Как устроена однотрубная система отопления

В перечне видов водяного отопления частных коттеджей и многоэтажных домов однотрубная система находится на первых позициях по популярности. Причина востребованности — простота монтажа и эксплуатации, ремонтопригодность и доступная стоимость. По сравнению с двухтрубной сетью лучевой разводки, однотрубная схема обходится застройщику в 2 – 3 раза дешевле. При этом тепловая эффективность отопления с лучевой разводкой несколько выше, что позволяет сэкономить на энергоносителях и добиться более комфортного микроклимата в доме. Но преимущества ощущаются в длительной перспективе.

Разновидности однотрубных систем

Принцип работы всех подвидов однотрубных систем одинаковый. Труба для подачи теплоносителя образует замкнутое кольцо, один конец которого подключен к «горячему» патрубку, второй — к «холодному» (обратке). Батареи подключаются к трубе параллельно, или последовательно; в зависимости от модификации системы, труба может проходить под радиаторами горизонтально, или прокладываться вертикально, в виде стояка. Рассмотрим варианты разводки и типы однотрубных систем более подробно.

Схема с естественной циркуляцией теплоносителя

Еще десять-пятнадцать лет назад, это была очень распространенная система отопления из-за повсеместного использования напольных чугунных и стальных котлов без циркуляционного насоса. Появление на рынке настенных котлов со встроенными насосами изменило ситуацию в пользу закрытых систем с принудительным движением теплоносителя, но гравитационные системы все еще применяются, особенно в небольших одноэтажных домах с котлами, работающими на твердом топливе.

Главное отличие схемы — движение жидкости за счет разницы плотности горячей и холодной воды. Нагретая жидкость поднимается по вертикальной трубе на высоту чердака, или под потолок, где находится разгонный бак емкостью в несколько десятков литров. Для защиты от потерь тепла, корпус бака покрывается термоизоляционным материалом.

Высота бака над первым радиатором — не менее 1,5 м. Это необходимо для того, чтобы вода получила первоначальный импульс, а далее сохранялся нужный для движения жидкости перепад давления. Для поддержки естественного течения теплоносителя горизонтальные участки трубы устанавливают с наклоном в 5о, это соответствует уклону в 1 см на каждый метр длины подающей и обратной трубы. Уклон должен быть равномерным по всей длине магистрали. Если угол уменьшится на одном из участков, течение замедлится, что приведет к дисбалансу всей системы — одни радиаторы будут нагреваться быстрее, другие медленнее.

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Использование термина «теплоноситель» вместо «вода» вполне оправдано, хотя в отношении систем отопления они являются синонимами. В последнее время подучили популярность различные растворы, например, этиленгликоля, антифризы, рассолы, которые не замерзают, а просто застывают при температурах ниже – 13 оС в виде рыхлого снега. По теплоемкости антифризы немного уступают воде, но устраняют риск разрушения труб и радиаторов при замерзании, если отопление по тем или иным причинам отключено.

Особенность использования антифризов в системах с принудительной циркуляцией состоит в том, что при кристаллизации раствора в трубах запускать насос нельзя, нужно дождаться, пока теплоноситель не станет полностью жидким. Иначе насос может выйти из строя. В состав системы отопления с принудительной циркуляцией входят:

• котел;
• расширительный бак мембранного типа;
• трубы;
• радиаторы;
• насос;
• арматура управления.

Если гравитационные системы отопления могут быть как закрытыми, так и открытыми, то схема с принудительным движением жидкости только закрытой.

Подключение радиаторов

В однотрубной системе отопления, независимо от типа циркуляции, радиаторы могут подключаться несколькими способами. Самый простой — параллельный. В этом случае каждый радиатор подключается к подающей трубе через нижние патрубки. Горячая вода попадает внутрь благодаря меньшей плотности и некоторому давлению со стороны подачи. Радиаторы прогреваются медленно, но при этом их температура приблизительно одинаковая по всей плоскости.

Более прогрессивный способ параллельного подключения состоит в том, что со стороны подачи радиатор подсоединяется через верхний патрубок, а со стороны обратки — через нижний. Горячая вода поступает в теплообменник быстрее, инертность системы значительно уменьшается. Но появляется ощутимая разница температур верхней и нижней части батареи. Такой способ подключения наиболее эффективный в сочетании со стальными, алюминиевыми и биметаллическими радиаторами.

Преимущества параллельного подключения:

• возможность регулировки каждого радиатора посредством установки термоголовок и вентилей;
• простота монтажа;
• ремонтопригодность;
• невысокая цена материалов и установки.

Проходящая ниже радиаторов труба не вредит дизайну интерьера, иногда ее скрывают под полом, или плинтусом.

Последовательное подключение

В этой схеме радиатор подключается к разрыву трубы, образуя единый канал. Такой вид монтажа уменьшает расход материала, но, в отличие от параллельного подключения, исчезает возможность регулировки радиаторов. Если снизить расход теплоносителя на первой батарее, то снизится теплоотдача и остальных радиаторов в контуре.

Чтобы такого не случилось, устанавливают обходные патрубки — байпасы. Если радиатор перекрыт, то пропустить воду можно через байпас, обеспечив, таким образом, работоспособность остальных теплообменников. Последовательное соединение батарей наиболее эффективно работает в схемах, оборудованных циркуляционным насосом.

Преимущества:

• низкая тепловая инертность;
• высокий КПД;
• возможность ручной и автоматической регулировки каждого радиатора (в разводке с байпасом);
• ремонтопригодность.

По сравнению со схемой параллельного монтажа радиаторов, последовательная более сложная в монтаже и несколько дороже, из-за необходимости покупки большего количества запорно-регулирующей арматуры и труб.