Однотрубна система водяного опалення з примусовою і природною циркуляцією

Вибираючи спосіб обігріву житла взимку, домовласник прагне вбити 2 зайців: змонтувати ефективну схему з найменшими фінансовими витратами. Поширене рішення – водяна однотрубна система опалення, яка добре підходить для невеликих приватних будинків площею 50…250 м². В певних умовах вона вимагатиме менше коштів, аніж інші, більш сучасні типи розводок – колекторна, двотрубна чи петля Тіхельмана.

Принцип роздачі теплоносія 1 трубою

Система називається однотрубною, оскільки нагріта вода подається і вертається з радіаторів опалення по єдиному колектору. Цей трубопровід є загальним для всіх батарей, приєднаних до конкретної кільцевої гілки. Тобто, вхідна і вихідна підводка кожного опалювального приладу підключається до однієї труби, як показано на схемі теплопостачання одноповерхового будинку.

Як працює однотрубна система опалення з радіаторами:

1. Прогрітий котлом теплоносій досягає першої батареї і ділиться трійником на два нерівних потоки. Основна маса води продовжує рухатися магістраллю прямо, менша частина затікає до радіатора (приблизно третина).
2. Віддавши тепло стінкам батареї і охолонувши на 10–15 °C (залежно від потужності і реальної віддачі радіатора), малий потік через вихідний патрубок повертається до загального колектора.
3. Змішуючись з основним потоком, охолоджений теплоносій знижує його температуру на 0.5–1.5 градуса. Змішана вода потрапляє в наступний опалювальний прилад, де цикл теплообміну і охолодження головного потоку повторюється.
4. В результаті кожна наступна батарея отримує теплоносій з більш низькою температурою. В кінці охолоджена вода прямує назад в котел тією самою трубою.

Важливий момент. Щоб однотрубна схема опалення працювала стабільно, діаметр подавальної магістралі має значно перевищувати розміри радіаторних підводок. Правило не стосується вертикальних стояків з верхнім розливом, де теплоносієві допомагає текти вниз сила тяжіння (читайте нижче про різновиди систем).

Чим нижча температура циркулюючої води, тим менше тепла дістається останнім обігрівачам. Проблема вирішується 3 способами:

• в кінці магістралі встановлюються батареї підвищеної потужності – нарощується число секцій або збільшується площа панельних сталевих радіаторів;
• можна підвищити витрату теплоносія в колекторі шляхом збільшення діаметра труби чи продуктивності циркуляційного насоса;
• комбінація двох попередніх варіантів.

Підключення радіаторів до єдиної розподільчої магістралі – головна відмінність однотрубної розводки від усіх двотрубних систем, де подача і повернення теплоносія організоване по двох окремих гілках.

Схеми однотрубних систем

Для обігріву заміських котеджів і квартир багатоповерхових будинків застосовується всього 2 типу однотрубних схем:

1. Класична ленінградська система опалення з нижньою горизонтальною розводкою представлена вище на першій картинці.
2. Радіаторна мережа з вертикальними стояками.

«Ленінградка» передбачає підключення радіаторів до загальної кільцевої магістралі, прокладеної горизонтально над підлогою. Класика жанру – нижнє бічне приєднання обох підводок. Також труби підключаються до батареї діагонально, майстри-монтажники практикують обидва методи.

Друга схема застосовується в багатоквартирних і двоповерхових приватних будинках. Крізь перекриття проходять вертикальні одинарні стояки, до яких приєднані батареї на кожному поверсі. Подача води в стояк передбачається з нижнього або верхнього горизонтального колектора.

Примітка. Зверніть увагу: загальна лінія «ленінградки» з горизонтальною нижньою розводкою – це цілісна труба, що не міняє діаметр на всьому протязі. На однотрубних стояках робляться перемички – байпаси, які пропускають частину теплоносія повз батарей.

Обидва типи розводок можуть функціонувати з примусовою і природною циркуляцією води (самопливом). Схеми видозмінюються залежно від умов експлуатації:

1. Для роботи «ленінградки» в самопливному режимі доведеться наростити внутрішній перетин кільцевого колектора до 40–50 мм, зробити ухили та підняти від котла вертикальну розгінну ділянку, інакше вода через радіатори не піде. Відкритий розширювальний бак приєднується до вищої точки, як зображено на принциповій схемі опалення одноповерхового будинку.

   

2. Реалізовувати самопливний принцип в двоповерховій будівлі краще за схемою із стояками, що проходять крізь кімнати. Труба подачі Ø40–50 мм піднімається прямо до розширювальної ємкості, встановленої на горищі. Від неї розходяться горизонтальні гілки, що подають зверху воду до стояків і радіаторів. На підйомі можна змонтувати байпасний вузол з циркуляційним насосом.

   

3. Закрита одноконтурна розводка з примусовою циркуляцією представлена на початку цього розділу. У двоповерховому будинку «ленінградку» треба зробити двоконтурною – передбачити окрему горизонтальну петлю з подачею теплоносія крізь перекриття, як показано на аксонометричній схемі.

Від початку ленінградська система замислювалася як дешевий спосіб подачі тепла до приладів конвекційного опалення. Але за бажанням до магістралі можна під’єднати невеликий контур водяної теплої підлоги. Знадобиться другий циркуляційний насос, зворотний і триходовий клапан, який регулюватиме температуру води.

Важливо. Контур підлогового обігріву допускається приєднувати в кінці магістралі, за останнім радіатором. Одна умова: необхідно забезпечити в колекторі необхідну витрату теплоносія – збільшити діаметр і підвищити продуктивність головного насоса. Інакше тепла підлога відніматиме частку тепла у батарей.

Порівняння систем за ціною монтажу

Прихильники однотрубних опалювальних систем люблять нагадувати про їх дешевизну. Зменшення витрат порівняно з двотрубною схемою обґрунтовується вдвічі меншою кількістю труб. Ми стверджуємо наступне: «ленінградка» обійдеться дешевше тупикової системи лише в одному випадку – якщо паяти опалення з поліпропілену.

Доведемо наше твердження розрахунками – візьмемо за приклад одноповерховий будинок розмірами 10 х 10 м = 100 м² (в плані). Нанесемо на креслення розкладку «ленінградки», порахуємо фітинги з трубами, потім зробимо аналогічну прикидку тупикової розводки.

Отже, для влаштування однотрубного опалення знадобиться:

• труба Ду20 на колектор (зовні – Ø25 мм) – 40 м;
• тр. Ду25 Ø32 мм на зворотну лінію – 10 м;
• тр. Ду10 Ø16 мм на підводки – 8 м;
• трійник 25 х 25 х 16 (зовнішній розмір) – 16 штук;
• трійник 25 х 25 х 20 – 1 шт.

Довідка. Зворотну перемичку, що йде коридором, можна не робити. Тоді для 9 радіаторів доведеться наростити перетин кільцевої магістралі до розміру Ду25 (зовнішній Ø32 мм).

Орієнтуючись за наступним плануванням, з’ясуємо потребу в трубах і фітингах для двотрубної мережі:

• тр. Ду15 Ø20 мм – 68 метрів (магістралі);
• тр. Ду10 Ø16 мм – 22 м (підводки радіаторів);
• трійник 20 х 20 х 16 мм – 16 шт.

Тепер знайдемо актуальні ціни на сантехнічні фітинги та труби з 3 матеріалів: армований поліпропілен PP-R, металопластик PEX-AL-PEX і зшитий поліетилен PEX від відомих виробників. Результати розрахунків занесемо в таблицю:

Примітка. Ми не беремо до уваги вартість батарей, радіаторних кранів і монтажу однотрубної «ленінградки» – припустимо, що ви складаєте систему своїми руками. Вартість визначена в рублях РФ, але цей факт особливої ролі не грає, співвідношення цін збережеться для будь-якої країни.

Як бачите, витрати на поліпропіленові трійники і труби практично однакові для обох схем – плечова виявилася дорожчою лише на 330 руб. За іншими матеріалами однозначно виграє двотрубна розводка. Причина криється в діаметрах – ціни труб більшого перетину різко збільшуються порівняно з «ходовими» розмірами 16 і 20 мм.

Ви можете взяти дешевшу сантехніку інших виробників і виконати розрахунок, та співвідношення навряд чи зміниться. Зауважте, ми пропустили відводи 90° для поворотів труб і решту дріб’язок, оскільки не знаємо точну кількість. Якщо ретельно підрахувати всі матеріали, вартість «ленінградки» ще збільшиться. Аналогічних висновків дійшов експерт, який демонструє розрахунки на відео:

Плюси і мінуси однотрубних розводок

Постараємося дати об’єктивну оцінку і виділимо реальні переваги однотрубних водяних систем опалення:

1. Закриту схему з мембранним розширювальним бачком простіше монтувати. Одна труба прокладається швидше, ніж дві.
2. Одинарну магістраль чи стояк простіше заховати в стіни, ніж двотрубні гілки (приклад нижче на фото). Ложка дьогтю: кільцевий колектор перетинає дверні прорізи, це утруднює прокладку.
3. Опалювальна мережа зі стояками незамінна, коли необхідно організувати самоплив в будівлі на 2–3 поверхи. Немає сенсу проходити крізь перекриття двома трубопроводами, однієї вертикальній лінії цілком достатньо.
4. Монтаж обходиться дешево в одному випадку: якщо самопливна схема системи опалення застосовується в одноповерховому приватному будинку. Економія досягається за рахунок прокладки однієї магістралі замість двох (згадайте, для самопливу апріорі потрібні труби великих діаметрів Ø48–57 мм).
5. Система закритого типу піддається автоматичному регулюванню за допомогою радіаторних термостатичних вентилів. Застереження: треба враховувати специфіку роботи опалювальних приладів і правильно підібрати арматуру. Ми ще повернемося до цього питання.

Примітка. Пряме підключення теплої підлоги не можна віднести до переваг однотрубної схеми. Нагрівальний підлоговий контур так само просто приєднується до двотрубної розводки.

Головна проблема «ленінградки» – попутне охолодження теплоносія у кільцевій магістралі. Неможливо нарощувати секції радіаторів і діаметр магістралі до нескінченності, тому оптимальна кількість обігрівачів – 4–5 шт. на одному контурі.

Перерахуємо інші недоліки:

1. Гідравлічна нестійкість – вплив однієї батареї на роботу інших. Якщо перекрити перший радіаторний вентиль, наступні прилади отримають більш гарячу воду і перегріватимуть кімнати.
2. Щоб теплоносій добре затікав до радіаторів закритої ленінградської схеми, треба ставити повнопрохідну арматуру на відгалуженнях. Збільшення гідравлічного опору на підводці змушує воду текти далі по прямій, витрата теплоносія через батарею зменшується.

   

3. «Ленінградка» і вертикальна розводка дорожча, ніж двотрубна плечова схема. Якщо додати витрати на додаткові радіаторні секції, то вартість монтажу із зшитого поліетилену зрівняється з променевої системою, де фітинги не застосовуються, зате є розподільна гребінка.
4. Схема складна за розрахунком та налаштуванням (балансуванням). Потужність і площу поверхні тепловіддачі батарей треба визначати максимально точно.

Додатковий мінус самопливних розводок – великі діаметри труб, прокладених з нахилом 3–5 мм на погонний метр. Стояки знаходяться на виду і псують інтер’єр приміщень. Замурувати трубопроводи в стіни не завжди можливо, доводиться викручуватись і робити декоративні короби.

Поради щодо вибору діаметрів труб і підключенню

Однотрубний варіант опалення можна спроектувати і змонтувати самостійно, не вдаючись до складних розрахунків гідравліки. Спростимо задачу і дамо корисні поради з влаштування одноконтурних систем:

1. Максимальне число нагрівальних приладів на одній петлі закритої «ленінградки» – 5 шт. Щоб доставити до батарей потрібний об’єм теплоносія, вистачить труби Ø25 мм (Ду20). Підводки робимо з патрубків Ø16 мм.
2. Якщо з об’єктивних причин кількість радіаторів на 1 кільці закритої системи необхідно збільшити, перетин магістралі нарощується до діаметра 32 мм (Ду25), підводки – до 20 мм. Ставити на один трубопровід більше 7 батарей недоцільно з міркувань економії, дешевше прокласти 2 менших лінії.

   

3. Мінімальний діаметр горизонтального колектора природної циркуляції – Ду40, зовнішній – Ø48 мм. У двоповерховому будинку розгінний стояк і початок роздавальних гілок робиться з труби Ду50 (Ø57 мм), віддалені ділянки зменшуються до розміру Ду32. Вертикальні лінії до радіаторів – Ду20–25 залежно від теплової потужності обігрівачів.
4. Для автоматичного регулювання тепловіддачі підбирайте клапани зі збільшеним проходом і термоголовками. В стандартних радіаторних вентилях отвір надто малий.
5. Підключення до настінного чи підлогового газового котла виконується за типовою схемою, зображеною знизу на картинці. Схожим чином робиться обв’язка електричного водогрійного апарату.
6. До твердопаливного котла «ленінградку» краще приєднувати через триходовий змішувальний клапан і буферну ємність. Оскільки в системі занадто мало теплоносія, існує ризик перегріву і закипання. Самопливну розводку, яка вміщує більше 200 літрів води, допускається підключати до ТТ-котла напряму.

Важливе уточнення. Для монтажу теплопостачання часто використовуються поліпропіленові труби PN 22–28, армовані скловолокном, алюмінієвою фольгою чи базальтовим волокном. У сортаменті ППР-труб STABI відсутній типорозмір 16 мм, мінімальний зовнішній діаметр становить 20 мм. Відповідно, радіаторні підводки робляться перетином 20 х 2.8 мм.

Розбір поширених помилок і питань щодо монтажу «ленінградки» дивіться в наступному відео:

Наостанок про сферу застосування

Щоб уникнути проблем під час експлуатації, використовуйте однотрубні мережі опалення за відповідних умов:

1. «Ленінградка» добре працює в одноповерхових дачах і невеликих будиночках площею до 150 м². Якщо квадратура не перевищує 70 м², досить одного загального кільця для всіх батарей, в іншому випадку система ділиться на 2 контури або прокладається трубопровід більшого перетину.
2. У 2-поверховому будинку можна змонтувати гравітаційну однотрубну схему відкритого типу або закритий варіант з нижньою розводкою – на вибір. У разі перебоїв з електропостачанням краще організувати самоплив і поставити циркуляційний насос на байпасі.
3. Самоплив з розгінним колектором, який застосовується в одноповерхових будівлях, є дуже інерційним. Радіатори прогріваються повільно, вода сильно остигає через малу швидкість течії, котел працює в екстремальному режимі. Цю схему краще не використовувати зовсім, вона морально застаріла і без насоса нормально не працюватиме.

   

4. Не бійтеся ділити «ленінградку» на 2–3 окремих петлі з оптимальним числом батарей на кожній. Не об’єднуйте радіатори всіх поверхів в єдиний циркуляційний контур – останні прилади залишаться холодними.
5. Однотрубна ленінградська система – підходящий варіант для улаштування автономного опалення 2–3-кімнатної квартири.

Порада. Не варто монтувати однотрубну розводку в житлових будинках великої площі і складної конфігурації з різнобічним і багаторівневим розташуванням кімнат.

Майстри, які доводять незамінність однотрубних систем опалення, часто посилаються на багатоповерхові будинки радянських часів, мовляв, там по 20 батарей на стояку працює. Але не згадують про тиск і продуктивність насосів централізованої мережі, яка недосяжна в приватних будинках. Не слухайте горе-фахівців і застосовуйте оптимальні варіанти систем – двотрубну, колекторну або попутну.