Наиболее простая и довольно эффективная система отопления, применяется для небольших помещений. Для того чтобы легче понять технологию монтажа, нужно понимать, что это такое, и как рассчитывать количество батарей. После краткого вводного ознакомления с этими вопросами перейдем к конкретному пошаговому монтажу.
Что такое однотрубная система с нижней разводкой
Из названия понятно, что все батареи подключены к одной трубе, уложенной снизу по периметру отапливаемых помещений. Батареи к трубе присоединяются последовательно, вход/выход в батареях может быть нижним или диагональным (второй вариант имеет лучшие показатели по эффективности обогрева). Все батареи могут работать только одновременно.
Для расширения возможностей регулировки температуры в каждом помещении используется байпасная система – батареи подключаются параллельно к одной трубе, могут работать по отдельности и одновременно, дополнительно регулируется температура нагрева каждой батареи.
По виду контура однотрубная система бывает открытой и закрытой.
- В открытой есть расширительный бачок для приема увеличенного объема воды и слива излишков. Бачок связан с атмосферой, что и дало системе название открытой.
- В закрытой системе расширительный бачок закрытого типа, вся система под давлением. Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций в закрытом варианте на системе монтируется группа безопасности: манометр, воздухоотводчик и предохранительны
й клапан.
Однотрубная система с нижней разводкой может работать только с принудительным движением теплоносителя (с насосом), да и то длина контура ограничивается. Вернее не столько длина контура, сколько количество подключенных батарей и их фактическая теплоотдача.
Эти знания нужны для того, чтобы понимать принцип действия системы и знать, чего с ее помощью можно достичь. Такие знания дают возможность более осознанно делать монтаж, будет ясно, зачем нужна каждая труба и каждый кран. Байпасная система значительно улучшает характеристики однотрубного отопления, но по монтажу сложнее, по количеству составных элементов и стоимости дороже. Кроме того, ее можно монтировать только над напольными покрытиями, в противном случае регулировочные игольчатые краны будут недоступными.
Видео – «Ленинградка» – система отопления
Как рассчитать оптимальное количество секций радиатора
Климатические показатели в помещениях должны отвечать требованиям СНиПа 41-01-2003, там же дается и методика расчета. Это довольно сложные вычисления, сделать их без серьезных знаний теплотехники невозможно. Перечислим только несколько исходных данных, которые принимаются во внимание во время проведения расчетов.
Файл для скачивания – СНиП 41-01-2003
СНиП 41-01-2003 (Отопление, вентиляция и кондиционирование)
- По помещению. Объем, теплопроводность стен, потолка и пола, климатическая зона расположения, максимальные значения температур, количество и характеристики оконных и дверных проемов, кратность воздухообмена системами вентиляции, пространственное расположение помещения и т. д.
- По отопительным системам. Температура теплоносителя на входе и выходе, скорость и тип теплоносителя, физические характеристики теплообменников, общая мощность теплового котла и т. д.
Это значит, что точные расчеты самостоятельно вам не сделать. Для таких случаев существуют общие рекомендации практиков, которых вполне достаточно для монтажа отопления. Тем более, что сегодня на каждой батарее можно регулировать мощность теплоотдачи с учетом фактических условий.
Хотя батарее греют объем воздуха, для простоты расчетов употребляются квадратные метры помещения, при этом берется стандартная высота комнат. Для зданий, коэффициент теплопотерь которых не выходит за требования существующих нормативных актов, можно считать, что на обогрев 1 м2 достаточно 100 Ватт.
С учетом конкретных архитектурных характеристик помещений можно более точно узнать затраты тепловой энергии по формуле
КТ (количество тепла) = 100 Вт/м2 × П × К1 × К2 × К3 × К4 × К5 × К6 × К7, где
- П – площадь помещения в квадратных метрах;
- К1 – коэффициент остекления оконных проемов, может быть в пределах 1,27÷0,85 в зависимости от характеристик стеклопакетов. Для одинарных – 1,27, для двойных – 1,0, для тройных – 0,85;
- К2 – коэффициент теплоизоляции внешних стен. От 1,27 для стен толщиной в полтора кирпича до 0,85 с высокой теплоизоляцией. Определяется «на глаз»;
- К3 – отношение площади окон к площади пола.
Далее учитывается минимальная температура (К4), качество наружных стен (К5), тип чердака (К6) и коэффициент высоты потолков (К7). Общая потребность тепла должна отвечать мощности котла, чтобы котел не работал постоянно на критических режимах – лучше сделать запас по мощности приблизительно 20%.
Конечно, никто из «любителей» и таких упрощенных расчетов не делает, да это и не нужно. Наш совет – берите примерно 120 Вт/м2, учитывайте теплоотдачу одной секции батареи (дается производителем), подсчитывайте общее количество секций для каждого помещения и соотносите ее с мощностью котла. Не пугайтесь, что будет слишком высокая температура и большие платежи за теплоносители – каждая батарея может отдельно регулироваться.
Монтаж однотрубной системы отопления
Для выполнения монтажных работ, кроме обыкновенных инструментов, нужно иметь и специальный аппарат для сварки пропиленовых труб, стоит он не очень дорого, научиться работать с ним не составит большого труда. В стандартный набор входят ножницы для обрезания труб – пользоваться ими очень удобно, срез получается ровным.
Как выполнять монтаж отопительной системы? Работы следует разбивать на несколько этапов.
Этап 1
Нужно сделать эскиз системы отопления, на нем продумать расположение котла, где и как будут лежать трубы, сколько, где и каких радиаторов нужно установить.
Не надейтесь, что эскиз получится с первого раза, после первых попыток разметки есть большая вероятность, что придется вносить изменения. Возможно, будет необходимо создать несколько контуров для отвода холодной воды, а это потребует приобретения дополнительной водопроводной арматуры и фитингов. Во время составления эскиза принимайте во внимание требования по мощности котла и оптимальные физические характеристики теплообменников.
Этап 2
Покупка материалов. Подсчитайте количество всех поворотов, тройников и переходов, соединительных муфт, обыкновенных шаровых и игольчатых кранов, систем контроля и управления, длину полипропиленовых труб.
Важное замечание – если у вас будет отопительная система открытого типа, то можно покупать обыкновенные трубы, если система отопления закрытая (работает под давлением 1,5 атм.), то трубы должны иметь армирование фольгой. Если контур располагается под полом – нужно приобретать утеплители.
Когда все подсчеты сделаны, увеличьте общее количество труб и фитингов на 10%, это покроет непродуктивные отходы и возможные ошибки. Намного дешевле в конечном итоге обойдется увеличение количества материалов, чем необходимость уже во время работ «замораживать» их и еще раз ехать в магазин за покупкой недостающего.
Рекомендуемые диаметры труб в зависимости от предполагаемой мощности отопительной системы.
| Условный диаметр в дюймах | Максимальная пропускная способность теплоносителя | Максимальная тепловая нагрузка |
|---|---|---|
| ½ | 5,7 л/мин | 5,5 кВт |
| ¾ | 15 л/мин | 14,6 кВт |
| 1 | 30 л/мин | 29,3 кВт |
Если расчетный диаметр трубы больше стандартного диаметра на радиаторе – приобретите соответствующие переходники.
Этап 3
Сделайте разметку на месте, растяните трубы, расставьте батареи, фитинги и краны, еще раз проверьте все составные элементы. Разметку делайте внимательно, используйте уровень.
Все подготовлено, проверено и пересчитано, план устройства системы отопления составлен, конечные цели понятны, можно приступать к монтажу. Если вы монтируете систему отопления во время строительства здания – лучше прокладывать трубы под полом, если здание уже стоит – придется их крепить внизу стены. Трубы под полом следует утеплять, для этого есть специальные утеплители, они очень эффективны и легко устанавливаются.
Еще один момент – вы собираетесь делать обыкновенную однотрубную систему утепления или байпасную? Вторая несколько сложнее и требует большего количества арматуры. Зато она позволяет регулировать температуру каждой батареи и, в случае необходимости, ремонтировать или заменять их без полного отключения системы.
Наш совет – для небольшой дачной бани с одной–двумя комнатами можно пользоваться обыкновенной системой, для зданий с тремя–четырьмя комнатами лучше монтировать байпасную.
Начните с котла, при выборе места установки принимайте во внимание свободное пространство и возможность отвода газов. Для установки котлов нет единого алгоритма, многое зависит от его типа и конструктивных особенностей. Котлы могут быть напольными или настенными, с различными техническими характеристиками
КОТЕЛЬНЫЕ. Актуализированная редакция СНиП II-35-76. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. Издание официальное
Актуализированная редакция СНиП II-35-76
Монтаж отопительного котла
Шаг 1. Выберите место. Котел должен находиться в максимальной близости к существующей системе подвода воды, должны решаться проблемы с дымоходом. Закрепите котел на стене или установите на полу, соблюдайте горизонтальность
КОТЛЫ ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ГАЗОВЫЕ СТАЛЬНЫЕ ТИПА “ДАНКО”. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
Инструкция к котлу
Инструкция по монтажу и сервисному обслуживанию для специалистов VIESMANN
VIESMANN – инструкция по монтажу газового котла
Шаг 2. Если отопительная система открытого типа – нужно делать расширительный бачок со сливом. Это может быть обыкновенная металлическая квадратная емкость примерно на десть литров. Подключается к котлу на выходе горячей воды, причем бачок должен быть расположен выше котла и батарей.
Система имеет принудительную циркуляцию воды, поэтому ставить бачок очень высоко нет смысла. На бачке должна быть постоянно открытая сливная трубка для отвода лишней воды по время нагрева и предупреждение образования вакуума во время остывания теплоносителя. Таким же образом монтируется и расширитель закрытого типа.
Видео – Расширительный бак мембранного типа
Видео – Подключение мембранного расширительного бака к полипропилену
Шаг 3. Установка блока безопасности. Монтируется только для отопительных систем закрытого типа в доступном месте, в большинстве случаев рядом с котлом. Блок контроля и безопасности состоит из манометра (показывает фактическое давление в системе), клапана для спуска воздуха и предохранительно
Видео – Группа безопасности
Шаг 4. Установка насоса.
Насосы продаются вместе с котлами, во всех современных газовых и электрических котлах монтируются в корпусе, никаких дополнительных действий не нужно. Если устанавливаемая модель не имеет вмонтированного насоса или у вас твердотопливный котел, то придется приобрести его отдельно. Устанавливается в любом удобном месте на входе холодной воды из системы отопления в котел.
Видео – Установка циркуляционного насоса GRUNDFOS в систему отопления
Шаг 5. Установка фильтра. Здесь есть нюансы. Дело в том, что многие отопительные котлы имеют два контура горячей воды, один используется для отопления, а второй используется для бытовых потребностей: душ, мытье посуды. Если воду из котла забирают часто, то возрастает вероятность попадания в котел различных механических примесей, фильтр ставить рекомендуется. Если котел работает только для отопления, то фильтр ставить необязательно, вода из системы никуда не отбирается, никакие примеси в нее не попадут. Есть вариант – вода на даче подается плавающими насосами из колодцев. В этом случае во время установки насосов должен быть смонтирован фильтр. Если этого не сделано – поставьте фильтр на входе воды в котел.
В механике есть аксиома – чем больше установлено различного оборудования, тем уязвимее система, возрастает вероятность, что какое-нибудь устройство выйдет из строя. Опытные инженеры стараются монтировать только критически важные механизмы и оборудование, все остальные не используются. Это касается и фильтра – нет таких в другом месте или вероятность попадания примесей стремится к нулю – фильтры ставить не нужно. Это лишние соединения, лишние корпуса и начинка, а каждое соединение может дать течь. Имейте в виду это правило при монтаже любых систем.
Практический совет. Все существующие фильтры (кроме очень дорогих с молекулярными фильтрами, так называемые фильтры осмосного типа) очищают воду только от механических примесей. Это хорошо, но их в воде из трубопровода и так не бывает. Котел боится отложений на стенках солей кальция – значительно снижается теплоотдача, понижается эффективность. Для предупреждения таких явлений мы рекомендуем использовать обыкновенный жидкий Калгон (используется во время стирки). Залейте его в замкнутую систему отопления во время наполнения из расчета примерно 1 л на 100 л воды – проблемы с кальцием будут решены.
Монтаж труб отопления и разметка для установки радиаторов
| Шаг, №№ | Иллюстрация | Описание или пояснение |
|---|---|---|
| Шаг 1. Высверлите отверстия под клипсы (крепежи для труб) и отверстия для прохождения труб через перекрытия или стены. | В зависимости от материала изготовления стен и перекрытий нужно пользоваться обыкновенной дрелью или перфоратором. | |
| Шаг 2. Протяните трубы через отверстия. | Очень важно – во время протягивания труб, нужно закрыть их отверстия, в противном случае есть вероятность попадания внутрь посторонних предметов. Удалить потом попавшие предметы из трубы невозможно, а проблем они могут создать множество.
Труба очень длинная и трудно протягивается? Прикиньте, в каких местах можно установить соединительные муфты, замерьте расстояние и разрежьте трубу на несколько кусков. Трубу отрезайте с запасом, вам никогда сразу точно не удастся замерить оптимальную длину труб, потом на месте сделаете подгонку. |
|
| Шаг. 3. Разметка места установки радиаторов. | Все радиаторы должны размещаться на одной высоте, работы выполняйте по уровню. Каждый тип радиаторов имеет свои отличия, чтобы облегчить и ускорить разметку сделайте простой шаблон из отрезка доски или фанеры. Отметьте на ней положение верхних и нижних кронштейнов крепления, просверлите в этих местах отверстия. Далее только ставьте шаблон на пол, прислоняйте к стене и отмечайте места крепления кронштейнов.
Все работы по разметке делайте очень внимательно, от этого во многом зависит качество и скорость дальнейших работ по монтажу отопительной системы. |
|
| Шаг 4. Подготовка радиаторов. | Сейчас чугунными радиаторами не пользуются, в «почете» алюминиевые или биметаллические. Их достоинство – при меньших габаритах значительно большая площадь теплообмена. Это же достоинство является и недостатком, о котором не указывают производители. Алюминиевые радиаторы имеют очень много различных перемычек (для увеличения площади), которые расположены в труднодоступных местах. Удалить пыль оттуда невозможно. Если толщина пыли достигает одного миллиметра, то эффективность теплоотдачи снижается вдвое. Куда делось достоинство? Риторический вопрос, а высокая цена осталась. Реклама часто используется производителями для того, чтобы дороже и быстрее реализовать продукцию, а не сделать что-то полезное для потребителя. Это касается не только радиаторов, помните об этом.
Выкрутите заводские футорки (в некоторых типах радиаторов могут быть заглушки), резьбу уплотните герметиком, паклей или современным ленточным уплотнителем. Прикрепите таким же образом вентили и тройники, если они нужны по технологической схеме. |
Как работать с полипропиленовым
Мы уже упоминали, что эти трубы имеют отличные характеристики и вполне подходящую цену, именно эти качества стали причиной высокой популярности. Пайка труб выполняется специальным паяльником, температура плавления полипропилена +270°С, такую температуру следует выставить на терморегуляторе устройства. Время нагрева труб зависит от их диаметра. В таблице указаны примерные значения параметров.
Время нагрева труб
| Диаметр словного прохода трубы, мм | Примерное время нагрева, сек. |
|---|---|
| 20 | 5 |
| 25 | 7 |
| 32 | 8 |
| 40 | 12 |
| 50 | 18 |
| 63 | 24 |
| 75 | 30 |
Паяльник имеет две насадки, с помощью одной нагревается внутренняя поверхность трубы, с помощью другой нагревается внешняя поверхность трубы. Греть нужно обе поверхности одновременно, как только пройдет указанное время отрезки труб вынимаются и с небольшим усилием вставляются друг в друга. Очень важно – во время стыковки трубы запрещается вращать, усилия должны быть только осевыми. После соединения нужно некоторое время выдержать соединения (секунд десять) для остывания.
С приобретением опыта будет получаться аккуратная окантовка. Соединения по прочности почти не отличаются от прочности цельных труб, протечка и разгерметизация во время эксплуатации исключается. Не забудьте во время отрезания труб прибавлять по сантиметру с каждой стороны, эта длина уйдет на соединение. Не устаем повторять – любая работа требует ума и внимательности.
Не спешите склеивать все подряд, думайте, предусматривайте свои действия на несколько шагов вперед. Бывают моменты, когда нужно пропустить обрабатываемый участок и склеить трубы впереди, а потом вернуться на изначальное место. Это обусловлено тем, что потом не будет возможности добраться к рабочему месту паяльником. Одним словом, продумывайте технологию пайки на несколько шагов вперед – как какой отрезок нужно повернуть для спайки, будет ли потом такая возможность и т. д.
Монтаж радиаторов
Один из наиболее сложных видов работ при монтаже системы отопления. Мы уже сделали на стене разметку, теперь нужно навесить батареи.
Шаг 1. Высверлите по разметке отверстия под дюбели. Для сверления нужно использовать сверло с победитовой наплавкой (для кирпича и бетона) Дрель следует установить в режим перфорации. Диаметр и длину дюбелей выбирайте с учетом габаритов и веса батарей.
Шаг 2. Прикрутите к батарее кран Маевского, отвод и заглушки.
Обратите внимание, что заглушки могут устанавливаться в различных местах, в зависимости от того, где вы их установили, поток теплоносителя может быть диагональным или горизонтальным. Если у вас система отопления байпасная, то нужно припаять в нужном месте тройники, сделать ответвление для крепления перемычки, позволяющей полностью отключать батарею во время ремонта или замены.
Еще одно – для возможности регулировки температуры каждой батареи в байпасной системе отопления надо около каждого радиатора устанавливать игольчатый кран, с помощью которого будет регулироваться сила потока теплоносителя (таким способам изменяется температура батареи). Почему именно игольчатый кран? Потому что он обеспечивает плавную и точную регулировку скорости потока теплоносителя.
Во время пайки соблюдайте направление тройника с направлением кранов радиатора. Чтобы не ошибиться, перед началом работ сделайте карандашом для себя специальные метки, проверьте их правильность и только после этого начинайте пайку. Если все-таки ошиблись – это неприятно, но не смертельно. Отрежьте неправильный участок и повторите операции в правильном порядке, именно для таких ситуаций вы покупали все элементы с запасом.
Шаг 3. Сделайте обвязку батарей для обводных участков. Мы уже упоминали, что с помощью них повышается универсальность системы. Эта операция касается только байпасной системы.
Запуск системы
К вашему сведению, проекты промышленного отопления на пусконаладочные работы предусматривают до 10% общей сметы. Это значит, что пусконаладочные работы очень важные и сложные. Чтобы застраховать вас от совершения ошибок, дадим несколько практических советов.
- Перед заполнением системы водой откройте все клапаны и устройства для выпуска воздуха. Обращаем внимание – не после наполнения, а до. Пусть воды немного прольется на пол, это не страшно. Закрывайте их только после появления воды.
- Наполняйте систему медленно, не открывайте водяной кран полностью. Дело в том, что быстрое наполнение может стать причиной образования воздушных пробок в таких местах, из которых их удалить невозможно – приходится спускать воду и все начинать сначала. Это бывает не всегда, все зависит от правильности монтажа системы, но у новичков такой конфуз случается.
Видео – Запуск и заполнение системы отопления теплоносителем
Однотрубную систему отопления с нижней разводкой целесообразно устанавливать в небольших зданиях, чем дальше батарея от котла – тем ниже температура ее нагрева. Если в дачном домике не планируется постоянное проживание – то зимой во время отсутствия воду нужно сливать, а по приезде опять наполнять. Не каждому охота заниматься такими делами. Выход – в качестве теплоносителя использовать антифриз, но это дорого.
При желании можно смонтировать однотрубную систему отопления в бане. Только зачем? Парную обогревать не нужно, батареи устанавливаются только в предбаннике. Для этого помещения достаточно одного–двух радиаторов. Система будет использоваться несколько часов в неделю. Стоит ли из-за этого терять столько времени и денег? Возможно, для маленькой бани стоит приобрести обыкновенный калорифер. Целесообразно и экономически выгодно устанавливать систему отопления в большом банном комплексе или бане, совмещенной с жилым домом.
Источник: banya-expert.com
Принцип работы водяного отопления
В малоэтажном строительстве наибольшее распространение получила простая, надежная и экономичная конструкция с одной магистралью. Однотрубная система остается самым популярным способом организации индивидуального теплоснабжения. Она функционирует за счет непрерывной циркуляции жидкого теплоносителя.
Перемещаясь по трубам от источника тепловой энергии (котла) к отопительным элементам и обратно, он отдает свою тепловую энергию и обогревает здание.
Теплоносителем может быть воздух, пар, вода или антифриз, который используют в домах периодического проживания. Наиболее распространены водяные схемы отопления.
Традиционное отопление основано на явлениях и законах физики – тепловом расширении воды, конвекции и гравитации. Нагреваясь от котла, теплоноситель расширяется и создает в трубопроводе давление.
Кроме того, он становится менее плотным и, соответственно, легким. Подталкиваемый снизу более тяжелой и плотной холодной водой он устремляется вверх, поэтому выходящий из котла трубопровод всегда направляют максимально вверх.
Под действием созданного давления, сил конвекции и тяжести вода идет к радиаторам, нагревает их, сама при этом охлаждается.
Таким образом теплоноситель отдает тепловую энергию, обогревая помещение. К котлу вода возвращается уже холодной, и цикл начинается заново.
Систему отопления с естественной циркуляцией называют еще самотечной и гравитационной. Для обеспечения движения жидкости необходимо соблюдать угол уклона горизонтальных веток трубопровода, который должен быть равен 2 – 3 мм на погонный метр.
Объем теплоносителя при нагревании увеличивается, создавая в магистрали гидравлическое давление. Однако, поскольку вода не сжимается, даже небольшое его превышение приведет к разрушению отопительных конструкций.
Поэтому в любой системе обогрева устанавливают компенсирующее устройство – расширительный бак.
Отличие однотрубной и двухтрубной систем
Системы водяного отопления разделяют на два основных типа – это однотрубные и двухтрубные. Отличия этих схем заключается в способе подсоединения теплоотдающих батарей к магистрали.
Магистраль однотрубного отопления – это замкнутый кольцевой контур. Трубопровод прокладывают от нагревательного агрегата, радиаторы подсоединяют к нему последовательно, и ведут обратно к котлу.
Отопление с одной магистралью просто монтируется и не имеет большого количества комплектующих, поэтому позволяет существенно экономить на установке.
Движение теплоносителя двухтрубного отопления осуществляется по двум магистралям. Первая служит для доставки горячего теплоносителя от устройства нагрева к теплоотдающим контурам, вторая – для отвода остывшей воды к котлу.
Батареи отопления подключаются параллельно – нагретая жидкость поступает в каждую из них непосредственно от подающего контура, поэтому имеет практически одинаковую температуру.
В радиаторе теплоноситель отдает энергию и остывшим уходит в отводящий контур – «обратку». Такая схема требует удвоенного количества фитингов, труб и арматуры, однако позволяет устраивать сложные разветвленные конструкции и снижать затраты на отопление за счет индивидуальной регулировки радиаторов.
Двухтрубная система эффективно обогревает большие площади и многоэтажные здания. В малоэтажных (1-2 этажа) домах площадью менее 150 м² целесообразнее устраивать однотрубное теплоснабжение как с эстетической, так и с экономической точки зрения.
Варианты устройства однотрубного отопления
Элементы любой системы отопления:
- источник тепла – котел (твердотопливный, электрический, газовый котел;)
- теплоотдающие приборы – радиаторы, контуры теплых полов;
- устройство, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя – специальный разгонный участок магистрали, водяной насос;
- устройство, компенсирующее избыточное давление теплоносителя в магистрали – расширительный бак открытого типа или закрытого типа;
- трубы, фитинги и соответствующая водопроводная арматура.
В зависимости от типа используемых устройств будет зависеть и схема теплоснабжения.
Системы с естественной и принудительной циркуляцией
Циркуляция теплоносителя в отопительной системе может осуществляться естественным путем – под действием физических явлений, либо принудительным – посредством циркуляционного насоса.
В первом случае движение отопление по системе является самопроизвольным и называется естественным, во втором – принудительным или искусственным.
Для обеспечения движения жидкости в гравитационной системе необходим разгонный участок. Это отходящий от котла вертикальный патрубок, по которому поднимается нагретый теплоноситель.
В верхней точке трубопровод плавно поворачивают вниз, поэтому вода с ускорением устремляется по магистрали.
Для схемы отопления с верхней разводкой, а также для двухэтажных домов таким участком служит подающий патрубок, так как он поднимается на достаточный уровень.
Для отопления одноэтажного здания с нижней горизонтальной разводкой устраивают разгонный коллектор, высота которого не должна быть менее 1,5 м от уровня первого радиатора.
Разгонный участок является устройством, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в самотечной системе отопления. Проходной диаметр труб этого отрезка магистрали должен быть больше, чем ее основной части.
Например, при диаметре трубы магистрали 25-32 мм, для разгонного коллектора выбирают трубу диаметром 40 мм.
Основные достоинства гравитационной системы – это полная энергонезависимость (в сочетании с твердотопливным котлом), простота и отсутствие сложных приборов.
Недостатков же достаточно много:
- Чтобы минимизировать гидравлическое сопротивление, диаметры труб должны быть достаточно большими.
- Каждый встраиваемый прибор и устройство создает препятствия движению жидкости, поэтому в системе минимальное количество запорной арматуры. Это создает трудности при ремонте, так как требует полного отключения системы и слива теплоносителя из магистрали.
- Для надежной работы гравитационную систему необходимо тщательно рассчитывать и балансировать, подбирая оптимальные диаметры труб и количество секций радиаторов. Крайние в системе радиаторы должны быть больше тех, в которые теплоноситель поступает после выхода из котла.
Установка циркуляционного насоса в систему нейтрализует практически все ее недостатки. Устройство дает теплоносителю дополнительный импульс, позволяя преодолевать гидравлическое сопротивление элементов трубопровода.
Схемы принудительного однотрубного отопления реализуются в частных домах чаще всего.
Насос можно монтировать в любом месте магистрали. Но стоит учитывать, что горячая вода снижает его эксплуатационный срок, воздействуя на резиновые детали (прокладки и уплотнения).
Поэтому целесообразнее устанавливать агрегат на обратном трубопроводе, где циркулирует остывший теплоноситель. Перед ним в обязательном порядке включают фильтр грубой очистки, чтобы предохранить от попадания возможных загрязнений.
Все приборы и устройства отопительных систем желательно подключать через запорную арматуру и байпасы.
Такой монтаж позволит проводить ремонт и обслуживание отдельных элементов без необходимости остановки всей системы и полного слива воды.
Достоинства отопительной системы с принудительной циркуляцией:
- Можно реализовывать более сложные и разветвленные схемы, увеличивать длину контуров;
- Нет необходимости в увеличенных диаметрах труб – насос создает в магистрали давление, достаточное для движения и равномерного распределения жидкости;
- Циркуляция осуществляется с заданной скоростью и не зависит от степени нагрева теплоносителя и наличия разгонного участка;
- Не надо соблюдать углы наклона при прокладке трубопровода, т.к. движение теплоносителя стимулируется насосом.
К тому же можно устанавливать регулирующие приборы на каждый радиатор и поддерживать оптимальный режим обогрева, снижая энергозатраты и расходы на обогрев.
Недостатков у однотрубного принудительного отопления всего три:
- зависимость от электроснабжения;
- шум – некоторый гул, который производит работающий насос;
- стоимость – более высокая по сравнению с гравитационной схемой стоимость устройства.
Нейтрализовать их достаточно просто. Энергозависимость решается установкой автономного электрогенератора или возможностью перехода системы на режим с естественной циркуляцией.
Чтобы сделать работу насоса практически неслышной, его достаточно монтировать в нежилом помещении – ванной, туалете, бойлерной.
Открытая или закрытая отопительная система?
Для исключения чрезмерного повышения гидравлического давления в системе и его скачков устанавливают расширительный бак. Он принимает излишки воды при расширении, а затем возвращает ее в магистраль при остывании, восстанавливая равновесие системы.
Существует две принципиально отличающихся конструкции, которые и определяют вид всей системы.
Расширительный бак открытого типа – это частично или полностью открытая емкость, которую подсоединяют к магистрали в самой высокой ее точке, непосредственно после котла.
Для исключения перелива жидкости через края на определенном уровне предусматривают отвод, через который излишняя вода будет сливаться в канализацию или на улицу.
В одноэтажных домах компенсирующую емкость часто выводят на чердак – в этом случае ее необходимо утеплить.
Система отопления с таким компенсирующим устройством называется открытой. Применяется при обустройстве энергонезависимого или комбинированного теплоснабжения.
Она предполагает прямое соприкосновение горячего теплоносителя с воздухом, вследствие чего происходит его естественное испарение и насыщение кислородом.
Исходя из этого, открытая схема теплоснабжения характеризуется следующими недостатками:
- При монтаже трубопровода гравитационных систем обязательно соблюдение уклонов – в этом случае высвобождающийся в системе воздух будет стравливаться в бак и атмосферу.
- Необходимо регулярно контролировать и вовремя пополнять объем воды в емкости, не допуская ее чрезмерного испарения.
- Нельзя применять антифриз в качестве теплоносителя, так как при его испарении выделяются токсичные вещества.
Содержащийся в циркулирующей жидкости кислород вызывает коррозионные разрушения в стальных деталях отопительных приборов, снижая их срок эксплуатации.
Однако у нее есть и плюсы:
- Нет необходимости в постоянном контроле давления в магистрали;
- Даже при небольших протечках система будет исправно обогревать дом, пока в магистрали имеется достаточное количество жидкости;
- Пополнять теплоноситель в системе можно даже ведром – просто налить в воду расширительную емкость до необходимого уровня.
Расширительный бак закрытого типа представляет собой прочный герметичный корпус, внутренний объем которого разделен мембраной на две части. Одну полость наполняют воздухом, вторую соединяют с магистралью.
При нагревании теплоноситель, увеличиваясь в объеме, продавливает мембрану в сторону воздушной камеры, которая играет роль демпфера. При охлаждении воды гидравлическое давление снижается, и сжатый воздух приводит систему в равновесие, выдавливая излишки воды обратно в трубопровод.
Система с расширительным баком мембранного типа носит название закрытой. Это полностью лишенная доступа воздуха замкнутая гидравлическая магистраль.
Компенсирующую емкость можно встраивать в любом месте системы, однако чаще всего ее устанавливают на обратном трубопроводе около котла – для повышения удобства обслуживания.
Закрытая отопительная система характеризуется наличием небольшого избыточного давления. Поэтому обязательным элементом магистрали становится группа безопасности.
Узел состоит из воздухоотводчика, манометра и предохранительного клапана для сброса теплоносителя в аварийном режиме. Монтируется с запорной арматурой на подающем трубопроводе для возможности отключения на случай ремонта.
Если имеется подъем трубопровода, то располагают в его верхней точке.
Эффективная схема однотрубной системы
При проектировании отопления учитывают множество факторов – наличие стабильного электроснабжения и отдельного помещения под оборудование (котельной, бойлерной), количество этажей и планировку, эстетичность будущей конструкции и т.д.
В каждом отдельном случае расположение оборудования и способы его подключения будут отличаться.
Для совсем небольшого помещения – дачного домика – наиболее эффективной станет простая самотечная схема последовательного включения батарей прямо в трубопровод магистрали.
При установке двух или трех радиаторов не требуется устанавливать большое количество запорной арматуры – в данном случае проще слить воду из системы при необходимости.
В зданиях с большей площадью система теплоснабжения является сложной, иногда разветвленной, конструкцией. В этом случае оптимальным вариантом становится принудительное отопление по схеме «ленинградка» с диагональным подключением теплоотдающих батарей и регулируемыми байпасами.
Способы подключения радиатора к магистрали
Теплоотдача радиаторов зависит от способа их подключения к магистрали.
Существует три основных типа соединения:
- Диагональное;
- Боковое;
- Нижнее.
Рассмотрим особенности каждого из этих способов детальнее.
Диагональное или перекрестное соединение
Диагональное, или перекрестное, подключение является наиболее эффективным. Достигается максимальный прогрев батареи по площади, и практически нет потерь тепла.
По такой схеме подающий трубопровод подводят к верхнему патрубку радиатора, а отводящий соединяют с нижним патрубком, расположенным с противоположной стороны прибора. Для приборов с большим числом секций применяют только диагональный тип подключения.
Боковое или одностороннее подключение
Боковое, или одностороннее, подсоединение позволяет добиться равномерного прогрева всех секций прибора.
Для подключения подающий и отводящий трубопроводы подводят с одной стороны. Чаще всего такое соединение применяют при устройстве отопления с верхней разводкой.
Нижнее соединение радиатора с трубопроводом
Нижнее подключение – не самая эффективная схема отопления. Однако устраивается достаточно часто, особенно когда магистральный трубопровод скрывают под полом.
Подводящая и отводящая трубы подводятся к нижним патрубкам, расположенным с разных сторон радиатора.
Преимущества и недостатки однотрубной системы
Однотрубное отопление завоевало широкую популярность в области частного строительства.
Основные причины – это относительно невысокая стоимость конструкции и возможность смонтировать ее своими силами, без привлечения специалистов.
Но у однотрубной системы отопления есть и другие преимущества:
- Гидравлическая устойчивость – теплоотдача прочих элементов системы не меняется при отключении отдельных контуров, замене радиаторов или наращивании секций;
- Устройство магистрали обходится минимальным количеством труб;
- Характеризуется низкими инерционностью и временем прогрева за счет меньшего, чем в двухтрубной, количества теплоносителя в магистрали;
- Выглядит эстетично и не портит интерьер помещения, особенно если магистральную трубу скрыть;
- Установка запорной арматуры последнего поколения – например, автоматических и ручных терморегуляторов – позволяет точно настраивать режим работы всей конструкции, а также ее отдельных элементов;
- Простая и надежная конструкция;
- Несложные монтаж, обслуживание и эксплуатация.
При подключении приборов управления и контроля к системе отопления, ее можно перевести в полностью автоматический режим работы.
Возможна интеграция с системой «Умный дом» – в этом случае можно задавать программы оптимальных режимов отопления в зависимости от времени суток, сезона и других решающих факторов.
Основным недостатком однотрубного теплообеспечения является дисбаланс нагрева теплоотдающих батарей по длине магистрали.
Теплоноситель охлаждается по мере передвижения по контуру. Из-за чего радиаторы, установленные далеко от котла, нагреваются меньше, чем близко расположенные. Потому рекомендовано устанавливать медленно остывающие чугунные приборы.
Установка циркуляционного насоса позволяет теплоносителю прогревать обогревающие контуры более равномерно, однако при достаточной длине трубопровода наблюдается существенное его остывание.
Снижают отрицательное действие такого явления двумя способами:
- В удаленных от котла радиаторах увеличивают число секций. Это увеличивает их теплопроводящую площадь и количество отдаваемого тепла, позволяя прогревать помещения равномернее.
- Составляют проект с рациональным расположением теплоотдающих приборов по комнатам – самые мощные устанавливают в детских, спальнях и «холодных» (северных, угловых) комнатах. По мере остывания теплоносителя идут гостиная и кухня, заканчивают нежилыми и подсобными помещениями.
Такие меры минимизируют недостатки однотрубной системы, особенно для одно- и двухэтажных зданий, имеющих площадь до 150 м². Для таких домов однотрубное отопление является наиболее выгодным.
Выводы и полезное видео по теме
К магистрали однотрубного отопления подключают не только радиаторы, но и контуры теплых полов. В видеоролике показано, каким образом провести такой монтаж.
Однотрубное отопление – это простая и надежная система. Однако для эффективного обогрева необходимо тщательно выбирать отдельные ее элементы. Для этого желательно обратится за консультацией к специалисту, где вам помогут выполнить оценочный расчет.
Вы не согласны со схемами, приведенными в нашей статье? Или имеете практический опыт обустройства однотрубного отопления в частном доме? Ваш опыт будет полезен нашим читателям. Не стесняйтесь, поделитесь своими знаниями в комментариях ниже.
Источник: sovet-ingenera.com
Принцип работы
Принцип работы водяных отопительных систем заключается в постоянной циркуляции жидкости по трубам. Передвигаясь от котла к элементам отопления, теплоноситель отдает свой тепловой потенциал, что приводит к прогреванию окружающего пространства.
В качестве рабочей жидкости применяется:
- Вода.
- Воздух.
- Пар.
- Антифриз.
Классические системы функционируют на базовых явлениях физики: тепловом расширении жидкости, ее конвекции и гравитации. При нагревании теплоносителя он увеличивается в размерах, создавая в трубопроводной магистрали определенное давление. К тому же жидкость теряет плотность и автоматически становится легкой. Затем ее подталкивает более тяжелая холодная вода, в результате чего она направляется вверх.
Под воздействием силы конвекции, тяжести и давления теплоноситель движется к охладительным узлам, прогревая их, при этом его температура снижается из-за отдачи тепла окружающему пространству. В итоге вода возвращается к котлу, и цикл повторяется.
Подобные системы также называются самотечными или гравитационными. Чтобы обеспечить стабильное перемещение жидкости, нужно придерживаться определенного угла наклона горизонтальных веток. Он должен составлять 2−3 мм на погонный метр.
В момент нагревания увеличивается объем теплоносителя, что создает в общей магистрали определенное давление. При этом любое отклонение от оптимальных показателей может привести к выходу из строя обогревателя.
Чтобы избежать этого, в качестве элемента системы устанавливают расширительный бак.
Однотрубная и двухтрубная системы
В зависимости от конструктивных особенностей выделяют два типа водяного отопления — однотрубные и двухтрубные системы отопления. Основные отличия касаются способа присоединения теплоотдающих батарей к общей магистрали, в качестве которой выступает замкнутый кольцевой контур.
Системы труб размещаются от нагревательного агрегата, а охлаждающие радиаторы установлены последовательно, в результате чего уже охлажденная вода снова оказывается в котле. Однотрубные установки характеризуются минимальным количеством узлов, что существенно снижает стоимость их монтажа.
В случае с двухтрубным отоплением задействуются две самостоятельные магистрали. В первой перемещается жидкость от нагревателя к теплоотдающим контурам, а по второй отводится охлажденный теплоноситель к котлу. Аккумуляторы размещают параллельно: нагретая вода поступает к каждому из них прямо от подающего контура, что позволяет соблюдать практически стабильный температурный режим.
Оказавшись во внутреннем пространстве радиатора, теплоноситель отдает энергию и уже охлажденным возвращается обратно к котлу отопления. Схема и порядок монтажа подразумевает наличие удвоенного количества фитингов, труб и арматуры, при этом такие конструкции позволяют создавать сложные разветвления, снижая расходы на обогрев.
Такой тип водяных обогревателей эффективен для построек с большой площадью и многоэтажных зданий. Для жилищ с этажностью 1−2 этажа и домов до 150 м² лучше использовать однотрубные магистрали. Это оправдывается их мобильностью и экономичностью.
Двухтрубным схемам не удалось получить особого распространения из-за сложностей монтажа и обслуживания. К тому же выглядят такие конструкции не совсем привлекательно.
Подробнее о монтаже однотрубной системы отопления:
Особенности конструкции
Если рассматривать конструкцию системы однотрубного отопления, то она состоит из нескольких элементов и узлов.
В их числе:
- Котел, выполняющий роль источника тепла. В зависимости от используемого топлива котел бывает твердотопливным, работающим на газе или электрическим.
- Теплоотдающий прибор. В его роли задействуется радиатор или контур теплых полов.
- Узел, выполняющий комплексную циркуляцию жидкости по магистрали. Зачастую для этой цели используется водяной насос или специальный разгонный участок.
- Деталь, которая компенсирует чрезмерное давление в магистрали. Как правило, это специальный расширительный бак.
- Различные элементы водопроводной арматуры.
Схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой зависит от применения конкретных узлов. Агрегат собирается с учетом требований потребителя и особенностей постройки.
Способы циркуляции
В принципе работы отопительных систем предусмотрена циркуляция теплоносителя.
Она выполняется двумя путями:
- Естественным, когда на жидкость воздействуют различные физические явления.
- Принудительным с помощью специального насоса.
Первый вариант подразумевает самопроизвольное движение теплоносителя по системе, а второй — искусственное, то есть принудительное. Чтобы достичь продуктивного перемещения жидкости в гравитационной системе, нужно подготовить разгонный участок. В его качестве используется небольшой вертикальный патрубок, внутри которого располагается и движется нагретая вода.
При обустройстве отопительных систем с верхним типом разводки принято задействовать подающие патрубки, которые могут подниматься на соответствующий уровень. Чтобы отапливать небольшие помещения с малой этажностью или нижней разводкой, необходимо обустроить разгонный коллектор с высотой до 1,5 метра от расположения первого радиатора.
Задача разгонного участка заключается в комплексной циркуляции жидкости в самоточной магистрали. В таком случае диаметр труб должен превышать размер основной части. К примеру, если диаметр магистрали 25−32 мм, то для разгонного коллектора нужно выбрать 40-миллиметровую трубу.
В большинстве случаев инженеры размещают верхнюю точку разгонного участка вблизи от котла. При этом трубу обустраивают таким образом, что между нижней точкой магистрали и нижним отводом коллектора присутствует значительный перепад высот.
Преимущества и недостатки
Среди преимуществ гравитационной системы выделяют независимость от электросети при условии, что в качестве котла используется твердотопливный агрегат. Подобные установки могут похвастаться простотой монтажа и эксплуатации, а также отсутствием сложных узлов в конструкции.
Однако у гравитационной системы есть масса существенных недостатков.
К ним относятся следующие моменты:
- Для минимизации гидравлического сопротивления приходится задействовать крупные трубы.
- Встраиваемые приборы и узлы препятствуют свободному передвижению теплоносителя, поэтому для получения максимального КПД приходится отказываться от всевозможной запорной арматуры. В результате это приводит к появлению сложностей на этапе ремонта и обслуживания системы, так как для такой цели приходится полностью отключать систему и сливать теплоноситель.
- Чтобы работы агрегата была надежной, нужно проводить полноценную балансировку, рассчитывая оптимальную толщину труб и число секций радиаторов. Размеры крайних радиаторов должны превышать размеры тех устройств, в которые направляется теплоноситель после поступления из котла.
Установка насоса
Многих неприятностей можно избежать, если применить при обустройстве однотрубной разводки отопления циркулярный насос. Его наличие обеспечит дополнительный импульс и избавит систему от существенного гидравлического сопротивления различных узлов. Вариант с принудительным однотрубным отоплением применяется в жилищах гораздо чаще всех остальных.
Насос можно устанавливать в любом месте однотрубной системы отопления в частном доме. Схема расположения прибора зависит только от конструктивных особенностей агрегата.
Однако важно понимать, что постоянный контакт с горячей водой негативно сказывается на эксплуатационном сроке насоса. Дело в том, что она может воздействовать на детали из резины и деформировать их. Из-за этого нюанса специалисты рекомендуют монтировать агрегаты на обратном трубопроводе, где осуществляется циркуляция жидкости. При этом перед остывшим теплоносителем обустраивают фильтр с грубой очисткой, который не дает всевозможным загрязнениям попасть во внутреннее пространство системы.
Для надежной и продуктивной работы системы все ее узлы и приборы лучше присоединять с помощью запорной арматуры и байбасов. В таком случае при необходимости ремонта и обслуживания какие-либо проблемы не возникнут.
Достоинства принудительной технологии
Отопительные системы с принудительной циркуляцией характеризуются массой достоинств и превосходят остальные типы.
К ключевым плюсам следует отнести такие пункты:
- Возможность реализации усовершенствованных схем и увеличения контуров.
- Нет необходимости увеличивать толщину труб, что обеспечивается созданием нужного давления в магистрали.
- Скорость процесса циркуляции остается стабильной и не меняется от интенсивности нагрева жидкости. Также на нее не влияет наличие разгонного участка.
При использовании принудительной циркуляции можно не соблюдать точный угол наклона при монтаже трубопровода, что обусловлено мощным насосом, который стимулирует движение воды. Также на встроенные радиаторы насаживают специальные регуляторы, которые поддерживают требуемый режим обогрева и при этом минимизируют расходы.
Однако у однотрубных принудительных систем есть несколько недостатков. Первый заключается в необходимости подключения к общей электросети. Второй подразумевает наличие характерного гула от работы насоса. Также эти разработки стоят немного дороже, чем классические гравитационные модели, но это оправдывается высоким показателем КПД.
Избавиться от существующих недостатков непросто. Чтобы сделать систему автономной, достаточно оснастить ее специальным электрогенератором или поддержкой режима естественной циркуляции. Для решения проблемы с шумами конструкцию лучше устанавливать в ванной комнате, туалете или специально отведенном помещении.
Причины купить агрегат
В настоящее время однотрубные системы — это одни из самых востребованных агрегатов на рынке, которые получили широкое распространение в области частного возведения домов. Объясняется это относительной дешевизной, простотой монтажа, а также массой других преимуществ.
Как известно, у системы отличная гидравлическая устойчивость, которая гарантирует стабильную теплоотдачу отдельных элементов даже при отключении контуров или замене узлов. При этом конструкции не требуют применения большого количества труб — неоспоримый плюс.
У магистрали низкая инерционность и быстрый прогрев, что обеспечивается ее конструкцией. В плане эстетики такая система не портит привлекательность интерьера, к тому же трубу можно надежно скрыть в стене.
Сроки службы качественных отопительных приборов превышают десятки лет — немаловажное достоинство. Поэтому, если взвесить все за и против и провести соответствующие расчеты и исследования, можно с уверенностью заявить, что монтаж однотрубной системы отопления для частного дома действительно оправдывает себя и может стать хорошей альтернативой для традиционных и менее экономичных решений.
Видеообзор простой системы отопления:
Источник: kaminguru.com