Однотрубная система отопления частного дома своими руками

Любое жилье нуждается в полноценном отоплении. Выбор метода обогрева во многом зависит от конструктивных особенностей здания и возможности эксплуатации дополнительного оборудования. Наиболее эффективным вариантом для современных домов или загородных коттеджей считается система отопления с принудительной циркуляцией.

Принцип действия системы отопления с естественной циркуляцией

Работа выстроена на физических законах. При нагревании плотность и вес воды снижаются, а при остывании показатели возвращаются к стандартным параметрам. Давление в системе почти отсутствует – в формулах теплотехнических расчетов принимается соотношение 1 атм. на 10 м напорного водяного столба. Таким образом, при обустройстве отопительной системы в 2-х этажном строении расчет гидростатического давления показывает не более 1 атм., в одноэтажных не более 0,7 атм. на 10 м напорного водяного столба.

Из-за увеличения объема прогретой жидкости самотечная система отопления частного дома дополняется расширительным баком, который устанавливается на трубе подачи теплоносителя вверху системы. Задача емкости – компенсировать повышение объема воды.

Самоциркулирующая система используется в частных строениях и позволяет выполнять подключения:

  1. К теплым полам. Циркуляционный насос нужен только на водяной контур теплого пола, вся остальная теплосистема будет работать в самотечном режиме. При отключении питания (электричества) комната будет отапливаться посредством радиаторов.
  2. К бойлеру косвенного нагрева воды. В этом случае нет нужды в насосном оборудовании, бойлер ставится в верхней точке всей конструкции, рядом или чуть ниже расширительного бака. При невозможности монтажа бойлера, систему дополняют насосом, который ставится на расширительный бак. Для предупреждения рециркуляции теплоносителя на бак устанавливается обратный клапан.

Физические свойства воды помогают транспортировке жидкости по трубопроводам – при нагревании жидкость устремляется вверх самотеком по разгонному участку трубопровода, а после остывания перемещается от радиаторов обратно в котел. Важно выложить трубопровод с определенным углом наклона, иначе гравитационная циркуляция не будет работать.

Требования к индивидуальному отоплению

Тепловой узел необходимо планировать так, чтобы он соответствовал архитектурному проекту здания. Расположение всех функциональных элементов должно быть максимально удобным для эксплуатации и проведения плановых ремонтных работ без нарушения конструктивной целостности дома.

Базовые требования, предъявляемые к современным отопительным системам:

  • энергоэффективность;
  • простой монтаж и техобслуживание;
  • высокие показатели теплоотдачи;
  • полная/частичная независимость от электроэнергии.

Перед тем как приступить к проектированию теплоснабжения, нужно подобрать наиболее подходящий и экономный источник тепловой энергии — печку или камин, водяное, паровое, воздушное или электрическое отопление.

Требования к индивидуальному отоплению

А еще предстоит определиться с принципиальной схемой трубной разводки для отопления одноэтажного частного дома, безошибочно рассчитать мощность и объективно оценить нагрузку на систему, учитывая все особенности.

Индивидуальная система отопления должна создавать комфортный микроклимат внутри дома в зимнее время года, быть экономичной и надёжной в эксплуатации

Правильно установленная разводящая линия отопления даёт возможность организовать равномерный прогрев воздуха во всех комнатах частного дома за минимальное количество времени.

Как работает отопление без насоса

В любой отопительной системе присутствует три основных компонента:

  • генератор тепла;
  • система транспортировки теплоносителя;
  • теплообменник.

Генератор может быть одинаковым для разных систем, это же относится и к теплообменникам, а вот транспортировка выполняется по-разному. При естественной циркуляции жидкость нагревается в котле, расширяется, благодаря этому становится легче и стремится подняться выше. К котлу приваривают вертикальную трубу на максимально допустимую высоту. Такое расположение даёт воде возможность без дополнительного сопротивления занять наивысшую точку системы при нагревании.

Сравнение двух схем

Как работает отопление без насоса

Первая порция нагретой воды будет быстро охлаждаться о стенки холодной трубы и при смешивании с холодной. Поэтому скорость передвижения теплоносителя будет низкой. При достижении из верхней точки уже немного остывшая вода будет понемногу опускаться по трубопроводу, который имеет небольшой наклон. Скорость движения зависит только от поступления новой порции горячего теплоносителя, так как вся система заполнена холодной тяжёлой жидкостью. Когда нагретая вода достигает первой батареи, процесс охлаждения резко возрастает, начинается круговорот.

По этой причине сначала прогревается первая батарея, а затем по очереди следующие радиаторы.

Это один из недостатков самотечной системы – неравномерный прогрев. Второй недостаток в большом сопротивлении, которое создаётся в вертикальной трубе. При слишком большой её высоте, например, в многоэтажном доме, температуру в котле нельзя резко повышать. Невыполнение такого условия может привести к закипанию воды. Подробно о естественной циркуляции, разоблачении мифов о такой системе говорится в этом видео:

Основные компоненты системы и особенности монтажа

Важнейшими узлами системы с принудительной циркуляцией считаются следующие элементы:

  • циркуляционный насос (подбирается по необходимому уровню мощности);
  • котел (газовый, электрический или работающий от твердого топлива и т.д.);
  • герметичный бак мембранного типа, обладающий расширяющей способностью;
  • отопительные радиаторы (батареи);
  • приспособления для монтажа и крепежа (держатели, хомуты);
  • арматура и фитинги;
  • приспособления для отвода воздуха;
  • краны (пробковые и шаровые);
  • трубы, диаметр которых подбирается индивидуально (для монтажа подводок и стояков);
  • клапаны обратного типа и фильтры, необходимые для нормального функционирования насосов и котла.
Основные компоненты системы и особенности монтажа

Рекомендации по обустройству принудительной системы обогрева

В процессе монтажа расширительного бака следует учитывать, чтобы он был соединен с помощью обратного контура.

Читайте также:  Виды и монтаж отопления в двухэтажном доме

Лучше, чтобы диаметр применяемых труб был небольшим. Это снизит общие затраты и сократит объем воды, циркулирующей в системе. Не рекомендуется экономить на качестве труб, так как им предстоит выдержать большую нагрузку.

Основные компоненты системы и особенности монтажа

С целью продления срока службы циркуляционного насоса его следует установить и на обратном трубопроводе, что обеспечит минимальное нагревание теплоносителя и более длительную эксплуатацию, а также минимизирует износ уплотнителей и резиновых манжет.

Целесообразно использовать терморегулируемые котлы. Кроме возможности экономии топлива они способствуют равномерному поддержанию температуры любого дома: двухэтажного или одноэтажного.

Количество секций в радиаторе зависит от его удаленности от отопительного котла (чем он дальше – тем больше секций понадобится).

Основные компоненты системы и особенности монтажа

Эффективность отопления напрямую зависит от мощности циркуляционного насоса. Главный принцип при его выборе основан на том, что теплоноситель за 1 час работы на полную мощность должен пройти через систему троекратно!

Вместе с насосом важно выбрать современный и максимально функциональный котел, оснащенный автоматической системой контроля за работой отопительной системы и специальным защитным функционалом, обеспечивающим водяное отопление.

Двухтрубная система отопления

Схема отопления одноэтажного дома может также подразумевать и двухконтурное выполнение. В этом варианте дом будет не только отоплен, но и сразу снабжен горячей водой. Очень часто можно увидеть и две параллельные одноконтурные системы. Одну применяют для обогрева, а вторую для подачи горячей воды. В этом случае не стоит забывать, что монтаж второго контура увеличит энергозатраты примерно на 25%.

Какой бы проект отопления дома Вы не выбрали, самое важное – найти оптимальное соотношение между теплопотерями и энергозатратами. К тому же нужно учесть мощностные характеристики отопительного котла, а также эффективность радиаторных батарей.

Двухтрубная система отопления

Циркуляция естественная и принудительная

Остальные особенности разводки отопления от котла в двухэтажном частном доме взаимозависимы: при наличии насоса схема отопления может быть практически любой, в его отсутствие появляется много ограничений.

Циркуляция может быть естественной (гравитационной) и принудительной (давление нагнетает насос). Устройство гравитационной системы несколько сложнее: трубы устанавливают под уклоном, чтобы теплоноситель тек под действием силы тяжести. Скорость движения низкая, отчасти это компенсируется увеличением диаметра трубопровода. Для большого дома такой вариант не подойдет.

Система с принудительной циркуляцией проще в монтаже и имеет ряд преимуществ:

  • малый диаметр трубопровода;
  • трубы можно устанавливать в любом направлении;
  • больше возможностей для автоматизации процесса;
  • не имеет значения площадь дома и число этажей;
  • можно приобрести мембранный расширительный бачок и установить его в любом месте (для гравитационных систем – только открытый и только в самой высокой точке контура).

Минусы – энергозависимость системы и расходы на электричество: от него работает насос. Сам насос – тоже дополнительная трата денег, но это компенсируется более низкой ценой труб, простотой монтажа и удобством в эксплуатации.

Какой материал для труб лучше?

Способ установки контура, защита от коррозии и гидравлическое сопротивление, все эти показатели будут зависеть от материала, из которого изготовлен трубопровод. Для системы отопления можно использовать полипропиленовые, стальные, металлопластиковые и медные трубы.

  • Полипропиленовый материал. Трубы из полипропилена хорошо переносят высокую температуру, имеют продолжительный срок эксплуатации (свыше 25 лет), гладкие внутри. Для установки требуются специальные инструменты, дорого стоят.
  • Сталь. Несмотря на то что такие трубы довольно прочные и имеют доступную цену, они подвержены коррозии и зарастанию. К тому же для установки требуется сварка или множество фитингов.
  • Металлопластик. Легкие трубы, имеют идеально гладкую внутреннюю поверхность. Благодаря этому на них отсутствует коррозия и отложения. Но после установки придется постоянно потягивать резьбовые соединительные детали, что является большим недостатком. Их срок службы составляет около 15 лет, а для труб это очень мало. Имеют высокую стоимость.
  • Медные трубы. У медных труб красивый внешний вид и срок эксплуатации более 100 лет. Для установки используют пайку, очень дорогие по стоимости.

Чтобы определить какой диаметр труб подходит для прогрева вашего дома, нужно знать, что:

  1. Диаметр трубы выбирается, согласно материалу, из которого изготовлены трубы и из сделанных теплотехнических расчетов.
  2. Рассчитать количество тепла необходимого для помещения и к полученному результату прибавить 20%.
  3. Пользуясь значениями, указанными в таблицах СНиП, рассчитывается сечение трубопровода. Для расчета берут показания теплоемкости и размер трубы (внутреннее сечение).
Читайте также:  Байпас в системе отопления: что это такое и как установить

Для многоэтажного дома

В современном строительстве, все реже реализуются схемы однотрубной системы отопления многоэтажных домов. Начало массового применения данного варианта СО пришлось на «Хрущевки», жители которых по сей день страдают от неравномерно нагретых батарей. Однотрубную вертикальную СО, с нижней или верхней разводкой, можно и сейчас встретить в новостройках.

Рассмотрим варианты с нижней разводкой, П и Т-образными стояками для зданий с чердаком или без него, высотой 3 и более этажей.

Для многоэтажного дома

В Т-образном стояке вода поднимается от котельной установки вверх и по распределительному трубопроводу поступает в обратные стояки с радиаторами. При таком подходе, радиаторы будут прогреваться более равномерно.

Рассмотрим вертикальные однотрубные СО с верхней разводкой, применяющиеся в многоэтажном строительстве (до 9 этажей).

Третий тип однотрубного отопления многоэтажных домов (в) – с опрокинутой циркуляцией. Как правило, данная схема реализуется в домах, высотой более 10 этажей.

Для многоэтажного дома

Теперь, когда вы ознакомились с конструкцией различных систем обогрева частного дома, осталось сделать выбор и приступить к реализации плана. Для того чтобы сделать грамотный расчет отопительной системы обратитесь к специалистам или ознакомьтесь с тем, как самостоятельно рассчитать однотрубную систему отопления.

Особенности систем самотеком

Ввиду того, что образуются турбулентные потоки, точные расчеты систем провести не удается, поэтому при их проектировке берутся усредненные значения, для этого:

максимально поднимают точку разгона;

используют широкие трубы подачи;

необходимо сделать расчет количества радиаторов.

Далее от начала первого расхождения до каждого последующего подключают трубу меньшего диаметра на шаг, равный ему, что задействует инерционные потоки.

Также существуют и другие особенности монтажа самотечных систем. Так, трубы должны прокладываться под углом 1-5%, на что влияет протяженность трубопровода. Если в системе достаточный перепад высот и температур, можно использовать и горизонтальную разводку. Важно следить, чтобы не было участков с отрицательным углом, поскольку движением теплоносителя их не удастся достать, по причине образования в них воздушных пробок.

Так, принцип работы может основываться на открытом типе или быть мембранного (закрытого) типа. Если сделать монтаж горизонтальной ориентации, рекомендуется на каждом радиаторе установить краны Маевского, поскольку с их помощью легче ликвидировать воздушные пробки в системе.

Смотрите видео, в котором специалист рассказывает об условиях возможности применения самотечной, безнасосной, гравитационной системы отопления:

Похожие записи: Система отопления с естественной циркуляцией Варианты отопления частного дома своими руками Однотрубная система отопления частного дома

Системы отопления с принудительной циркуляцией

Если площадь дома достаточно большая или необходимо обеспечить обогрев двухэтажного строения, от отопительной системы с естественной циркуляцией лучше отказаться. Из-за медленного продвижения теплоносителя по трубам прогреть воздух в помещении достаточно быстро будет крайне сложно.

Такой проблемы не существует, если изначально выбрана система отопления с принудительной циркуляцией, что особенно актуально для домов, в которых проживают постоянно. Установив специальный насос, можно значительно повысить эффективность обогрева строения любой площади. Главное, чтобы выбранная схема отопления отвечала определенным требованиям.