравлической устойчивостью. Но обеспечивают ли они уровень комфортности эксплуатации двухтрубных схем, определяемый следующими составляющими:

автоматическим режимом стабилизации заданной температуры в каждой комнате;
общей экономией энергии в теплосистеме;
возможностью скрытой прокладки труб;
поквартирным учетом тепла.

Оценим однотрубный вариант отопления по этим критериям.

Минусы однотрубной системы

повышенная уязвимость к разморозке всей системы. Замерзание системы хотя бы в одном месте делает неработоспособным весть контур.
по мере удаления от котла требует увеличенного размера отопительных приборов. Ввиду того, что в магистраль трубы поступает не только горячая вода (напрямую из котла), но и остывшая (с отопительных приборов), на вход каждого последующего радиатора приходит все более охлажденная вода. Но теплопотери остаются прежними. Чтобы их компенсировать, требуется больше секций. Этот фактор напрямую сводит на нет и даже уводит в минус кажущийся вначале выигрыш в стоимости материала.

Двухтрубная система отопления — система, при которой для подачи и отвода теплоносителя используется две трубы.

Водопровод противопожарный.

В соответствии с требованиями СНиП РК 4.01-41-2006 «Внутренний водопровод и канализация зданий», в здании предусмотрены пожарные краны. Расход воды на внутреннее пожаротушение составляет одна струя с расходом воды q=2.6 л/с. Кольцевая сеть противопожарного водопровода выполняется из стальных водогазопроводных труб по ГОСТ 3262-75*. Пожарные краны устанавливаются на высоте h=1.35м над полом межквартирного холла и размещаются в шкафчиках, имеющих отверстие для проветривания, приспособленных для их опломбирования и визуального осмотра без вскрытия. У каждого пожарного крана предусмотрена кнопка «Пуск». Шкафы ПК оборудуются рычагами, предназначенными для открытия пожарных кранов. Для снижения избыточного давления у пожарных кранов расположенных на 1,2 этажах предусмотрена установка диафрагм с центральным отверстием ∅16мм. В пожарных шкафах предусмотрено место для 2-х огнетушителей объемом 10 литров.

Плюсы однотрубной системы

для подачи теплоносителя используется одна труба вместо двух. Это прямая экономия ваших средств по стоимости труб, фитингов и работ по монтажу.
фактически не требует никакой регулировки отдельных веток и стояков.
имеет меньший объем теплоносителя. В случае использования антифриза это опять же прямая экономия ваших средств.
повышенная гидравлическая устойчивость данной системы.
в случае необходимости слива системы этот процесс ускоряет и не приводит к излишнему объему воды в сливной яме, т.к. имеет меньший объем теплоносителя.
сроки монтажа меньше, чем в двухтрубной системе.
при наличии готового (рассчитанного) проекта с исполнительными схемами и указанными диаметрами не требует высокой квалификации монтажников.

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.

Местная автоматическая стабилизация температуры

Однотрубный регулируемый радиаторный узел с проходным (а) или трехходовым (б) термостатическим клапаном на верхней подводке.

Регулируемый радиаторный узел вертикального однотрубного отопления может быть выполнен с проходным (рис.а) или трехходовым (рис.б) термостатическим клапаном (термостатом). Узел обвязки разветвляет теплоноситель на два потока: через прибор и через байпас. Диаметры плунжера клапана термостата и отверстия для прохода жидкости выполняются максимальными. Термостат не засоряется при загрязненном теплоносителе и обеспечивает его свободный проток (при полном открытии). Несанкционированная замена радиатора, сопровождающаяся удалением термостата, не ведет к разбалансировке всей теплосистемы, как в двухтрубном варианте.

Если температура комнатного воздуха превысит заданную, то клапан закроется (перейдет в режим минимум), направляя жидкость по байпасу мимо радиатора. Закрытие (минимальное открытие) клапанов всех термостатов данного стояка увеличивает долю теплоносителя, проходящего по байпасам, с 80 % до 90 %, одновременно уменьшая проток через радиаторы, т.е. без изменения общего расхода.

Отличие однотрубной и двухтрубной систем отопления

При монтаже отопления ориентируются на два способа установки контура:

одноконтурный;
двухконтурный.

Отличием этих способов считают специфику подключения теплообменника к магистральному проводу. Одноконтурные представляют собой кольцевую замкнутую систему. В трубопровод устанавливают радиаторы, а магистраль протягивается от котла и замыкается на нем.

Двухконтурный метод представляет собой две линии, устанавливаемые параллельно. По верхнему уровню теплоноситель перемещается до радиаторов и обогревает помещение. По нижнему отработанная жидкость возвращается в котел для дальнейшего нагрева. При помощи такого способа удается обеспечить равномерный нагрев батарей в помещении. Затраты энергии на обогрев одного элемента снижаются.

Заключительный этап работ

На последнем этапе производится подключение радиаторов, при этом их внутренний диаметр и объем секций рассчитывается с учетом типа подачи и скорости остывания теплоносителя. Поскольку централизованное отопление представляет собой сложную систему взаимосвязанных компонентов, то произвести замену радиаторов или ремонт перемычек в конкретной квартире довольно сложно, ведь демонтаж какого-либо элемента способен вызвать перебои в работе теплоснабжения всего дома.

Поэтому владельцам квартир, использующим для обогрева центральное отопление, не рекомендуется самостоятельно проводить какие-либо манипуляции с радиаторами и системой трубопроводов, поскольку малейшее вмешательство может обратиться в серьезную проблему.

В целом же, грамотно разработанная, продуктивная схема отопления жилого многоквартирного дома позволяет добиться неплохих показателей в вопросах теплоснабжения и обогрева.