Зима скоро: однотрубная система отопления частного дома

Решая вопрос автономного теплоснабжения, частные застройщики в большинстве случаев отдают предпочтение классическому водяному отоплению в виде двухтрубной отопительной системы дома. Она подходит для эксплуатации в сложном климате, позволяет экономить энергоноситель, если установить оборудование для автоматической регулировки температуры в помещениях.

Что представляет собой однотрубная система отопления и чем отличается от двухтрубной

Однотрубная система отопления частного дома, как и двухтрубная, включает в себя:

  • котел, генерирующий тепловую энергию, который может использовать различное топливо и может быть самых разных конструкций;
  • радиаторы, которые непосредственно осуществляют нагревание помещений дома;
  • трубопровод, по которому циркулирует жидкость-теплоноситель, обеспечивающий передачу тепловой энергии от котла к радиаторам;
  • дополнительное оборудование, которое обеспечивает циркуляцию и эффективную работу (расширительный бак, запорная и регулирующая арматура, соединительные элементы, циркуляционный насос (один или несколько), блок безопасности и др.).

Но в отличие от двухтрубной, ее магистральный трубопровод представляет собой замкнутый контур, состоящий всего из одной трубы, по которой одновременно осуществляется подача нагретой воды к радиаторам и отвод из них охлажденной. Это и определяет главные преимущества такой системы:

  • Экономия труб и соединительных элементов;
  • Меньшие затраты времени и труда на монтажные работы;
  • При открытой разводке труб, магистральный трубопровод меньше заметен в интерьере комнат.

Но если вы решили использовать однотрубную систему, при самостоятельном монтаже водяного отопления у себя в доме, то необходимо учитывать также и ее недостатки:

  • Менее равномерный нагрев радиаторов – по мере удаления от котла в радиаторы будет поступать более холодный теплоноситель;
  • Могут возникать сложности с регулированием температуры отдельных радиаторов;
  • Сложнее обеспечить хорошую естественную циркуляцию теплоносителя, особенно при большой длине контура.

Для того, чтобы недостатки однотрубной системы не оказывали влияния на эффективность ее работы или хотя бы минимизировать их, необходимо подобрать наиболее подходящий ее вид.

О достоинствах и недостатках однотрубной отопительной системы

Главная причина популярности однотрубного отопления кроется в том, что для её монтажа нет необходимости привлекать профессионалов. Установить такой контур в состоянии сами владельцы жилья, тем более, что современные приборы и трубы можно соединить и без сварочных работ, используя герметичные фитинги.

Такой механизм позволяет быстро и эффективно прогревать помещения, а также использовать минимальное количество теплоносителя.

С помощью запорных элементов однотрубную систему можно отрегулировать под собственный режим для каждой из комнат дома.

Этот тип отопления без проблем подключается к приборам контроля умного дома.

Чем дальше радиатор от котла – тем меньше тепла он получает. Так что такие системы лучше работают в домах с небольшой жилой площадью. Чтобы компенсировать этот недостаток, в удалённых комнатах устанавливают большее количество радиаторов и стараются расположить контур так, чтобы первым на очереди движения теплоносителя были помещения, в которых особенно важен температурный режим, например, детская комната и спальня.

Последовательность работ при монтаже однотрубной системы отопления своими руками

  1. Подготовить место для котла. Печь необходимо ставить на специально залитый под нее фундамент, отделать близкорасположенные стены и потолок огнеупорными материалами. Котел при естественной циркуляции нужно ставить таким образом, чтобы вывод обратки котла был самой низкой точкой всей системы отопления, да и при принудительной это также желательно. Поэтому часто под котел делается специальное углубление.
  2. Провести монтаж дымохода и уличной трубы. При этом не забыв соблюсти все правила пожарной безопасности.
  3. Устанавливаем радиаторы отопления, при этом стоит знать, что все батареи на одном этаже, должны быть на одном уровне.
  4. Монтируем весь контур отопления начиная с подачи котла и по кругу, к его обратке.
  5. Возле котла на холодной трубе устанавливаем при необходимости насос и расширительный бак закрытого типа. Желательно, при установке насоса подключать его таким образом, чтобы его можно было отключить, при его поломке и снять, а отопление могло продолжить работу с помощью естественной циркуляции. Для этого нужно его включить в схему, как батарею при «ленинградке».
  6. После завершения всего монтажа обязательно необходимо провести опрессовку воздухом, для поиска течей и устраняют все ошибки.
  7. Производиться запуск системы, первая топка и ее настройка.
Читайте также:  В чём экономия от использования воздушного отопления?

Способы подключения радиаторов при однотрубной системе отопления

Существует несколько вариантов, которые имеют свои плюсы и минусы:

  • Боковое подключение. Вариант, при котором вход и выход подключается с одной стороны батареи. При этом радиатор плохо прогревается по всей длине, начало может быть слишком горячим, а конец, при большом количестве колен, уже прохладным.
  • Нижнее подключение. Такой способ применяется в основном для создания наибольших эстетических качеств. При этом прогревание радиатора также не совсем равномерно, при недостаточной циркуляции, верх батареи может не прогреваться до нужной температуры.
  • Диагональное подключение. Оптимальный вариант подключения. Горячий теплоноситель поступает в верхний угол батареи, с одной стороны, а выходит через нижний угол, с другой стороны. Здесь вся поверхность радиатора равномерно прогревается. Обеспечивая максимальную теплоотдачу.

Самым простым и экономным способом поддержания тепла в жилище является однотрубная система отопления. Но для того чтобы она работала с высоким показателем КПД, важно выполнить правильную установку оборудования, а также в последствии производить эксплуатацию в соответствии с установленным регламентом. Отличие однотрубной отопительной системы от двухтрубной заключается в магистральном трубопроводе, который не разделяется на прямую и обратную линию. Здесь контур отопления замкнутого типа размещается по выбранному периметру дома. Подключение радиаторов к магистрали выполняется в любом требуемом месте. Собрать однотрубную систему отопления несложно, схема гораздо проще и понадобится минимальный ассортимент запорной арматуры.

Отопление по системе Тихельмана – в чем его преимества

Двухтрубная система отопления, в которой теплоноситель подается по трубе подачи, а, затем, пройдя через прибор отопления, поступает в обратный трубопровод, является одной из самых распространенных.

Различают два вида двухтрубных систем отопления:

  • тупиковая система отопления
  • система отопления с попутным движением воды, называемая также системой Тихельмана, в честь инженера, разработавшего и с успехом применившего ее на практике.

Недостатки тупиковой двухтрубной системы отопления

В тупиковой системе отопления теплоноситель поступает в прибор отопления, затем в обратный трубопровод, по которому движется к котлу. Чем ближе радиатор расположен к котлу, тем интенсивнее в нем процесс теплопередачи.

И наоборот, чем дальше находится прибор отопления от котла, тем длиннее к нему путь теплоносителя и тем меньше запас его тепловой энергии.

В итоге, в помещении, расположенном ближе к котлу жарко, а в удаленных комнатах, напротив, прохладно.

Для того, чтобы устранить подобные «перекосы» в системе отопления применяют ее балансировку, с помощью запорной арматуры и труб различного диаметра меняя расход теплоносителя отдельно для каждого прибора отопления.

В свою очередь запорная арматура создает дополнительное сопротивление в системе отопления, для преодоления которого приходится устанавливать более мощный циркуляционный насос. При этом установка слишком мощного циркуляционного насоса может стать причиной возникновения гидравлических шумов в системе отопления, что может привести к нежелательным последствиям в ее работе.

Еще одним недостатком тупиковой системы отопления следует назвать сам процесс балансировки. При выполнении его в ручном режиме получить желаемый результат и равномерно обеспечить теплом весь дом бывает очень сложно, а управление нагревом приборов отопления  в автоматическом режиме может стоить дорого.

Всех перечисленных недостатков лишена система отопления Тихельмана.

Что такое схема отопления с попутным движением воды?

В системе Тихельмана циркуляционные контуры каждого прибора отопления равны между собой по протяженности.

В результате теплоноситель, движущийся к первому радиатору, проходит такой же по протяженности путь, что и теплоноситель, движущийся к наиболее удаленному прибору отопления.

В результате, все радиаторы в системе отопления, сколько бы их ни было, находятся в равных условиях эксплуатации и получают равное количество тепловой энергии. Балансировать систему отопления Тихельмана не нужно.

Читайте также:  Виды и особенности автоматических твердотопливных котлов

Обвязка приборов отопления в системе Тихельмана

Для движения теплоносителя в системе отопления Тихельмана создается контур общей протяженности, состоящий из двух трубопроводов: подачи и обратки. По форме контур напоминает петлю, расположенную по периметру отапливаемого помещения. Не случайно эту схему отопления называют петлей Тихельмана.

Так же, как и в тупиковой схеме, труба подачи поочередно подключается к каждому прибору отопления. Отличие обвязки состоит в монтаже обратного трубопровода.

Если в тупиковой схеме теплоноситель из первого радиатора поступив в обратку сразу направляется к котлу, то в петле Тихельмана он должен пройти по обратному трубопроводу расстояние, равное протяженности трубы от котла до последнего прибора отопления.

Обратите внимание

Это значит, что у первого радиатора самая короткая труба подачи, но при этом самая длинная труба обратки, а у последнего радиатора наоборот, самая длинная труба подачи, но самая короткая труба обратки.

В результате в сумме протяженность труб подачи и обратки у каждого прибора отопления равны между собой.

Для обвязки всех радиаторов можно использовать трубы одного диаметра, сделав исключение для подачи первого прибора отопления (можно использовать трубу меньшего диаметра, если основной монтаж д=26 мм, то здесь д=16 мм)

Аналогично монтируется последний радиатор, у которого обратка может быть меньшего диаметра, чем подача.

Преимущества и недостатки системы отопления Тихельмана

Системы Тихельмана широко используется при монтаже систем отопления с большим количеством радиаторов (от 8 приборов и более), балансировка которых может представлять определенные трудности.

Использование системы Тихельмана дает отличный результат, но при этом нельзя забывать о недостатках, среди которых следует особо выделить:

  • Большую протяженность трубопровода- в среднем на петлю Тихельмана уходит на 15-20% больше труб, чем на монтаж тупиковой схемы.
  • Невозможность монтажа повсеместно – действительно, во многих домах архитектура просто не позволяет проложить петлю трубопроводу по периметру строения.

Заключение

Система отопления по Тихельману это вариант двухтрубной системы отопления, не нуждающейся в балансировке. Она отлично подходит для одноэтажных строений и может с успехом использоваться для отопления загородных домов и дач.

Действительно, система Тихельмана стоит немного дороже обычной двухтрубной системы отопления, но она проста в эксплуатации.

Принципы расчета

Пример расчетной схемы

Разрабатывая проект двухтрубной отопительной системы важно выполнить гидравлический расчет с целью определить:

  • какой объем жидкости и с какой скоростью проходит через каждый узел
  • как изменение режима работы каждого из устройств влияет на функциональные параметры системы в целом
  • какие рабочие характеристики компонентов будут оптимальными по соотношению надежности и цены
  • как правильно распределить тепловую энергию по зонам отопления и гарантировать стабильную работу системы

Гидравлический расчет базируется на данных теплового расчета дома, поскольку требуется рассчитать норму восполнения теплопотерь для каждого помещения и подобрать приборы отопления подходящей мощности. Также учитываются потери напора и давления из-за гидродинамического сопротивления при перемещении теплоносителя.

Для частного дома расчет отопительной системы можно выполнить самостоятельно, используя специализированные программы или таблицы и формулы. Но если есть цель сделать автономное теплоснабжение максимально эффективным и экономичным, требуется помощь профессионалов.

Некоторые особенности устройства тупикового отопления

Чтобы избежать ошибок, не допускать переделок и излишнего расхода материалов необходимо знать следующие нюансы:

Это важно знать, чтобы не допустить ошибки при закупке. Если сооружается разветвленная тупиковая сеть, то запорно-регулировочная арматура устанавливается на входе и выходе каждого плеча. Рекомендуется ставить краны, оснащенные приспособлением для спуска воздуха и излишков воды. Важно не перепутать модификации термостатов для батарей

Приборы, предназначенные к использованию в самотечных системах, наделены большей пропускной способностью. Подающий трубопровод следует монтировать из труб различного диаметра. Он должен постепенно уменьшаться от первого до тупикового. Уклон необходимо соблюдать при обустройстве всех систем. Только для естественной циркуляции теплоносителя он будет больше, примерно 5 мм на 1м трубы, для принудительного движения — меньше. Достаточно 2-3 мм на метр длины.

Читайте также:  Смесь ремонтная жаростойкая для печей и каминов «Терракот»

Тупиковая отопительная система проста в монтаже и доступна по стоимости. Установить ее в одноэтажном доме можно и самостоятельно, владея некоторыми слесарными навыками. Это касается только самой разводки. Так как газовую или электрическую часть законодательные акты разрешают выполнять только профессионалам, имеющим специальные разрешения и допуски.

Тупиковая и попутная двухтрубные системы

Тупиковой называется такая система, в которой движение подачи теплоносителя и обратки разнонаправленные. Есть система с попутным движением. Она называется еще петлей/схемой «Тихельмана». Последний вариант проще балансируется и настраивается, особенно при протяженных сетях. Если в системе с попутным движением теплоносителя установлены радиаторы с одинаковым количеством секций, она является автоматически сбалансированной, в то время как при тупиковой схеме понадобится на каждом радиаторе установка термостатического клапана или игольчатого вентиля.

Две схемы движения теплоносителя в двухтрубных системах: попутная и тупиковая

Тупиковая и попутная двухтрубные системы

Даже если с схеме «Тихельмана»  установлены разные по количеству секций радиаторы и клапаны/вентиля ставить все равно надо, то шанс сбалансировать такую схему гораздо выше, чем тупиковую, особенно, если она достаточно протяженная.

Для балансировки двухтрубной системы с разнонаправленным движением теплоносителя, вентиль на первом радиаторе требуется прикрутить очень сильно. И может возникнуть ситуация, при которой его потребуется закрыть настолько, что теплоноситель туда и поступать не будет. Получается тогда вам нужно выбирать: не будет греть первая батарея в сети, или последняя, потому как выровнять теплоотдачу в таком случае не удастся.

Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Для удобства восприятия мы объединили достоинства и недостатки всех вышеописанных систем в один раздел. Вначале перечислим ключевые положительные моменты:

  1. Единственное преимущество самотека перед другими схемами – независимость от электричества. Условие: нужно подобрать энергонезависимый котел и произвести обвязку без подключения к домовой электросети.
  2. Плечевая (тупиковая) система – достойная альтернатива «ленинградке» и прочим однотрубным разводкам. Главные достоинства – универсальность и простота, благодаря которой двухтрубная отопительная схема дома 100—200 м² без проблем монтируется своими руками.
  3. Основные козыри петли Тихельмана – гидравлическое равновесие и способность обеспечивать теплоносителем большое число радиаторов.
  4. Коллекторная разводка – лучшее решение для скрытой прокладки труб и полной автоматизации работы отопления.
Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Лучший способ спрятать трубы — заложить их под стяжку пола

Примечание. Последние 3 схемы легко скомбинировать с контурами водяного напольного обогрева. Совмещать гравитационную радиаторную сеть с теплыми полами не всегда целесообразно – без электроэнергии принудительная циркуляция в греющих контурах невозможна.

Кратко выделим общие плюсы лучевой, попутной и тупиковой системы:

  • небольшие сечения раздающих труб;
  • гибкость с точки зрения прокладки, то есть, линии могут проходить по различным маршрутам – в полах, вдоль и внутри стен, под перекрытием;
  • для монтажа подойдут различные пластиковые либо металлические трубы: полипропилен, сшитый полиэтилен, металлопластик, медь и гофрированная нержавейка;
  • все 2-трубные сети хорошо поддаются балансировке и тепловому регулированию.
Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Чтобы запрятать трубные подводки, нужно прорезать борозды в стене

Отметим второстепенный плюс самотечной разводки – простота заполнения и удаления воздуха без применения клапанов и кранов (хотя с ними развоздушивать систему проще). Вода медленно подается через штуцер в нижней точке, воздух постепенно вытесняется из трубопроводов в расширительный бак открытого типа.

Теперь о значимых недостатках:

  1. Схема с естественным движением воды громоздкая и дорогая. Понадобятся трубы с внутренним диаметром 25…50 мм, монтируемые с большим уклоном, в идеале – стальные. Скрытая прокладка сильно затруднена – большинство элементов окажется на виду.
  2. В монтаже и эксплуатации тупиковых ветвей существенных минусов не обнаружено. Если плечи сильно отличаются по длине и числу батарей, равновесие восстанавливается путем глубокой балансировки.
  3. Магистрали кольцевой разводки Тихельмана всегда пересекают дверные проемы. Приходится делать обходные петли, где впоследствии может скапливаться воздух. На плане дома видно, что попутная водяная система пересекает 2 дверных проема
  4. Разводка лучевого типа требует финансовых затрат на оборудование – коллекторы с клапанами и ротаметрами плюс средства автоматизации. Альтернатива – сборка гребенки из полипропилена либо бронзовых тройников своими руками.
Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Дополнение. Для автоматического регулирования теплоотдачи батарей при самотеке понадобятся специальные радиаторные клапаны с увеличенным проходным сечением.