Однотрубная система отопления двухэтажного частного дома

Обязательным условием комфорта для каждого дома в нашей стране является наличие надежной и экономичной системы отопления. В нынешних условиях для большинства потребителей используются газовые котлы, так как этот вид топлива относится к наиболее доступным и удобным в эксплуатации.

При этом важно брать в расчет и нюансы, связанные с магистральной разводкой теплоносителя по дому. Одной из популярных и востребованных является однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой может применяться и в строениях большей этажности.

Конструкционные особенности

Данный тип обогрева не использует в своей конструкции традиционного деления веток на подающие (отводящие теплоноситель от теплогенератора) и обратные (возвращающие остывшую жидкость в котел). Деление по этой схеме является лишь условным, как правило, половина магистрали после котла принимается «подачей», а дальше – «обратка».

Традиционная схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома включает в себя следующие элементы:

• Телогенератор (котел) обеспечивающий передачу энергии теплоносителю (жидкость в системе). В роли первого могут выступать газовые, электрические или даже твердотопливные котлы. Жидкость – подготовленная мягкая вода или антифриз.
• Отопительные потребители – секции радиаторов. Материалом для разных моделей служит чугун, сталь, алюминий.
• Расширительный бак, компенсирующий перепады давления внутри системы. Для открытых систем подбирается открытая конструкция бачка, а для закрытых систем – мембранные емкости.
• Составные элементы разводной магистрали. В комплект входит достаточное количество труб, вентилей, фильтров, кранов и другой запорной арматуры.

Принцип работы данной система отопления для 2х этажного дома (схемы имеются на сайте) не зависит от используемого типа котла.

Отличительные характеристики

Главной чертой, которая отличает однотрубную разводку от многообразия двухтрубных схем системы отопления двухэтажного дома, является отсутствие обратки. Фактически все потребители монтируются на единой магистральной петле.

Деление однотрубных схем также предусмотрено по конструкционному признаку на вертикальные и горизонтальные схемы. В традиционной схеме отопление 2 этажного дома с одной трубой применяются кроме прочих элементов радиаторные регуляторы, шаровые краны, термостатические клапаны и т.д. Одним из бонусов является возможность монтажа магистральных труб под полом. В этом случае обеспечивается лучшая эстетическая составляющая.

Также монтаж однотрубной разводки в отличие от двухтрубной системы отопления двухэтажного дома провести немного легче. При этом в случае укрытия под полом труб, удастся снизить тепловые потери.

Минусы однотрубных систем водяного отопления

Принципиальное отличие однотрубной схемы от двухтрубной заключается в способе соединения радиаторов в системе – оно последовательное. Это исключает возможность контролировать интенсивность теплоотдачи каждого из них по отдельности, не снижая температуру в последующих в цепи. То есть если в одной комнате (не последней) очень жарко, то убавив температуру на батарее именно в этой комнате, тем самым снижается температура во всех остальных.

Второй более чем существенный недостаток – повышенное давление теплоносителя для того, чтобы система могла работать эффективно. Если речь идет об одном доме, такой недостаток при наличии хорошего циркуляционного насоса даже не заметен, но в централизованных котельных увеличение мощности насоса влечет за собой увеличение эксплуатационных расходов, интенсивное воздействие на магистраль, риск повреждения и протечек и т.д. Все это требует постоянного контроля воды в системе и ее подкачки. Это, в свою очередь, приводит к концентрации воздуха и увеличению воздушных пробок.

Третий минус – вертикальная разводка, при которой расширительный бак всегда устанавливается в самой верхней точке. Если это частное домовладение, для его размещения вполне может быть задействован чердак, но при этом бак желательно утеплить во избежание его промерзания. В многоквартирных домах нужно выполнить целый ряд мер не только по утеплению, но и поддержанию температуры на приблизительно одинаковом уровне с верхнего по нижний этажи, что очень проблематично. На верхнем этаже жильцы всю зиму открывают форточки, а нижним приходится использовать камины, радиаторы и прочие ухищрения, чтобы согреться.

Поскольку потеря тепловой энергии к нижним этажам превышает 50%, рекомендуется устанавливать на каждом этаже специальные «вилки» и увеличивать количество секций радиаторов на нижних этажах.

Общая схема с учетом всех элементов обвязки

Вертикальная разводка

Перед тем, как правильно сделать отопление в двухэтажном доме, необходимо выбрать наиболее удобный тип разводки. Часто для таких строений предпочитают подбирать вертикальный тип. В этом случае разогретая вода поднимается по стояку, а дальше происходит ее распределение к отопительным радиаторам.

• В большинстве случаев перемещение осуществляется естественным способом притом, что нагретая масса воды перемещается вверх за счет своих физических свойств.
• С верхней точки осуществляется перемещение теплоносителя по трубам за счет сформированного во время монтажа уклона в несколько градусов.
• Возврат происходит при достижении нижней точки системы, в которой обычно расположен котел.

Данная схема отопления 2-х этажного частного дома является абсолютно независимой от наличия электричества. Хотя теплоноситель перемещается недостаточно быстро по трубам, но происходит экономия на использовании электроэнергии.

В качестве недостата отмечается то, что трубы, расположенные под уклоном вряд ли удастся спрятать под пол.

Горизонтальная разводка

Данный тип не нуждается в вертикальном стояке. Основная магистраль может быть скрыта под полом либо находиться над его уровнем. Если осуществляется монтаж магистрали для отопления 2х этажного частного дома своими руками с возможностью укрытия под пол, то необходимо позаботиться о снижении тепловых потерь.

Для этого проводится укрытие труб в термоизоляционные кожухи. Если в магистрали не предусмотрен циркуляционный насос, то прокладка трубопровода также должна осуществляться под небольшим уклоном.

Оптимальный монтаж секций радиаторов

Для подключения отопительных радиаторов специалисты предлагают использовать один из популярных способов:

Проточное подключение

Теплоноситель, перемещаясь по магистрали, поступает внутрь радиатора через верхнее отверстие, а затем, отдав часть тепловой энергии, удаляется через нижний патрубок в радиаторе. Проводить какие-либо регулировки, связанные с температурой или скоростью подачи, в таких системах нет никакой технической возможности. Данный вариант подключения является актуальным для относительно небольших отапливаемых площадей.

С замковыми участками

Эта схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома подразумевает наличие замковых участков трубопровода. Запорная арматура устанавливается обычно перед входным патрубком радиатора, а также на вмонтированном участке магистрали, соединяющем точку входа и выхода из радиатора. Данный элемент разводки называется байпасом. Подобное решение позволяет разделить теплоноситель на два потока. Одна его часть проходит по радиатору, а вторая – отправляется через байпас. Таким образом удается проводить регулировку температуры в каждом из блоке радиаторов.

ВИДЕО: Подключение радиатора

Алгоритм монтажа системы

Для правильной и эффективной работы необходимо по имеющемуся проекту системы отопления выполнить грамотный монтаж всех ее элементов. В таком случае необходимо соблюдать последовательность:

• установка котла на постоянное место;
• отделка стен под радиаторами;
• монтаж секций с радиаторами под углом;
• монтаж магистральной разводки с обозначением врезки радиаторов;
• врезка радиаторов по меткам.

Для подключения радиаторов рекомендуется использовать байпас и запорную арматуру – так намного проще ухаживать за всей системой.

Работа по монтажу должна проводиться последовательно от первых секций, расположенных ближе к выходу трубы из котла до последних – монтируемых на условной части «обратки».

Нельзя допускать обратного уклона, так как это приводит к завоздушиванию системы.

ВИДЕО: Однотрубная система отопления

Когда выгодна однотрубная система отопления двухэтажного дома — схема, монтаж и эксплуатация

Домовладельцам нравится однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой считается наиболее экономичной. Длина труб в ней меньше двухтрубного варианта, хотя диаметр труб больше, прогрев батарей неравномерный, повышенный объем теплоносителя, перекачивая который расходуется больше электроэнергии.

Выгодна ли самотечная однотрубная система двухэтажного дома

Намереваясь смонтировать данную дешевую схему, домовладелец сильно ошибается. Самотечная система (в просторечии, «самотек») обойдется вдвое-втрое дороже оснащенной циркуляционным насосом. Естественная циркуляция требует:

• толстых труб для минимизации гидравлического сопротивления теплоносителю;
• достаточности уклонов магистральных труб;
• расположения отопительного котла ниже уровня отопительных приборов в приямке на кухне /в подвале, показанного на рисунке ниже.

Самотечному отоплению 2-х этажного дома присущ стандартный недостаток — батареи второго этажа прогреваются лучше первого. Установка байпасов, регулировочных устройств наращивает стоимость системы.

В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?

Только не в 3-х этажном доме. «Самотечный» теплоноситель движется «лениво». Имеющиеся 20 кг разницы в весе тонны нагретой и холодной воды не создадут достаточной разницы давлений между «подачей и «обраткой для интенсивного движения по трубам, батареям.

В двухэтажном доме «самотек» будет работать неплохо, но второй этаж должен быть полноценным, имеющим чердак, позволяющий установить расширительный бачок. От котла в подвале (приямке) до бачка идет главный вертикальный стояк подачи. От стояка отходит т.наз. «лежак», уклоняющийся вниз. От «лежака» опускаюся стояки к этажным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает устройство отопления многоэтажного дома.

Самотечная однотрубная вертикальная система 2-х этажного дома.

Мансардный второй этаж вашего дома, имеющий окна в крыше (невысоких стенах) затрудняет монтаж самотечной системы. Мансарда исключает установку открытого расширительного бачка, наполненного антифризом. Герметичный бачок с газоотводящей трубкой, выведенной наружу, спасет положение, увеличивая затраты.

Наклонные трубы-«лежаки» плохо вписываются в пространство мансарды, могут пересекать оконные проемы, портя интерьер помещения.

«Самотек» больше подходит одноэтажным домам в местностях, характеризуемых ненадежным электроснабжением.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома с циркуляционным насосом

Включает этажные контура с горизонтальной однотрубной разводкой, соединенные вертикальными стояками «подачи» и «обратки», Последние пространственно разнесены или объединены в двухтрубный стояк. Циркуляционный насос включается в обратную магистраль («обратку») перед отопительным котлом.

Простейшая однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой содержит два контура по 3 радиатора, показана ниже.

Однотрубная горизонтальная система 2-х этажного дома с насосом.

Расход теплоносителя по горизонтальной магистрали в N раз больше (N – число последовательно соединенных радиаторов), требемого двухтрубной схемой. «Однотрубка», имеющая одинаковое числе отопительных приборов с «двухтрубкой», оснащается циркуляционным насосом большей мощности.

В каких домах выгоден монтаж насосных однотрубных систем?

Снижение длины труб отопления относительно двухтрубных схем присуще многоэтажным жилым домам, промышленным зданиям (цехам, складам), характеризуемым длинами контуров отопления в сотни метров. Применение «однотрубки» в них реально экономит отопительные трубы. Широкое применение в индивидуальном строительстве объясняется недопониманием реального соотношения затраты-достоинства данного типа отопления заказчиками и теплотехниками-практиками.

В небольших двухэтажных домах площадью около 100 кв.м (50 кв.м – первый этаж, 50 кв.м – второй) часто монтируют «однотрубку», хорошо работающую при коротких контурах, содержащих 4-5 отопительных приборов. Большие дома со множеством радиаторов плохо подходят для однотрубных схем, хотя реально работают объекты с десятком батарей в этажном контуре, как в показанной ниже смешанной вертикально — горизонтальной однотрубной схеме.

Однотрубная система смешанного (вертикально — горизонтального) типа.

Распространенные ошибки при монтаже

Выше изображены «ленинградские» схемы горизонтальных однотрубных этажных контуров с радиаторами, подключенными к общей магистрали двумя тройниками. Через каждый прибор протекает только часть полного объема теплоносителя, циркулирующего по контуру. Можно встретить ошибочное подсоединение без магистральной трубы (см. контур первого этажа на рис. ниже).

Виды подключения радиаторов в горизонтальных однотрубных контурах.

Такой способ подключения радиаторов отопления является предельно дешевым. На каждый радиатор приходится один фитинг для присоединения металлопластиковой трубы Ду20 или Ду25 и отрезок трубы между соседними приборами. Дешевле не придумать. Но расплата за дешевизну – плохая работа половины радиаторов. Первый их них (по ходу движения теплоносителя) нагрет до температуры 55 °С, а последний при N=6-8 нагревается всего до 35 °С, поскольку теплоноситель, проходя через радиаторы, интенсивно остывает в них.

А как работает правильно собранная схема?

При выполнении классической однотрубной схемы («ленинградской»), когда под радиаторами проложена магистральная труба, ситуация другая. Движущийся теплоноситель, встречая на своем пути первый тройник, распределяется на два потока в соответствии с величинами гидравлических сопротивлений прямого пути и бокового отвода тройника. Из-за большего гидросопротивления бокового отвода в радиатор затекает небольшая часть общего потока теплоносителя (обычный «коэффициент затекания» составляет 0,2-0,3). Эта малая часть остывает внутри батареи на несколько градусов, как показано на рисунке ниже, подмешиваясь на выходе к основному неостывшему потоку. Результирующая его температура оказывается выше, чем при пропускании всего объема жидкости через отопительный прибор.

Распределение теплоносителя в обвязке радиатора «ленинградской» схемы.

При движении по контуру температура жидкости все равно снижается, но в меньшей степени, до температуры уже не 35 °С, а примерно 45 °С, т.е. батареи в цепочке оказываются более выровненными по нагреву. Специалисты высказывают мнение, что однотрубная схема («Ленинградка») позволяет добиться равномерного прогрева до 10-11 радиаторов в контуре (по десять секций в каждом приборе).

Как выровнять неравномерность нагрева радиаторов?

Обычный способ выравнивания их теплоотдачи при неодинаковом прогреве — постепенное наращивание тепловой мощности (или, что эквивалентно, числа секций) радиаторов по ходу движения теплоносителя в контуре. Если мощность первого в контуре отопительного прибора принять за 100 %, то у следующего она 110 %, и так далее вплоть до 150-200 % мощности у последнего (в зависимости от числа последовательных радиаторов).

При выполнении однотрубной системы отопления двухэтажного дома, схема которой включает магистральную трубу, диаметр последней берется большим. Так при выполнении подводок к радиаторам металлопластиковой трубой Ду16, для восьми-девяти отопительных приборов в этажном контуре следует брать «магистралку» с Ду40. Труба Ду32 работать будет, но устойчивость системы понизится. Это означает, что любое изменение температуры теплоносителя будет вести к ее разбалансировке, т.е. заметному изменению разности температур нагрева соседних радиаторов в контуре.

Распространены схемы «однотрубок» с обвязкой радиаторов т.наз. «байпасами», как показано на фото ниже.

Подключение радиатора в «ленинградской» схеме с байпасом.

Это участки меньшего диаметра, включаемые в разрывы магистрали под радиаторами, иногда еще и с устанавленным устройством регулирования расхода (игольчатым вентилем или др.). Регулировочные вентили ставятся и в одну (или в обе!) подводки к радиаторам. Получается, что вместо сплошной магистрали одного диаметра имеется труба переменного диаметра. При этом монтажники-практики ошибочно полагают, что для разветвления потока теплоносителя на две составляющих в тройнике подводки к радиатору требуется сузить основной проход для него. Это неверно, поскольку жидкость, находящаяся под давлением, заполнит любой свободный объем, встречающийся на пути ее потока.

Конечно, если в такой схеме со множеством устройств регулирования расхода постоянно заниматься ручным управлением прогревом каждого прибора, то можно-таки, тратя уйму времен, постоянно добиваться их равномерного нагрева. Но стоит ли «овчинка выделки»? Если делать «однотрубку», то присоединять радиаторы следует к магистрали неизменного большого диаметра, обеспечивая им стабильную работу при небольшом снижении нагрева приборов вдоль контура.

Заключение

Если радиаторы в однотрубной схеме присоединить к магистральной трубе с диаметром, по крайне мере вдвое превышающим диаметр подводок к ним (при соответствующем размере фитингов), то ценой таких затрат на материалы можно добиться снижения температуры в цепочке до 8-10 приборов. В двухтрубной схеме тот же результат достигается при небольшом диаметре всех труб отопления.

Статьи по теме:

Во время ремонта в помещении или устройства в нем системы обогрева возникает вопрос о том, как выбрать электрический теплый пол, в каких случаях он.

Представлена информация о циркуляционном насосе Wilo MTSL 15/5 HE-2. Рассмотрим назначение устройства, его принцип действия, причины неисправности.

Описаны возможные причины и способы устранения перегрева теплоносителя в двухконтурных, автоматических и полуавтоматических газовых котлов отопления.

В статье описаны пять практичных способа по устранению обледенения на коаксиальном воздухопроводе.

Рассмотрен принцип работы, показаны основные признаки и причины неисправности, способы диагностики и ремонта вентилятора (дымососа) газового котла.