Достоинства, недостатки и разновидности однотрубной системы отопления дома

Однотрубная система отопления частного дома является наиболее простым вариантом обустройства собственного отопления. Она может эффективно использоваться как в небольших постройках, так и для многоэтажного дома. Ее конструкция может быть усложнена современными устройствами для автоматизации процесса и контроля. Монтаж можно произвести самостоятельно или прибегнув к услугам специализированной организации. Важно, чтобы при этом были учтены все требования и нормы по безопасности и санитарии.

Сущность системы

Работа любой отопительной системы основывается на принципе нагрева теплоносителя и передаче его к теплоотдающим устройствам, распределенным по разным помещениям дома. В качестве теплоносителя чаще всего используется вода.

Конструкция системы состоит из следующих основных элементов:

1. Установка для нагрева теплоносителя – отопительный котел. Нагрев в нем может производиться разными способами – электричество, жидкое или твердое топливо. Наиболее часто используется газовый котел, отличающийся простотой конструкции и монтажа, надежностью, высокой эффективностью. Топливо для него имеет низкую стоимость.
2. Теплоотдающие устройства. Как правило, эту роль исполняют типовые радиаторы. Если ранее широко использовались металлические (чугунные или стальные) отопительные батареи, то в настоящее время упор делается на биметаллические радиаторы, имеющие привлекательный внешний вид, устойчивые к коррозии и долговечные. К современным конструкциям теплоотдающих устройств можно отнести «теплые полы». В них нет радиаторов, а теплоотдачу осуществляют трубы, проложенные под напольным покрытием.
3. Трубная разводка (отопительная магистраль). От отопительного котла жидкий теплоноситель передается к радиаторам. Для этого используются металлические, пластиковые или композитные трубы. Хорошо зарекомендовали себя трубы из полипропилена, которые не подвержены коррозии.
4. Расширительный бак. Это важный элемент, стабилизирующий давление в отопительной системе.
5. Запорная и контролирующая аппаратура.

По способу передачи и распределения теплоносителя отопительные системы подразделяются на 2 основных типа:

1. Однотрубная система. Теплоноситель движется от котла по одной трубе, отдавая тепло в радиаторах, установленных последовательно. Пройдя по всем теплоотдающим устройствам, охладившаяся вода по этой же трубе направляется обратно в котел. Таким образом, формируется один замкнутый контур отопления.
2. Двухтрубные системы. В них предусматриваются 2 контура. По одному теплоноситель подается из котла на все радиаторы, а по другому обеспечивается возврат охладившейся воды.

Помимо основных разновидностей отопительных систем иногда используется системы, работающие на основе коллекторного принципа. В этом случае монтируется специальный коллектор, с помощью которого теплоноситель направляется по нескольким независимым системам. Этот принцип применяется для домов с многочисленными помещениями и разными теплоотдающими устройствами. Например, при наличии радиаторов и «теплого пола», а также сауны или бани.

Плюсы и минусы системы

Когда разрабатываются системы отопления дома, однотрубные системы отопления выбираются чаще всего. Это обусловлено такими их преимуществами:

1. Простота конструкции и низкая себестоимость. Такую систему можно смонтировать своими руками, что существенно снижает затраты. Она требует меньшее количество труб.
2. Меньшая инерционность, т. к. общий объем теплоносителя меньше, чем при двухтрубной системе.
3. Повышенная гидравлическая устойчивость. Работа системы не нарушается при отключении одного или нескольких радиаторов.
4. Возможность обеспечения привлекательного внешнего вида за счет низкого расположения и уменьшенного количества труб. При этом магистраль легко можно замаскировать под отделкой стен или пола.

Основной недостаток однотрубного отопления связан с последовательным прохождением теплоносителя по радиаторам. В результате к наиболее удаленным помещениям вода приходит уже частично охлажденной. Это вызывает ограничение по длине горизонтального участка магистрали – не более 25-30 м. Избавиться от данной проблемы помогают некоторые технические решения. Наиболее эффективный способ – увеличение скорости движения теплоносителя за счет установки насоса. Помогает повысить теплоотдачу в конце системы монтаж радиаторов с увеличенным числом секций. Можно компенсировать температурное падение и установкой перемычек (байпасов) на всех радиаторах.

Разновидности системы

В любой системе отопления важно обеспечить движение теплоносителя от котла к теплоотдающим устройствам с максимальной эффективностью, т. е. с минимальными бесполезными потерями тепловой энергии. Она во многом зависит от способа организации движения теплоносителя по магистрали и внутри радиаторов, расположения труб и методики подключения теплоотдающих устройств. Однотрубные системы отопления по конструкции и принципу действия подразделяются на несколько разновидностей.

Движение теплоносителя

По способу организации перемещения теплоносителя по трубам выделяются такие варианты:

1. Естественная циркуляция. Она основывается на самотечном или гравитационном принципе. В первом случае самоток обеспечивается наклоном трубы не менее 2-3 мм на каждый 1 м длины. Гравитационный способ реализуется за счет потока воды под действием собственного веса. При этом учитывается то обстоятельство, что нагретая жидкость устремляется вверх, а охлажденная – вниз. Определенное давление в трубе создается за счет расширения воды при нагреве. Важным элементом в системе естественной циркуляции является расширительный бак. В гравитационном механизме котел монтируется в нижней части, а бак – в самой высокой точке, например, на чердаке. Данный элемент исполняет роль компенсационного устройства, устраняя чрезмерное давление в магистрали.
2. Отопление с принудительной циркуляцией. Для принудительного движения теплоносителя с заданной скоростью устанавливается циркуляционный электронасос. Он позволяет обеспечить перемещение воды при любом расположении котла и радиаторов, поднять ее на верхние этажи. Насос регулирует давление в системе, а потому ему не нужен дополнительный компенсационный элемент.

Одной из разновидностей естественной циркуляции считается разгонный коллектор. С его помощью удается существенно увеличить скорость движения теплоносителя. По сути, это достаточно высокая труба, в которой горячая вода поднимается вверх, а затем падает вниз, набирая скорость. Оптимальная высота коллектора составляет 2,3-2,5 м. В верхней его точке монтируется расширительный бак, регулирующий давление в системе. Используется данная система обычно в 2-3-х этажных частных домах.

Расположение системы

Схема однотрубной системы отопления различается по способу расположения основных элементов:

1. Горизонтальный тип (рис. 1). В такой системе подающая труба расположена параллельно полу. Радиаторы последовательно соединяются в одной плоскости напрямую или с использованием байпасов. Перемычки дают возможность отключения отдельных элементов без нарушения работы всей системы. Важное преимущество – возможность прокладки труб под напольным покрытием. Наиболее подходит горизонтальная схема для небольших одноэтажных домов. Однако ее можно использовать и для многоэтажных сооружений. На рис. 2 показана схема для 2-х этажного дома, где трубы на каждом этаже подключаются параллельно.
2. Вертикальный тип. Он необходим для домов в несколько этаже. В такой системе подающая труба – это вертикальный стояк, по которому теплоноситель подается на самый верхний этаж, где распределяется по радиаторам, а затем спускается по трубе на нижний этаж. Обогрев начинается с верхнего этажа.

Подключение радиатора отопления часто производится по схеме «Ленингадка» (рис. 3). Она может использоваться для обоих указанных выше типов расположения системы. Схема включает вход в радиатор в верхней части, а выход – внизу с противоположной стороны. Обязательный элемент – байпас под радиатором, позволяющий стабилизировать температуру на входе и выходе батареи.

Разновидности подводок

Подводящая труба от котла может располагаться внизу или вверху, что обуславливает определенную специфику систем. Схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой предусматривает расположение магистрали ниже радиаторов или в нижней их части (рис. 4). Как правило, труба располагается под напольным покрытием. В этом случае приходится использовать принудительную циркуляцию теплоносителя. Отопление с нижней развязкой находит широкое применение благодаря возможности замаскировать трубы.

В системе с верхней развязкой подводящая труба располагается над радиаторами или на уровне их верхней части. В этом варианте вход в радиаторы обеспечивается сверху, а выход – снизу в «обратку». Байпасы не предусматриваются. Для этой системы характерна естественная циркуляция теплоносителя. Важный недостаток – невозможность регулировки температурного режима.

Особенности подключения радиаторов

В однотрубной отопительной системе может использоваться различная схема подключения радиаторов:

1. Двухстороннее, нижнее подключение. В таком варианте вход обеспечивается внизу с одной стороны, а выход – внизу с противоположной стороны. Он характерен для системы с нижней развязкой и принудительного движения теплоносителя. Способ недостаточно эффективен (теплоотдача – не более 86-88%), но распространен при расположении трубы под полом.
2. Боковое, одностороннее подключение. Оно наиболее подходит для вертикальной системы. Такое подключение очень эффективно при входе сверху и выходе в нижней части (до 95-97%). При направлении потока снизу вверх эффективность теплоотдачи снижается до 76-77%.
3. Диагональное (перекрестное) подключение считается наиболее эффективным способом теплоотдачи. Подача теплоносителя осуществляется в верхней части одной стороны, а выход – снизу на противоположной стороне. Если радиатор содержит большое количество секций, то перекрестное подключение является наиболее оптимальным вариантом.

Вопрос о том, как подключить радиатор к системе, решается с учетом типа помещения, расположения труб и котла, модели самих теплоотдающих устройств. При выборе радиаторов необходимо обратить внимание на размещение патрубков для подключения трубопровода.

Особенности контроля

По системе регулирования давления в системе выделяются 2 разновидности однотрубного отопления:

1. Открытая система. В ней компенсационная расширительная емкость имеет прямой контакт с атмосферным воздухом, что облегчает сброс давления. Наиболее простой вариант – бачок с поплавком, с помощью которого контролируется уровень жидкости, а через него и давление в системе. В такой конструкции невозможно обеспечить тонкое регулирование, т. к. происходит неконтролируемое испарение жидкости.
2. Закрытая система позволяет регулировать давление в широком диапазоне. В этом случае расширительный бак отделен от атмосферы мембраной и загерметизирован. Сброс излишнего воздуха обеспечивается вручную или автоматически через специальные выпускные клапаны. Такие устройства особенно важны в комплекте с циркуляционными насосами.

Задачей регулирующей системы является обеспечение безопасности, т. е. исключение нагнетания чрезмерного давления, и поддержание оптимальной температуры теплоносителя. Отопительная система обязательно снабжается манометрами, термометрами, аварийным клапаном для сброса. Обязательным элементом является надежная запорная аппаратура.