Планирование и комплектующие однотрубной системы
Планированием называется подбор всех элементов системы отопления, оценка оборудования по мощности, эффективности применения и длительности использования.
Если формируется схема однотрубного отопления частного дома с газовым котлом, в расчет берется:
- мощность прибора, которая рассчитывается по формуле на 10 м2 1 кВт тепла;
- количество радиаторов, для чего нужно умножить всю площадь помещения на 100 и поделить на показатель теплоотдачи одной секции (указывается в техпаспорте);
- диаметр и длина трубы – параметры зависят от материала труб, но следует помнить, что трубы полипропиленовые растягиваются при нагревании, а самыми практичными считаются медные или стальные трубы;
- расширительный бак – выбор зависит от возможностей и предпочтений хозяина, а также объема теплоносителя;
- насос – выбирается по показателю мощности, которая уже рассчитана, необходимой температуре воды на выходе из газового котла.
Пригодится набор запорной арматуры и регулирующие приборы. Весь комплект включает:
- агрегат нагрева;
- радиаторы;
- трубы;
- насос циркуляционный;
- бак расширительный, краны Маевского (если формируется Ленинградка, то по 2 шт. на каждый радиатор);
- фильтр грубой очистки для самотечной системы;
- защитный комплект из манометра, воздухоотводчика, предохранительного клапана для закрытого контура;
- монтажный набор.
Зная, что такое одноконтурная система водяного отопления, справиться с работой не представляет труда.
Двухконтурная разводка батарей
Двухтрубная система отопления отличается от однотрубной разделением на две трубы — подачи и возврата теплоносителя. Она обеспечивает равномерный обогрев всех комнат. Такую разводку используют в большинстве новых домов.
Принцип работы
В двухтрубной схеме вода из котла поступает к радиаторам по подающей трубе (магистрали).
Возле каждого радиатора подающая магистраль имеет соединительный входящий патрубок, через который теплоноситель поступает в батарею. Подающая магистраль заканчивается возле последнего радиатора.
Кроме входящего патрубка, у каждого радиатора предусмотрен выходящий патрубок. Он соединяет её с обратной трубой. Обратная магистраль начинается от первой батареи и заканчивается входом в котёл.
Таким образом, нагретая вода поступает в радиаторы равномерно и одинаковой температуры. Из каждого радиатора вода выводится в обратную трубу, где собирается и подаётся в котёл для последующего нагрева. Благодаря такому движению теплоносителя все комнаты в помещении прогреваются одинаково.
Чем отличается
Двухтрубная система отопления включает в себя элементы однотрубной системы и дополнительные устройства. Кроме котла, радиаторов, труб подачи и обратного сбора воды (так называемой обратки), двухтрубная схема включает также циркуляционный насос.
Большая протяжённость магистралей, наличие углов и поворотов в трубах подачи осложняет движение теплоносителя. Поэтому необходима его принудительная циркуляция электрическим насосом.
Фото 1. Циркуляционный насос модели 32-40, напряжение 220 Вольт, производитель – «Oasis», Китай.
Также в двухтрубной схеме присутствует больше кранов, регулирующих подачу воды и её количество. Такой кран устанавливается перед каждым радиатором — на входе и на выходе.
Классификация по расположению
В горизонтальной двухтрубной системе трубы соединяют радиаторы горизонтально. Такая схема работает в отоплении одноэтажного дома или одного этажа многоэтажного коттеджа.
В вертикальной двухтрубной системе трубы соединяют радиаторы, расположенных друг над другом, в одном «стояке». При этом есть отличия от однотрубной вертикальной схемы. Здесь — благодаря наличию трубы подачи и обратки, в вертикальном отоплении могут использоваться батареи любой ширины — многосекционные (поскольку стояки подачи и обратки могут быть удалены друг от друга). Поэтому эффективность двухтрубного вертикального обогрева — выше.
Справка! Желательно, чтобы батареи комнат, расположенных друг над другом, имели одинаковое количество секций. Так проще прокладывать вертикальную трубу обратки.
Нижняя и верхняя обвязка: что эффективнее
Термин «нижней» и «верхней» обвязки обозначает способ подключения батарей в систему отопления. При нижней обвязке входящая вода попадает в батарею через нижний патрубок.
Если она выходит из радиатора также внизу, то эффективность работы радиатора будет снижена на 20-22%.
Если выходящий патрубок будет расположен вверху, то эффективность работы радиатора будет снижена на 10-15%. В любом случае при нижней подаче воды в батареи эффективность обогрева снижается.
При верхней обвязке (подаче) входящий патрубок подключается к радиатору в верхней части. В таком случае движение теплоносителя организовывается эффективнее, батарея будет работать на 97-100% (97% – если входящие и выходящие патрубки расположены с одной стороны радиатора, и 100% – если входящий патрубок с одной стороны сверху, а выходящий — с другой стороны снизу).
Достоинства и недостатки
Достоинства:
- Подходит для организации отопления частных домов большой площади, при этом в систему обязательно врезается циркуляционный насос.
- Обогревает все комнаты на этаже или в стояке равномерно.
Недостатки:
- Обходится дороже однотрубной системы, поскольку требуется вдвое больше материалов — труб между котлом и радиаторами, а также соединительных устройств, кранов, вентилей.
- Циркуляционный электрический насос делает работу системы зависимой от наличия электричества.
Важно! Увеличение количества труб и количества теплоносителя в системе — приводит к росту гидродинамического сопротивления и не даёт возможность воде двигаться самотёком. Необходима принудительная циркуляция и работающий циркуляционный насос
Какой котел лучше выбрать
Газовый
Наилучший вариант для дома – компактный, автоматический, с легкой доставкой топлива. Газовое отопление – самый дешевый вариант. Обычно установка такого котла не требует отдельного помещения – агрегат просто вешается на стену. Бывают одноконтурные и двухконтурные модели, одновременно греющие воду для хозяйственных нужд.
Из недостатков следует указать на тот факт, что все работы с газом должны производить специализированные организации, имеющие лицензию, и в полном соответствии с проектом, согласованным с горгазом.
Дровяной
Такой котел занимает много места и требует отдельного помещения для установки. Топливо загружают вручную. Дрова также требуют много места для хранения – сухого и отдельного от котла (в целях безопасности). Дрова должны быть сухими – их нужно сушить один-полтора года. Прогорают дрова быстро, и закладывать топливо в котел придется почти ежедневно. Автоматизации работа котла поддается плохо – только путем ограничения доступа воздуха в топку. Будут периоды, когда в доме будет прохладно.
Из плюсов – доступность топлива и небольшая цена. Но носить дрова придется вручную.
Угольный
Практически обладает всеми минусами дровяного котла плюс пыль и грязь в котельной. И проблема ликвидации золы. Из положительных моментов – уголь прогорает долго, и загрузка топлива происходит раз в несколько дней.
Пеллетный
Такие котлы появились на отечественном рынке относительно недавно. Полностью автоматизированный котел, с очень высоким КПД (до 90 и даже 95%), относительно компактный, с образованием малого количества сажи и практически без золы. Топливо чистое, экологичное – опилки. Одной загрузки бункера хватает на несколько дней.
Недостатки: топливо не самое дешевое (но и не самое дорогое). Пеллеты придется хранить в сухом месте и вручную переносить в котельную.
Жидкотопливный
Отопительные агрегаты на мазуте работают автоматически, экономичны, не очень дешевы. Требуют установки цистерн для топлива, трубопроводов. Достаточно сложно бывает привезти топливо, перегрузить и при этом не разлить – мазутные пятна не украшают никакой двор.
Электрический
Электричество – самый дорогой вид энергии, и отопление вылетит Вам в копеечку. В остальном – все отлично: котел не требует устройства дымовой трубы, легко управляется, компактен, безопасен. Но если у Вас часто выключатся электричество, это не Ваш вариант: имеется перспектива прожить пару дней в мороз без отопления. Бесперебойник в данном случае не спасет.
Выбор отопительного агрегата часто не зависит от наших предпочтений. В первую очередь следует трезво оценить наличие различных видов топлива в Вашей местности, его стоимость и сложность транспортировки.
Самый оптимальный вид котлов – газовые. Если местность не газифицирована – оптимальным выбором будет пеллетный котел. Дровяные и угольные требуют ручной загрузки, доставки и ручной переноски топлива. Для дачи с непостоянным нахождением людей хорошо зарекомендовали себя камины, булерьяны, металлические печи. Электрическое отопление обходится очень дорого, и такой вид отопления применяют очень редко.
Другие способы повышения эффективности и экономичности отопления
Если вас интересует только вид топлива, пролистывайте сюда. Но мы считаем, что правильно начать с основ. Борьба за экономичность возможна не только через снижение потерь, но и другими способами:
- правильным выбором вида и типа отопления;
- соблюдением правил установки оборудования;
- использованием датчиков температуры, связанных с нагревательным оборудованием;
- установкой запорно-регулировочной арматуры;
- монтажом энергоэффективных приборов;
- своевременным техническим обслуживанием.
Виды и типы систем отопления
Правильно подобранная система позволяет использовать выбранное топливо с наибольшей выгодой.
Наглядная схема типичной однотрубной системы отопления.
Однотрубная разводка оптимальна для небольших домов с 3-4 радиаторами в контуре. Небольшое количество труб сводит к минимуму неэффективную отдачу тепла через их стенки.
Схема типичной двухтрубной системы отопления в частном доме.
Двухтрубные разводки обеспечивают равномерный прогрев всех радиаторов. Не придётся увеличивать мощность котла и потребление энергоносителей, так как в самой дальней комнате температура поддерживается на нужном уровне.
Дома до 2 этажей и площадью до 150 м2 эффективно оборудовать энергонезависимой системой гравитационного типа, не требующей циркуляционных насосов и дорогостоящих расширительных баков.
В регионах с тарифами на электроэнергию, зависимыми от времени суток, выгодно устанавливать гидроаккумуляторы большой ёмкости. Ночью котёл нагревает воду, а после подключения дневного тарифа около 2-3 часов отопление происходит за счёт циркуляции теплоносителя из гидроаккумулятора.
Правила монтажа радиаторов
Правильное размещение радиаторов позволяет избежать снижения теплоотдачи:
- до пола оставляют 50-70 мм;
- до наружной стены от 30 мм;
- до подоконника не менее 80 мм.
Точные рекомендации указаны в паспортах приборов. Примерные потери по теплоотдаче при различных вариантах размещения показаны на рисунке ниже.
Изменение тепловой мощности радиатора в зависимости от размещения и наличия экрана.
Снижение температуры компенсируют установкой радиаторов с большим количеством секций. Увеличивается объём циркулирующего теплоносителя, на разогрев которого понадобится дополнительное топливо.
Повысить эффективность теплоотдачи можно, используя диагональное подключение радиаторов. Боковое подключение снижает теплоотдачу, но лучше всего подходит для гравитационных систем. Менее всего эффективны радиаторы с нижним подключением – это можно считать «платой» за невидимые трубы, скрытые в полу или стене.
Датчики температуры
Блоки управления газовых и электрических котлов реагируют на температуру теплоносителя, что не позволяет своевременно регулировать интенсивность работы при изменение погодных условий. Современные котлы допускают подключение выносных датчиков температуры воздуха в помещении, что объективнее отражает потребность в увеличении или снижении мощности оборудования.
Котёл с подключенными датчиками и таймерами поддерживает необходимую температуру ночью и в период отсутствии хозяев, что также снижает затраты на отопление.
Регулировочная арматура
При любом типе разводки труб и подключении радиаторов есть возможность изменять теплоотдачу прибора.
Устанавливают ручные или автоматические регуляторы. Это позволяет в некоторых помещения поддерживать пониженную температуру, что сказывается на экономии энергоносителя.
Эффективность радиаторов
Современные радиаторы имеют мощность одной секции от 100 до 210 Вт
При покупке обращают внимание на этот параметр, указанный в паспорте прибора. Дополнительные секции заполняют теплоносителем, который придётся разогревать и перемещать по трубам с помощью более мощного циркуляционного насоса, что увеличивает расходы. Теплоотдача радиаторов отопленияСравнение показателей и способы расчета
Теплоотдача радиаторов отопленияСравнение показателей и способы расчета
Техническое обслуживание
Образование кальциевых отложений на внутренних стенках теплообменника и радиаторов снижает эффективность оборудования.
Важно использовать чистую мягкую воду или антифриз, рекомендованный производителем теплового оборудования. Необходимо контролировать состояние фильтров грубой и тонкой очистки теплоносителя, а также чистоту воды (антифриза)
Устройство однотрубной системы отопления
Однотрубные системы обладают некоторыми преимуществами перед более распространенными двухтрубными системами. Они требуют минимальных затрат на постройку, позволяя сэкономить на материалах и на дополнительном оборудовании. В некоторых случаях экономия оказывается чрезвычайно высокой – это характерно для небольших домовладений. Иногда однотрубные системы подвергают модификации, что необходимо для улучшения их характеристик и более равномерного прогрева частного дома.
Прочие преимущества:
- Высокая скорость прокладки трубопроводов;
- Не нужно вести обратную трубу параллельно основной трубе;
- Возможность экономии на трубах и материалах.
У однотрубных систем присутствуют и определенные недостатки. Например, они не годятся для обогрева крупных домов, обладающих большой площадью. Теплоноситель в них подвержен быстрому остыванию, поэтому в самых дальних комнатах (от местоположения отопительного котла) бывает прохладно. Для компенсации этого недостатка нужно приобретать дополнительное оборудование, а это чревато дополнительными расходами. Еще одним недостатком является ограниченная длина горизонтальных участков – не более 30 метров.
В однотрубных отопительных системах с естественной циркуляцией обязательно должен соблюдаться уклон труб.
Простая однотрубная система отопления состоит из следующих частей:
- Отопительный котел;
- Расширительный бачок;
- Последовательно подключенные радиаторы;
- Вентиля для подачи теплоносителя и его слива.
Таким образом, затраты на материалы будут предельно малы. Но и эффективность будет слишком мала – это заметно при обогреве больших домовладений. Для постройки более продвинутой отопительной системы нам понадобится дополнительное оборудование – это циркуляционный насос, игольчатые вентили и герметичный расширительный бачок.
Для чего в этой схеме понадобился циркуляционный насос? Все дело в том, что теплоноситель, последовательно проходя через радиаторы отопления, отдает свое тепло и охлаждается. В результате самые последние в схеме батареи будут недостаточно горячими. Если же мы установим циркуляционный насос, дополненный вентилями и байпасом, то мы обеспечим более равномерный прогрев помещений.
Применение циркуляционного насоса позволяет избавиться от необходимости прокладки толстых металлических труб – вполне можно обойтись тонкими пластиковыми трубами для горячей воды.
Однотрубная система отопления с циркуляционным насосом, расширительным бачком и байпасами, о которых мы поговрим ниже.
Что касается герметичного расширительного бачка, то он поможет создать более долговечную отопительную систему, меньше подверженную коррозии. В открытых системах теплоноситель контактирует с атмосферой и насыщается кислородом, становясь более агрессивным в отношении труб и батарей. И ржавчина на них влияет значительно сильнее, чем в закрытых системах, изолированных от внешней атмосферы.
Какая система отопления лучше: однотрубная или двухтрубная?
Наиболее экономичным будет монтаж однотрубной схемы отопления. Её можно использовать для обогрева небольшого дома. Для большого строения необходима двухтрубная схема подключения радиаторов. Она позволит равномерно прогревать помещения, но обойдётся дороже.
К тому же её работа потребует присутствия циркуляционного насоса, питающегося от электричества.
Если необходима полностью автономная система отопления стоит обратиться к однотрубной схеме и использовать её в подходящих вариантах — вертикальном отоплении по стоякам или в горизонтальном — на каждом этаже вашего дома.
Главный критерий качества работы и правильного выбора системы — это тепло в доме, небольшой расход энергоносителя и надёжность вашего отопления.
Как выбрать насос
Идеальный случай – когда насос встроен в котел. Но если у вас будет установлен твердотопливный котел, то из-за перегрева насоса и резины в нем это невозможно.
Если котел требует установки отдельного насоса, то придется подбирать его параметры.
Производительность насоса рассчитывается по формуле:
Q – производительность насоса,
N – мощность котла (КВт),
t2 – максимальная температура теплоносителя на выходе из котла, берут максимальные показатели (90° С),
t1 – температура теплоносителя на входе котла берут в среднем (70° С).
Высота подачи циркуляционного насоса рассчитывается по формуле (рассчитывается для всех участков одинаковых диаметров труб и суммируется):
P потери давления в системе отопления, Па,
R потери на трение теплоносителя, Па/м,
I длина трубопровода одинакового диаметра, м,
Z – падение давления в местных сопротивлениях, Па.
Так рассчитывают специалисты. Расчет довольно сложен, поэтому можно применить упрошенный расчет: 10 м длины системы соответствуют 0,6 м высоты подачи насоса.
По рассчитанным данным подбирают насос. Для отопления в частных домах устанавливают агрегаты с мокрым ротором – они компактны, мало шумят. Перекачиваемая жидкость служит одновременно и смазкой для насоса.
Пути повышения эффективности однотрубных систем
Основной проблемой эксплуатации однотрубных систем частных домов является неравномерность температуры теплоносителя в последовательно соединенных отопительных приборах. Существует 2 способа выравнивания температуры радиаторов.
Установка на удаленных участках цепи радиаторов с большим числом секций
Чтобы определить, на сколько секций нужно увеличить радиатор для выравнивания температурного поля, нужно знать разницу между температурой теплоносителя и воздуха в помещении (ΔТ). Сертифицированные в России модели радиаторов должны иметь специально разработанные рекомендации по применению, доступные для свободного скачивания на сайте производителя.
В этих рекомендациях даны табличные значения тепловой мощности секции радиатора для различных значений разности температур (ΔТ). Зная площадь помещения, по таблицам можно определить потребную тепловую мощность для его обогрева. Необходимое количество секций будет равняться отношению потребной тепловой мощности к мощности одной секции радиатора.
Установка балансировочного клапана
Балансировочный клапан (рис 7) состоит из монтируемого в обратную магистраль автоматического клапана и датчика температуры, устанавливаемого на трубопроводе перед клапаном. Клапан настраивается на заданную температуру, которую поддерживает, регулируя расход жидкости через обратный теплопровод.
Рис 7 – схема подключения балансировочного клапана.
Несмотря на свои недостатки, однотрубная система отопления частного дома продолжает находить все новых сторонников, привлекая доступной ценой и легкостью монтажа. Для повышения эффективности эксплуатации, в схему однотрубного отопления вводят замыкающие (или обходные) участки, а также применяют радиаторы с различным количеством секций, либо устанавливают балансировочные клапаны.
Особенности однотрубной системы Ленинградка
Такое одноконтурное отопление было рассчитано на применение в разноэтажных домах массовой застройки. Конструкция Ленинградки проста, материалов применяется немного, а основное отличие в том, что вход и выход каждого радиатора соединены перемычкой – байпасом или от общей трубы магистрали есть дополнительные отводы для входящей и выводной трубы батареи.
Плюсы применения байпаса в обеспечении равномерности прогрева радиаторов вне зависимости их удаленности от источника прогрева. Также удобство в бесперебойности работы системы при прерывании транспортировки теплоносителя из-за образования воздушной пробки.
Основная проблема в сложности расчетов диаметра перемычки для каждой батареи. Плюс стандартная схема Ленинградки не позволяет демонтировать радиатор без размыкания общего круга отопления. Специалисты усовершенствовали конструкцию и теперь это однотрубная система отопления с нижней разводкой, схема которой предусматривает установку кранов с обеих сторон от радиатора. Наличие запорной арматуры позволяет быстро отключить радиатор от системы, заменить его и поставить на место – общий контур отопления при этом работает в положенном режиме.
Если применять модернизированную схему Ленинградки, возможна верхняя и нижняя разводка отопления, применение вертикальных стояков, можно делать не закольцованную схему, а ответвления контурами отопления, чтобы пустить ветку в боковые пристройки или пустить тепло в дополнительные комнаты. Потребуется обустроить врезку в обратную трубу и отводок из магистрального трубопровода в дополнительный контур. Чтобы обеспечить лучшую циркуляцию, пригодится насос.
Что выбрать для частного дома
Выбор системы — однотрубная или двухтрубная – осуществляется на стадии проектирования отопления дома. Если решено, что обогревать дом будут настенные радиаторы, то рисуют схему их расположения на стенах, расположение труб и выбирают оптимальную схему подключения. По каким критериям выбирают тот или иной тип разводки для вашего дома?
- Экономичность или стоимость монтажа и материалов.
- Эффективность обогрева комнат — она зависит от многих факторов — количества комнат и их размеров, расположения больших и маленьких помещений, от их функциональности — спальная, кухня или кладовка.
- Автономность работы отопления — можно ли использовать насос или необходима полная независимость от электропитания.
Выбор схемы разводки батарей в системе отопления индивидуален для каждого дома.
Принцип монтажа однотрубной системы
Схема однотрубной системы отопления в частном доме достаточно проста. Для монтажа нам понадобятся следующие материалы:
- Напольный отопительный котел;
- Трубы для прокладки по помещениям;
- Трубы для байпасов «ленинградки»;
- Вентили и фитинги для соединения труб и радиаторов;
- Расширительный бак.
Если дом у вас достаточно большой, мы рекомендуем смонтировать отопительную систему с принудительной циркуляцией. В этом случае можно обойтись пластиковыми трубами, что несколько удешевит монтажные работы и позволит обойтись без соблюдения уклона. Если же вы остановились на системе с естественной вентиляцией, нужно соблюсти уклон – он составляет около 5 градусов. В противном случае прохождение теплоносителя будет затруднено или невозможно.
Уклон должен соблюдаться как у подающей трубы, так и у обратной. Если вы не хотите мучиться с уклонами, а хотите получить красивую и эффективную систему отопления, присмотритесь к системам с принудительной циркуляцией теплоносителя.
Однотрубная система отопления с расширительным бачком, насосом, предохранительным клапаном и спускником воздуха. Радиаторы здесь соединены по системе «ленинградка».
Монтаж системы начинается с установки отопительного котла. Для систем с естественной циркуляцией он ставится чуть ниже, чем радиаторы и трубы. В однотрубных системах с принудительной циркуляцией этим можно пренебречь. Далее устанавливаем расширительный бачок – он должен находиться в самой верхней точке, если вы планируете создавать систему открытого типа. Если же она замкнутая, ставьте герметичный бачок в любом месте.
Помните, что помимо герметичного расширительного бака, для постройки закрытых систем понадобятся спускник воздуха, предохранительный клапан и термоманометр. Все это ставится вблизи отопительного котла.
Далее переходим к установке радиаторов и их подключению. Количество изгибов должно быть минимальным, но только если вы не планируете использовать циркуляционный насос. Для подключения радиаторов мы рекомендуем использовать «ленинградку». Она отличается более сложным монтажом и необходимостью закупки вентилей, зато она обеспечит равномерный нагрев вашего жилища.
Что касается циркуляционного насоса, то его принято ставить вблизи отопительного котла. Здесь же обязательно ставится байпас – он обеспечит возможность временного отключения насоса. Кстати, ничто не мешает установить насос и в любом другом месте, но все оборудование, такое как расширительные бачки, предохранительные клапаны, спускники воздуха и насосы, принято монтировать в непосредственной близости от отопительного котла – например, в котельной.
