Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией

Достоинства и недостатки однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией

Система отопления с одной трубой

Комфортность проживания в загородном доме зависит от нескольких систем жизнеобеспечения. И не последнюю роль здесь играет отопление. Поэтому выбирать вид, класс и вариант отопительной системы нужно с большой долей ответственности и внимания. В современных загородных домах и коттеджах в основном используется двухтрубная или однотрубная система отопления .

Обе схемы разрабатываются с нижней подачей воды — из подвального помещения. Здесь устанавливаются отопительный котел, коллектор и основная магистраль, от которой ведется разводка.

Но, как показывает практика, наибольшей популярностью пользуется однотрубная система — и как самая дешевая, и как самая простая.

Что она собой представляет?

Это цикличный контур, куда входят все элементы системы отопления — котел, радиаторы, трубы — установленные в определенном порядке. Как вспомогательные элементы используются циркуляционный насос (входит не всегда), автоматика, запорная арматура. Движение теплоносителя происходит по кругу — от отопительного котла по трубам к радиаторам, где происходит отдача тепла в помещения. То есть, однотрубная система — это кольцо.

Но у такой системы есть недостатки. Главный заключается в том, что последовательное движение теплоносителя предполагает отдачу основной тепловой энергии первостоящим радиаторам.

Последние в цепочке получают меньше тепла, поэтому в таких комнатах температура всегда ниже, чем в первых. Чтобы не ощущать дефицита тепла в этих помещениях, устанавливают дополнительные секции и тем самым увеличивают длину радиаторов. Это издержки однотрубной системы.

Как и при любой схеме, здесь можно использовать однотрубную систему отопления с естественной циркуляцией и с принудительной — то есть с помощью циркуляционного насоса. Но для разных домов — имеется в виду этажность строения — однотрубная система может отличаться по конструкции.

Так для одноэтажного дома в систему отопления с естественной циркуляцией теплоносителя в обязательном порядке вставляется так называемый разгонный коллектор.

У данного приспособления одна единственная цель — придать ускорение движению теплоносителя и постоянно это движение поддерживать. И чем выше верхняя точка разгонного коллектора, тем лучше движется теплоноситель внутри отопительной системы. Соответственно, само отопление работает более эффективно. И еще один момент — чем больше скорость воды внутри труб, тем бесшумнее работа системы.

В двухуровневой схеме — обычно она используется в двухэтажных строениях — нет необходимости устанавливать разгонный коллектор. Такая система сама отлично и бесшумно работает, даже с естественной циркуляцией.

А дело в том, что установленный в самой верхней точке системы расширительный бак выполняет функции разгонного коллектора. Это и является отличительной чертой разноуровневых схем.

Достоинства

Имея замкнутую форму, она дает возможность обогнуть весь периметр дома в независимости от его формы или планировки комнат. Все заключается в принципе работы системы.

В ней одна труба идет от котла, и через нее выходит нагретый теплоноситель. Вторая труба входит в котел с остывшим теплоносителем. В этом и есть простота схемы. К тому же трубу укладывают у самой поверхности пола или под ним. Это очень удобно, потому что не портит дизайн помещения.

Однотрубная система является самой малозатратной системой отопления в плане расходов на необходимые материалы и монтажные работы.

К тому же при такой схеме можно проводить контроль и регулирование температуры отопительных радиаторов. Правда это зависит от того, как радиаторы установлены — последовательно или параллельно.

К достоинствам системы можно отнести и особенности установки конструкции в замкнутом пространстве — теплоноситель можно ориентировать в любом направлении. Здесь будут учитываться требования планировки самого дома.

К примеру, комнаты, расположенные на северной стороне, будут отапливаться в первую очередь. Или можно перенаправить поток теплоносителя и обогреть сначала детскую и спальню, а затем другие комнаты. С двухтрубной системой сделать это невозможно, потому что там все зависит от месторасположения котла.

Обратите внимание на фото, размещенное на этой странице — оно показывает схему однотрубной системы. Там очень хорошо видно, что котел, установленный по схеме, может быть не один. В идеале лучше использовать комбинированную модель, работающую от разных видов топлива. В настоящее время это очень актуальный момент.

Но случается так, что один котел уже установлен, и к нему проще и дешевле добавить второй, работающий на альтернативном топливе. Такие котлы ставятся параллельно, и каждый в отдельности подключается к трубной системе.

Часто эту модель используют, если основным видом отопительного котла выступает электрический аналог. Не секрет, что перебои с подачей электроэнергии — дело постоянное, а в некоторых поселках обычное. Вот где потребуются кирпичные дровяные печи, которые легко подключаются к системе водяного однотрубного отопления.

В однотрубной системе применяются трубы с большим диаметром, а значит, с большим удельным весом. Поэтому при их монтаже необходимо обратить особое внимание на крепление труб. Расстояние между крепежами должно быть частым, чтобы не появились прогибы на прямолинейных участках.

Важным моментом в процессе монтажа трубной системы является угол уклона от верхней точки к нижней. От него зависит, будут образовываться воздушные пробки внутри труб или нет. Ведь именно они становятся причиной закупоривания системы и препятствуют движению теплоносителя.

Внимание! Уклон трубы должен быть стандартным и составлять 5 мм на 1 м трубной системы.

И еще один немаловажный момент, на который необходимо обратить внимание при проведении монтажных работ.

Не скупитесь и приобретите определенное количество вентилей или кранов, которые устанавливаются на отдельных участках. Они будут отсекать данный участок для проведения ремонтных работ без слива воды со всей системы. Затраты небольшие, но со временем вы поймете, как быстро и легко можно отремонтировать тот или иной элемент, или просто его заменить на новый.

Что касается циркуляционного насоса, то он обязательно устанавливается на обратную часть трубопровода, который подводит остывший теплоноситель к котлу. Это необходимо потому, что некоторые детали насоса — резиновые манжеты и уплотнители — не могут долгое время выдерживать высоких температур. Это единственная причина.

Обратите внимание при монтаже и на разгонный коллектор.

• Во-первых, он должен располагаться на высоте не менее 1,5 м над всей системой отопления.
• Во-вторых, его диаметр должен быть чуть больше диаметра выходной трубы подачи. Над коллектором устанавливается расширительный бачок открытого типа, а соединяются они между собой трубой с диаметром 15 мм.

Обязательно в самую низкую точку конструкции вмонтируется сливной кран. Его используют не только для слива воды, но и для заполнения объема.

Если однотрубная система устанавливается в двухэтажном доме, то придется провести расчет — где и какие радиаторы будут установлены. Тепло с первого этажа поднимается на второй, отсюда и повышенные температуры наверху. Многие закрывают входные двери на второй этаж, тем самым выравнивая температуру, но так контролировать процесс, по меньшей мере, комично.

Поэтому специалисты рекомендуют уменьшать количество радиаторов на втором этаже или сокращать их секции. А можно на втором этаже установить систему «теплый пол». Конечно, выровнять полностью температурный режим на двух этажах не получится, но приблизиться к идеальному можно.

Подводя итог, можно сделать один практичный вывод — если подойти продуманно к сооружению однотрубной системы отопления, то при малых затратах установки можно добиться максимально эффективной схемы. И не важно, какой дом — одно- или двухэтажный.

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:

• Простой монтаж и обслуживание.
• Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
• Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм. на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм. в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

• Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
• Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

В системах с гравитационной циркуляцией, движение теплоносителя осуществляется самотеком. Благодаря естественному расширению, нагретая жидкость поднимается вверх по разгонному участку, а после, под уклоном «стекает», через трубы, подключенные к радиаторам, обратно к котлу.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Все гравитационные системы объединяет общий недостаток – отсутствие давления в системе. Любые нарушения во время проведения монтажных работ, большое количество поворотов, несоблюдение уклонов, моментально отражаются на работоспособности водяного контура.

Чтобы сделать грамотно отопление без насоса, учитывается следующее:

1. Минимальный угол уклонов.
2. Тип и диаметр труб, используемых для водяного контура.
3. Особенности подачи и вид теплоносителя.

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре. Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Нормы уклона труб при естественной циркуляции теплоносителя указаны в СНиП 41-01-2003 «Прокладка трубопроводов отопления».

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

• Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.
• Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.
• Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.
• Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

• Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.
• СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.
• Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д. Обратку наоборот собирают с расширением.

Если расчеты диаметра были выполнены верно, и соблюдены уклоны трубопроводов при проектировании и выполнении монтажных работ системы отопления с самотечной циркуляцией, проблемы в работе встречаются крайне редко и в основном происходят по причине неправильной эксплуатации.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

Естественная циркуляция воды в системе отопления одноэтажного дома во многом зависит и от выбранной схемы подачи теплоносителя непосредственно к радиаторам. Принято классифицировать все типы подключения или розлива на две категории:

• Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.