Схемы отопления одноэтажного дома

Принцип работы

Система называется однотрубной, поскольку нагретая вода подается и уходит из радиаторов отопления по единому коллектору. Трубопровод является общим для всех батарей, подсоединенных к магистральной ветви. То есть, входная и выходная подводка каждого отопительного прибора подключается к одной трубе, как показано на примере схемы теплоснабжения одноэтажного здания.

Ленинградская горизонтальная разводка
Классический вариант закрытой схемы с принудительным движением теплоносителя, подключенной к газовому котлу

Как работает однотрубная радиаторная система отопления:

  1. Поступающий от котла прогретый теплоноситель достигает первой батареи и делится тройником на два неравных потока. Основная масса воды продолжает двигаться прямо по магистрали, меньшая часть затекает в радиатор (примерно 1/3).
  2. Отдав тепло стенкам батареи и охладившись на 10—15 °С (в зависимости от мощности и реальной отдачи радиатора), малый поток через выходящий патрубок возвращается в общий коллектор.
  3. Смешиваясь с основным потоком, охлажденный теплоноситель снижает его температуру на 0.5—1.5 градуса. Смешанная вода доставляется к следующему отопительному прибору, где цикл теплообмена и охлаждения главного потока повторяется.
  4. В результате каждая последующая батарея получает теплоноситель с более низкой температурой. В конце остывшая вода направляется обратно в котел по той же магистрали.
Как работает однотрубная разводка
Цвет и размер стрелок на рисунке характеризует температуру и количество воды соответственно. Сначала потоки разделяются, потом смешиваются, остывая на пару градусов

Чем ниже температура циркулирующей воды, тем меньше тепла достается последним обогревателям. Проблема решается тремя способами:

  • в конце магистрали ставятся батареи повышенной мощности – наращивается число секций либо увеличивается площадь панельных стальных радиаторов;
  • путем увеличения диаметра трубы и производительности насоса повышается расход теплоносителя через основной коллектор;
  • комбинация двух предыдущих вариантов.

Подключение радиаторов к единой распределяющей магистрали – главное отличие однотрубной разводки от остальных двухтрубных систем, где подача и возврат теплоносителя организован по двум раздельным ветвям.

Схемы отопления одноэтажного дома

Детали циркуляционного насоса

Насос в конструкции имеет корпус из нержавейки с расположенным внутри ротором и валом с крыльчаткой. Электродвигатель приводится в движение ротором. Энергоноситель всасывается с одной стороны, а с другой нагнетается в магистраль. Насос проталкивает воду, если в трубопроводе появляется сопротивление.

В принудительных системах регулируется обогрев по помещениям и по группам батарей. Продуманная система содержит многоходовые краны и клапаны, автоматические регуляторы и термостатические установки, которые облегчают управление отоплением дома.

Разбивка отопительной магистрали на участки не влияет на качество обогрева, для комнат выбираются конвекторы, радиаторы, можно подключать контуры водяного теплого пола. С организованной подачей энергоносителя можно делать множество разветвлений от основного контура и подключать отдельно разные этажи.

1 Системы обогрева одноэтажных домов – в чем между ними разница?

Схемы отопления одноэтажного дома

К самым распространенным схемам отопления в жилых домах относятся следующие варианты:

  • Однотрубная – напорный и обратный патрубок котла соединяет одна линия, на которую, как бусы на нитку, нанизаны радиаторы.
  • Двухтрубная – в этом случае из напорного патрубка выходит одна линия, а из обратного – вторая. В эти линии врезают соответствующие патрубки батарей (радиаторов).
  • Коллекторная – на обратный и напорный патрубок котла навинчивают тепловые хабы, собирающие или распределяющие теплоноситель по разводке. Радиаторы в этом случае подключаются именно к хабам-коллекторам.

В однотрубной системе напорный и обратный патрубок котла соединяет одна линия, на которую нанизаны радиаторы

Все три варианта схем могут относиться к системам закрытого или открытого типа. Открытый вариант предполагает контакт теплоносителя с атмосферой в расширительном бачке и давление в системе чуть выше атмосферного. Второй вариант рассчитан на полную герметизацию линий циркуляции и давление в 2-4 раза выше атмосферного.

В качестве оптимального предложения нами была выбрана закрытая система отопления с принудительной циркуляцией – схема данного варианта гарантирует максимальный набор выгод при обустройстве в одноэтажном доме. Нам остается разобраться только с тем, как она устроена.

Если мы будем двигаться от котла по направлению циркуляции теплоносителя, эта система будет состоять из следующих элементов:

  • Теплогенерирующий прибор (котел) – разогревает пар, воду или подготовленный теплоноситель.
  • Закрытый расширительный бак – удерживает давление системы и поддерживает возможность регуляции данного параметра. Этот элемент монтируют на выходе из котла, поднимая над батареями.
  • Напорный участок разводки с отводами под батареи. Обычно его укладывают по периметру дома, вдоль несущих стен.
  • Радиаторы (батареи отопления), верхний патрубок которых подключен к напорному участку трубопровода. Их развешивают под окнами на специальных кронштейнах.
  • Сливной отрезок теплопровода (обратка) с отводами для подключения нижнего патрубка радиаторов. Эту линию укладывают вдоль напорного участка.
  • Циркуляционный насос – его подключают к обратке перед входом этой линии в котел.

Теплоноситель движется из котла по напорной линии и, проходя сквозь батареи, сливается в обратку. Насос генерирует побуждение к циркуляции, а закрытый расширительный бак создает нужное давление. Кроме того, между котлом и баком в напорную трубу врезают манометр (прибор для считывания давления) и предохранительный клапан, сбрасывающий лишний теплоноситель при превышении предельного давления в трубах, котле и радиаторах. Монтаж такой конструкции можно завершить за 1-2 дня силами одного человека.

Сравнение по цене монтажа

Схемы отопления одноэтажного дома

Приверженцы однотрубных отопительных сетей любят напоминать о дешевизне данного типа разводки. Уменьшение затрат по сравнению с двухтрубной схемой обосновывается вдвое меньшим количеством труб. Мы утверждаем следующее: «ленинградка» обойдется дешевле тупиковой системы в одном случае — если паять отопление из полипропилена.

Докажем наше утверждение расчетами – возьмем в качестве примера одноэтажное жилище размерами 10 х 10 м = 100 м² (в плане). Нанесем на чертеж раскладку «ленинградки», посчитаем фитинги с трубами, затем сделаем аналогичную прикидку тупиковой разводки.

Проектирование ленинградки в одноэтажном доме
Общий обратный коллектор, проходящий через коридор, позволяет сохранить небольшой диаметр кольцевой линии. Если его убрать, сечение труб вырастет до Ø25 мм (внутренний)

Итак, для устройства однотрубного отопления понадобится:

  • труба Ду20 на коллектор (снаружи Ø25 мм) – 40 м;
  • тр. Ду25 Ø32 мм на обратку – 10 м;
  • тр. Ду10 Ø16 мм на подводки – 8 м;
  • тройник 25 х 25 х 16 (наружный размер) – 16 штук;
  • тройник 25 х 25 х 20 – 1 шт.

Ориентируясь по следующей планировке, выясним потребность в трубах и фитингах для двухтрубной сети:

  • тр. Ду15 Ø20 мм – 68 метров (магистрали);
  • тр. Ду10 Ø16 мм – 22 м (подводки радиаторов);
  • тройник 20 х 20 х 16 мм – 16 шт.

Как видите, затраты на полипропиленовые тройники и трубы практически одинаковы для обеих схем – плечевая оказалась дороже всего на 330 руб. По другим материалам однозначно выигрывает двухтрубная разводка. Причина кроется в диаметрах – цены труб большего сечения резко увеличиваются сравнительно с «ходовыми» размерами 16 и 20 мм.

Достоинства и недостатки схемы отопления с принудительной циркуляцией

Схемы отопления одноэтажного дома

Принудительная циркуляция теплоносителя осуществляется насосом

Скорость теплоносителя повышается в системе организованной подачи, увеличивается расход воды и можно уменьшить диаметр коллекторов.

Достоинства системы:

  • радиаторы быстрее нагреваются, отсутствует инерционность;
  • ветки трубопровода делаются большей длины и прокладываются в удобных местах;
  • устраивается минимальный уклон коллекторов, который требуется только для слива теплоносителя;
  • расширительный бак размещается в помещении котельной;
  • есть возможность подключения отопительной ветки теплого пола.

Недостатком циркуляционной системы является ее зависимость от снабжения электричеством. Остановка помпы ведет к быстрому остыванию радиаторов и перегреванию котла. Используются запасные варианты снабжения, чтобы избежать аварийной ситуации. Электрические насосы при работе шумят.

В жилых строениях устраивается однотрубная или двухтрубная система отопления, подача воды в которой организована с помощью насоса. Снижаются трудозатраты на монтаж элементов схемы, т. к. не нужно сооружать неудобную верхнюю разводку.

Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией хороша своей дешевизной. Причем низкая стоимость конструкции характерна и для открытого, и для закрытого варианта. Ведь от котла к батареям (и обратно) тянется всего одна нитка трубопровода. В итоге мы имеем экономию трубы для отопления, фитингов для сборки разводки и времени сборщика. К сожалению, за дешевизну конструкции придется заплатить отказом от возможности отрегулировать температуру в отдельных зонах дома.

Разогретый теплоноситель движется от котла, протекая по всем батареям, и любой регулятор на его пути закупорит всю цепочку, остановив циркуляцию в разводке. Кроме того, вы не сможете отключить батарею или врезать в разводку еще одну линию или отвод. И после перестройки или перепланировки жилища вам понадобится обустраивать разводку заново.

Именно поэтому однотрубные конструкции разводки собирают только в небольших домах площадью до 50-60 квадратных метров. Причем, в целях естественной терморегуляции схемы отопления в комнатах с наименьшей желаемой температурой (например, в спальнях) располагают “последнюю” батарею в цепочке – в нее попадает порядком охлажденный теплоноситель, который уже движется фактически по обратке – к котлу на разогрев.

Одно и двух-трубные системы отопления

Двухтрубная схема системы отопления частного дома с принудительной циркуляцией позволяет регулировать температуру буквально каждой батареи. Тут можно использовать дистанционные и простейшие терморегуляторы, обычные краны и вентили, а равно и другую запорно-регулирующую арматуру. В данном случае пользователь может остановить или замедлить циркуляцию носителя тепла в конкретной батарее, не затронув общий поток, который идет по отдельным трубопроводам. Врезка батареи в напорную и обратную линию позволяет даже безболезненное отключение радиатора в случае необходимости.

Двухтрубная схема системы отопления

Причем подобная управляемость достигается за счет не таких уж больших трат на разводку. Владельцу системы двухтрубного типа придется оплатить две стоимости метража арматуры и количества фитингов. И это, пожалуй, единственный минус данной схемы. Помимо возможной регуляции температуры в отдельных комнатах дома, двухтрубная конструкция дает еще один плюс – готовность к масштабированию. Вы можете перестроить всю сеть, врезав дополнительную батарею или удалив радиатор, не нарушив при этом структуры системы.

Постараемся дать объективную оценку и выделим реальные достоинства однотрубных водяных систем:

  1. Закрытую схему с мембранным расширительным бачком проще монтировать. Одна труба прокладывается быстрее, чем две.
  2. Одинарную магистраль либо стояк проще упрятать в стены, нежели двухтрубные ветви (пример ниже на фото). Ложка дегтя: кольцевой коллектор пересекает дверные проемы, затрудняющие прокладку.
  3. Отопительная сеть со стояками незаменима, когда необходимо организовать самотек в здании на 2—3 этажа. Нет смысла проходить сквозь перекрытие двумя трубопроводами, одной вертикальной лини вполне достаточно.
  4. Монтаж обходится дешево в одном случае: когда самотечная схема системы отопления применяется в одноэтажном частном доме. Экономия достигается за счет прокладки одной магистрали вместо двух (вспомните, для самотека априори нужны трубы больших диаметров Ø48—57 мм).
  5. Система закрытого типа поддается автоматическому регулированию посредством радиаторных термостатических вентилей. Оговорка: надо учитывать специфику работы отопительных приборов и правильно подобрать арматуру. Ниже мы вернемся к данному вопросу.
Как закрыть отопительные трубы в квартире
Трубы малых диаметров замуровываются в стенах, больших — закрываются декоративными экранами

Главная проблема «ленинградки» – остывание теплоносителя по мере продвижения к дальним батареям. Невозможно наращивать секции радиаторов и сечение магистрали до бесконечности, оптимальное количество приборов – 4—5 шт. на одном контуре.

Схема отопления одноэтажного дома | ИнноваСтрой

Перечислим другие недостатки:

  1. Гидравлическая неустойчивость — влияние одной батареи на работу остальных. Если перекрыть первый радиаторный вентиль, последующие приборы получат более горячую воду и станут перегревать комнаты.
  2. Чтобы теплоноситель хорошо затекал в радиаторы при закрытой ленинградской схеме, нужно применять полнопроходную арматуру на ответвлениях. Увеличение гидравлического сопротивления подводки заставляет течь воду дальше по прямой, расход теплоносителя через батарею уменьшается.

    Радиаторные термостатические вентили в разрезе
    Слева изображен стандартный угловой вентиль с небольшим отверстием, справа — радиаторный термостатический клапан с увеличенным проходным сечением

  3. «Ленинградка» и вертикальная разводка дороже двухтрубной плечевой схемы. Если прибавить затраты на дополнительные радиаторные секции, то стоимость монтажа из сшитого полиэтилена сравнится с лучевой системой, где фитинги не применяются, зато есть распределительная гребенка.
  4. Схема сложна в расчете и настройке (балансировке). Мощность и площадь поверхности теплоотдачи батарей надо определить максимально точно.

Дополнительный минус самотечных разводок – большие диаметры труб, проложенных с уклоном 3—5 мм на погонный метр. Выходящие из потолков стояки торчат на виду и портят интерьер помещений. Замуровать трубопроводы в стены не всегда возможно, приходится изощряться и делать декоративные короба.

Разработано и смонтировано множество схем отопления. Но все они модификации или комбинации из двух вариантов систем, которые можно определить базовыми вариантами.

Базовыми или основными схемами можно считать:

  1. однотрубную;
  2. двухтрубную.

Популярна простая однотрубная система, как она работает? Просто, чрезвычайно просто. От котла по одной трубе идет горячий теплоноситель и, пройдя последовательную цепочку батарей, возвращается в котел. Этот принцип реально использует схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, причем, установка байпаса на насосе превращает ее в «самотечную» систему.

Недостатки однотрубной системы:

  • неравномерность нагрева радиаторов;
  • для замены батареи нужно отключить систему.

Недостатки вышеописанной схемы практически устранены в модернизированной однотрубной схеме отопления, которая известна как «ленинградка», по месту ее изобретения в СПБ. В Санкт-Петербурге «ленинградка» применяется даже в многоэтажных домах. Шаровые краны на входе/выходе батареи позволят заменять или ремонтировать батареи без выключения отопления. Батареи врезаются в подающую трубу параллельно.

Трубопровод поднимается на второй этаж, вода поступает в батареи расположенные по горизонтали последовательно. Затем от последнего радиатора трубопровод опускается вниз и подключается к горизонтальной линейке радиаторов, а затем остывший и отдавший свою энергию теплоноситель поступает в котел. Недостатком подобной системы считается неравномерный нагрев радиаторов. Это недостаток особенно заметен, если применяется «самотек», но если установлен циркуляционный насос, разница в температуре практически незаметна.

Самыми оптимальными считаются схемы систем отопления с принудительной циркуляцией в контуре. Подобные системы эффективны для одноэтажных коттеджей, домов и дач и легко обеспечат теплом двухэтажный дом большой площади. Для реализации этой схемы монтируются две трубы — подающий трубопровод и «обратка».

Советы по выбору диаметров труб и подключению

Однотрубный вариант отопления можно спроектировать и смонтировать самостоятельно, не прибегая к сложным расчетам гидравлики. Упростим задачу и дадим полезные рекомендации по устройству одноконтурных систем:

  1. Максимальное число нагревательных приборов на одной петле закрытой «ленинградки» – 5 шт. Чтобы доставить к батареям нужный объем теплоносителя, хватит трубы Ø25 мм (Ду20). Подводки делаем из патрубков Ø16 мм.
  2. Если в силу объективных причин количество радиаторов на 1 кольце закрытой системы необходимо увеличить, сечение магистрали наращивается до диаметра 32 мм (Ду25), подводки – до 20 мм. Ставить на один трубопровод более 7 батарей экономически нецелесообразно, дешевле проложить 2 меньших линии.

    Монтаж ленинградского отопления в помещениях
    Примеры устройства «ленинградки» в деревянном доме и офисном помещении

  3. Минимальный диаметр горизонтального коллектора при естественной циркуляции – Ду40, наружный – Ø48 мм. В двухэтажном доме разгонный стояк и начало раздающих ветвей делается из трубы Ду50 (Ø57 мм), отдаленные участки уменьшаются до размера Ду32. Вертикальные линии до радиаторов – Ду20—25 в зависимости от тепловой мощности обогревателей.
  4. Для автоматического регулирования теплоотдачи подбирайте полнопроходные клапаны с термоголовками. В стандартных радиаторных вентилях отверстие чересчур маленькое.
  5. Подключение к настенному либо напольному газовому котлу производится по типовой схеме, изображенной внизу на картинке. Похожим образом делается обвязка электрического водогрейного аппарата.
  6. К твердотопливному котлу «ленинградку» лучше присоединять через трехходовой смесительный клапан и буферную емкость. Поскольку в системе слишком мало теплоносителя, существует риск перегрева и закипания. Самотечную разводку, вмещающую более 200 литров воды, допускается подключать к ТТ-котлу напрямую.
Как правильно обвязать настенный 2-контурный котел
Типовая схема стыковки двухконтурного настенного котла с «ленинградкой»
Схемы отопления одноэтажного дома

Разновидность и мощность котла зависит от площади дома и климата в регионе

Для одноэтажного частного дома оптимальна система отопления с котлом, который соответствует требуемым характеристикам и параметрам. Мощность агрегата рассчитывается так, чтобы удовлетворить потребности обогрева в жестких условиях местного климата и предусматривается небольшой запас (10 – 20%). В условиях принудительной циркуляции воды легче предусмотреть закипание воды в теплообменнике агрегата.

Параметры, учитываемые при выборе котла:

  • длина трубопровода и его диаметр;
  • скорость передвижения жидкости.

Описанные выше достоинства и недостатки систем подсказывают нам два вывода. Во-первых, если вам нужна оптимальная схема отопления трехэтажного дома с принудительной циркуляцией, то лучше, чем коллекторная разводка, вы ничего не найдете. Но в одноэтажных домах оптимальной схемой считается именно двухтрубный вариант.

Закрытая двухтрубная система

Теперь относительно закрытого или открытого варианта сборки. В двухтрубном случае открытая система отопления с принудительной циркуляцией не дает шанса на серьезную экономию топлива. Открытый расширительный бак отдает тепло в атмосферу и не дает разогнать циркуляцию до приличных скоростей. Иное дело закрытая двухконтурная схема.

В контурах создаются условия для движения теплоносителя под действием гравитации и уклон трубопроводов, устанавливается открытый расширительный бак. Так создается самотечная система отопления частного дома, дешевая, простая и надежная. Напорный трубопровод поднимается вверх для создания напора в системе.

Используемая чаще система водяного отопления с принудительной циркуляцией монтируется с циркуляционным насосом. Он встроен в котел или устанавливается отдельно. Наличие насоса увеличивает КПД системы и экономит топливо.

Преимущества систем с циркуляционным насосом:

  • диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией меньше;
  • трубную разводку легко скрыть под полами;
  • равномерный нагрев батарей;
  • возможна разводка коллекторного типа.

Недостаток, который имеет схема отопления дома с принудительной циркуляцией – зависимость от электрической сети. Если в регионе проблемы с энергоснабжением, то можно применить специальные устройства для организации бесперебойного питания от аккумулятора. Для котлов применяют ИБП (источник бесперебойного питания), например фирмы SinPro.

Коллекторная схема разводки

Для сложных контуров, с большим числом подключений обязательно организовывается принудительная циркуляция в системе отопления с раздачей теплоносителя через коллектор.

https://www.youtube.com/watch?v=5QUdVrBmCYg

Такая система раздачи нашла применение для двухэтажных домов или одноэтажных домов со значительной площадью обогрева.

Иногда применяется комбинированная разводка, а для сложной конфигурации системы ставится дополнительный насос для системы отопления с принудительной циркуляцией оптимизирующий функционирование системы.

Если в доме уже работает контур отопления, который использует естественную циркуляцию, то улучшить эффективность такой системы отопления можно за счет установки в «обратке» циркуляционного насоса недалеко от котла. В результате образовывается открытая система отопления с принудительной циркуляцией схема при этом не требует изменений.

Коллекторные схемы отопления с принудительной циркуляцией хороши своей управляемостью и готовностью работать с помещениями любой площади и любой этажности. Распределительные гребенки (коллекторы) могут располагаться в каждой комнате или на каждом этаже. При этом на абсолютно все линии подачи или слива теплоносителя можно закрепить дистанционный или механический регулятор, связанный с термостатом или построенный на основе управления пропускной способностью канала.

Коллекторные схемы отопления с принудительной циркуляцией

Но расход труб и фитингов в этом случае будет просто колоссальный, поэтому такие конструкции монтируют не в одноэтажных домиках, а в коттеджах большой этажности или загородных дворцах. Только в этом случае расходы на установку можно перекрыть за счет будущей экономии горючего для котла в отопительный сезон.

Напоследок о сфере применения

Чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации, используйте однотрубные сети отопления в подходящих условиях:

  1. «Ленинградка» хорошо работает в одноэтажных дачах и небольших домиках площадью до 150 м². Если квадратура не превышает 70 м², достаточно одного общего кольца для всех батарей, в противном случае система делится на 2 контура либо прокладывается трубопровод большего сечения.
  2. В 2-этажном здании можно собрать гравитационную однотрубную схему открытого типа либо закрытый вариант с нижней разводкой – на выбор. В случае перебоев с электроснабжением предпочтительнее организовать самотек и поставить циркуляционный насос на байпасе.
  3. Самотек с разгонным коллектором, применяемый в одноэтажных постройках, отличается инерционностью. Радиаторы прогреваются медленно, вода сильно остывает из-за малой скорости течения, котел работает в экстремальном режиме. Эту схему лучше не использовать вовсе, она морально устарела и без насоса нормально работать не будет.

    Подключение радиаторов к магистрали
    Трубы отопления легко прятать в домах из современных пористых материалов, например, газобетона

  4. Не стесняйтесь делить «ленинградку» на 2—3 отдельных поэтажных петли с оптимальным числом батарей на каждой. Не объединяйте радиаторы всех этажей в единый циркуляционный контур – последние приборы останутся холодными.
  5. Однотрубная ленинградская система – подходящий вариант для устройства автономного отопления 2—3—комнатной квартиры.

https://www.youtube.com/watch?v=VCC5GL4aPHs

Мастера, доказывающие незаменимость однотрубных систем отопления, часто ссылаются на многоэтажные дома советской постройки, мол, там по 20 батарей на стояке работает. Но забывают упомянуть о давлении и производительности насосов централизованной сети, недостижимой в частных домах. Не слушайте горе-специалистов и применяйте оптимальные варианты систем – двухтрубную, коллекторную либо попутную.