Еднотръбна отоплителна система в еднофамилна къща - общи въпроси за устройството

Принцип на подгряване на вода

Простата, надеждна и рентабилна система с една тръба е най-разпространена в ниското строителство. Еднотръбната система остава най-популярният начин за полагане на индивидуално отопление. Той функционира чрез непрекъсната циркулация на топлоносителя.

По време на движението си по тръбите от източника на топлина (котела) до отоплителните тела и обратно, тя освобождава своята топлинна енергия и затопля сградата.

Отоплителната среда може да бъде въздух, пара, вода или антифриз, който се използва в къщи с прекъснат режим на работа. Схемите за подгряване на вода са най-разпространените.

Конвенционалното отопление се основава на физичните явления и закони - топлинно разширение на водата, конвекция и гравитация. Когато се нагрява от котела, топлоносителят се разширява и създава налягане в тръбите.

Освен това той става по-малко плътен и следователно по-лек. По-тежката и по-гъста студена вода отдолу я изтласква нагоре, поради което тръбопроводите, излизащи от котела, винаги се насочват максимално нагоре.

Под въздействието на създаденото налягане, конвекцията и гравитацията водата се стича към радиаторите и ги загрява, като същевременно се охлажда.

По този начин топлоносителят отделя топлинна енергия и загрява помещението. Водата се връща в бойлера, вече студена, и цикълът започва отначало.

Съвременното оборудване за отопление на къщата може да бъде много компактно. За инсталирането му дори не е необходимо да се отделя специално помещение.

Отоплителната система с естествена циркулация се нарича още гравитационна или гравитационно-поточна. За да се осигури потокът на флуида, наклонът на хоризонталните тръбни разклонения трябва да се поддържа под ъгъл от 2 - 3 мм на линеен метър.

Обемът на отоплителната среда се увеличава при нагряването ѝ, което създава хидравлично налягане в мрежата. Тъй като обаче водата не може да се компресира, дори малък излишък ще разруши нагревателните структури.

Затова във всяка отоплителна система се монтира компенсаторно устройство - разширителен съд.

При гравитационна отоплителна система котелът се монтира в най-ниската точка на мрежата, а разширителният съд - в най-високата. Всички тръби са монтирани под наклон, за да се осигури гравитационен поток на топлоносителя от един елемент на системата до друг.

Видове отоплителни системи с гравитационна циркулация

Въпреки простата конструкция на гравитационната система за затопляне на вода, съществуват поне четири популярни схеми на монтаж. Изборът на окабеляване зависи от характеристиките на самата сграда и от очакваната ефективност.

За да се определи коя схема ще бъде подходяща за всеки отделен случай, е необходимо да се извърши хидравлично изчисление на системата.да се вземат предвид характеристиките на отоплителния уред, диаметърът на тръбата и др. Изчисленията може да изискват помощта на професионалист.

Затворена система с гравитационна циркулация

В противен случай отоплителните системи със затворен контур работят като други отоплителни системи с естествена циркулация. Недостатъците са свързани със зависимостта от обема на разширителния съд. За помещения с голяма отопляема площ е необходим голям резервоар, което не винаги е възможно.

Отворена система с гравитационна циркулация

Системата отворена отоплителна система се различава от предишния тип само по конструкцията на разширителния съд. Тази система се използва най-често в по-стари сгради. Предимството на отворената система е, че можете сами да направите резервоара от импровизирани материали. Обикновено резервоарът е със скромен размер и се монтира на покрива или под тавана на дневната.

Основният недостатък на отворените конструкции е навлизането на въздух в тръбите и радиаторите, което води до засилена корозия и бърза повреда на нагревателните елементи. Въздушните течове в системата също са чест "гост" в отворените вериги. Поради това радиаторите трябва да се монтират под ъгъл и да се предвиди вентил на Майевски за изпускане на въздуха.

Еднотръбна система със самостоятелна циркулация

Нагрятата вода се влива в горната връзка на радиатора и се изпуска през долния изпускателен отвор. След това топлината преминава към следващото отоплително тяло и така до последната точка. Обратният поток от последния акумулатор обратно към котела.

Това решение има няколко предимства:

1. Без сдвоени тръбопроводи под тавана и над пода.
2. Спестяват се разходите за инсталиране на системата.

Недостатъците на това решение са са очевидни. Топлинната мощност на радиаторите и интензивността на отоплението им намаляват с отдалечаването от котела. Както показва практиката, еднотръбната отоплителна система на двуетажна къща с естествена циркулация, дори при спазване на всички наклони и избор на правилния диаметър на тръбите, често се преработва (чрез инсталиране на помпено оборудване).

Как изглежда схема за отопление с един поток

В многоетажните къщи с различно предназначение в рамките на едно населено място отоплението е централизирано, т.е. в къщата има топлопроводен вход и водни клапани и един или повече топлообменници.

• Топлообменникът е разположен в отделно помещение, което се заключва за безопасност;

  Снимка 1. Схема на отоплителна система с един кръг, показваща температурата на отоплителната среда по целия кръг.

• Най-напред се появяват задвижки за вода;
• След задвижките следват филтри - филтри, които задържат чужди тела в отоплителната среда: мръсотия, пясък, ръжда;
• След това задвижките за БГВ се монтират на обратната и на подаващата страна (или в началото и в края на веригата).

Тяхното предназначение е да осигуряват гореща вода, която може да идва от подаващата или от връщащата тръба. През зимата отоплителната среда е много гореща, над 100 °C (кипене не се получава поради високото налягане в тръбопровода).

Информация! В еднотръбна система този принцип се реализира чрез подаване на БГВ от края на кръга, където водата вече е изстинала до приемлива температура. Съответно, ако температурата на подаване от мрежата се понижи, БГВ сменя източника към началото на веригата.

Тази вода не може да се използва за битови нужди, така че се активира подаването от обратната тръба, където температурата вече е намалена до приемлива температура. През есента и пролетта, когато отоплението е по-слабо, водата на връщане е твърде студена, така че БГВ се подава от водоснабдяването.

Една от удобните и често срещани схеми е отвореният прием на вода:

• Врящата вода от когенератора постъпва в асансьорната уредба, където се смесва под налягане с вече циркулиращата в системата вода, в резултат на което се получава вода с температура около 70 °C, която постъпва в радиаторите;
• Излишъкът от охлаждащата вода се отвежда във възвратната тръба;
• Топлината се разпределя посредством задвижки или колектор с задвижки за всяка част на къщата.

Връщането и подаването обикновено са разположени в мазето; понякога те са разделени: връщането е в мазето, а подаването - на тавана.

Предимства

Предимството на еднотръбната система е нейната евтиност и това е единственото предимство на тази система. Тъй като двутръбната система става все по-разпространена и усъвършенствана, еднотръбната система се използва все по-рядко в жилищните сгради.

В частните домове икономичността и простотата на конструкцията се ценят повече - тя може да се сглоби със собствените ръце, лесно да се поддържа и да стане енергийно независима.

Недостатъци

​

Има още такива:

• Необходимост от точно изчисляване на диаметрите на главните и разклонителните тръби;
• Температурата на радиаторите в края на веригата ще бъде по-ниска, така че ще трябва да помислите за увеличаване на обема на радиаторите;
• По същата причина броят на радиаторите на клон е ограничен, тъй като голям брой не може да се нагрява равномерно.

Уреди за затопляне на вода

Елементите за отопление на помещенията могат да бъдат:

• традиционни радиатори, монтирани под прозоречни отвори и в близост до студени стени, например от северната страна на сградата;
• Тръбни вериги за подово отопление, известни също като подово отопление;
• отоплителни уреди за дъски;
• подови конвектори.

Водното лъчисто отопление е най-надеждният и най-евтин вариант сред тях. Инсталирането и свързването на батериите е съвсем реалистично да се извърши самостоятелно, най-важното е да се избере правилният брой секции. Недостатъците са лошото отопление на долната зона на помещението и поставянето на устройствата на видно място, което невинаги е в съответствие с дизайна на интериора.

Всички налични в търговската мрежа радиатори се разделят на 4 групи според материала:

1. Алуминий - секционен и монолитен. Всъщност те са излети от силиций - сплав на алуминий със силиций, и са най-ефективни по отношение на скоростта на нагряване.
2. Биметални. Пълен аналог на алуминиевите батерии, само че вътре е поставена рамка от стоманени тръби. Приложението е в централизирани многоетажни сгради, където отоплителната среда се подава с налягане над 10 bar.
3. Стоманени панелни радиатори. Сравнително евтини радиатори от монолитен тип, изработени от пресовани метални листове и допълнително оребряване.
4. Чугунена секция. Тежки, топлоемки и скъпи устройства с оригинален дизайн. Заради приличното тегло някои модели са снабдени с крачета - нереално е да се окачи такъв "акордеон" на стената.

Що се отнася до популярността, водещи са стоманените устройства - те са евтини, а по отношение на топлопренасянето тънкият метал отстъпва на силициевия. Следват алуминиеви, биметални и чугунени нагреватели. Изберете този, който предпочитате.

Изграждане на подово отопление

Системата за подово отопление се състои от следните компоненти:

• отоплителни контури, изработени от пластмасови или полиетиленови тръби, запълнени с циментова замазка или поставени между гредите (в дървена къща);
• разпределителен колектор с разходомери и термостатични вентили за управление на водния поток във всеки контур;
• Смесителен агрегат - циркулационна помпа и вентил (двупътен или трипътен) за поддържане на температурата на охлаждащата течност между 35 и 55 °C.

Подаващият и връщащият тръбопровод се свързват с котела. Водата, загрята до 60 ... 80 градуса, се добавя на порции чрез вентила в кръговете, докато циркулиращата охлаждаща течност се охлажда.

Подовото отопление е най-комфортният и икономичен метод за отопление, въпреки че разходите за монтаж са 2-3 пъти по-високи от тези за радиаторна мрежа. Оптималният вариант за отопление е показан на снимката - водни кръгове за подови настилки + радиатори, регулирани с термостатична глава.

Подово отопление по време на монтажа - полагане на тръби върху топлоизолация, фиксиране на демпферна лента за последващо запълване с цименто-пясъчен разтвор

Базови и подови конвектори

И двата вида нагреватели са сходни по отношение на дизайна на водния топлообменник - медна серпентина с наклонени тънки ребра. При подовите отоплителни тела отоплителната част е покрита с декоративна обвивка, която прилича на перваз, а в горната и долната част са оставени пролуки, които позволяват преминаването на въздух.

Топлообменникът на подовия конвектор е монтиран в кожух под нивото на пода. Някои модели са оборудвани с безшумни вентилатори, които увеличават ефективността на отоплителния уред. Отоплителната среда се пренася по тръби, скрити под замазката.

Гореописаните устройства се вписват добре в дизайна на помещението, а подовите конвектори са незаменими в близост до прозрачни външни стени, направени изцяло от стъкло. Но обикновените собственици на жилища не бързат да купуват тези устройства, защото

• Медно-алуминиевите конвекторни радиатори не са евтини;
• за пълноценно отопление на вила, разположена в средната зона, е необходимо да се монтират нагреватели по периметъра на всички помещения;
• Подовите топлообменници без вентилатори са неефективни;
• същите продукти с вентилатори издават слаб монотонен бръмчащ шум.

Отоплителна дъска (на снимката вляво) и подов конвектор (вдясно)

Отопление с единична тръба в еднофамилни къщи

Ако инсталирате отопление с една тръба в едноетажна къща, можете да се отървете от поне един основен недостатък на тази схема - неравномерното отопление.

Ако такова отопление се прилага в многоетажна къща, горните етажи ще се отопляват много по-интензивно, отколкото долните етажи. Това ще доведе до ситуация, в която първите етажи на къщата са студени, а горните - горещи.

Частната къща (имение, вила) рядко е по-висока от два или три етажа. Поради това описаната по-горе отоплителна инсталация не крие риск температурата на горните етажи да бъде много по-висока от тази на долните етажи.

Предимства на еднотръбната система

Предимства на еднотръбната отоплителна система:

1. Една системна верига е разположена по целия периметър на помещението и може да минава не само в помещението, но и под стените.
2. Когато се полагат под нивото на пода, тръбите трябва да се изолират, за да се предотврати загубата на топлина.
3. Тази система позволява тръбите да се прокарват под вратите, като по този начин се намалява количеството на материалите и съответно разходите за строителство.
4. С поетапното свързване на радиаторите е възможно към разпределителната тръба да се свържат всички необходими елементи на отоплителния кръг: радиатори, поставки за кърпи, подово отопление. Степента на нагряване на радиаторите може да се регулира чрез начина на свързване към системата - паралелно или последователно.
5. Еднотръбната система позволява инсталирането на няколко вида отоплителни котли, например газови, на твърдо гориво или електрически. Ако единият котел може да спре работа, веднага може да се включи втори котел и системата ще продължи да отоплява помещенията.
6. Много важна характеристика на такава конструкция е възможността за насочване на потока на отоплителната среда в посока, която е най-благоприятна за обитателите на къщата. Първо насочете потока топла вода към северните помещения или към помещенията, разположени на подветрената страна.

Недостатъци на еднотръбната система

Въпреки че системата с една тръба има много предимства, тя има и някои недостатъци:

• Когато системата не работи за дълъг период от време - дълго време за стартиране.
• Когато системата е инсталирана в двуетажна къща (или повече), подаването на вода към горните радиатори е много високо, докато към долните радиатори е ниско. Много е трудно да се регулира и балансира системата по този начин. Възможно е да се монтират повече радиатори на долните етажи, но това увеличава разходите и не е много естетично.
• Ако има няколко етажа или нива - едно от тях не може да бъде изключено и следователно цялото помещение трябва да бъде изключено в случай на ремонтни дейности.
• При загуба на наклон в системата периодично могат да се появяват въздушни блокове, което намалява топлинната мощност.
• Високи топлинни загуби по време на работа.

Особености на монтажа на еднотръбна система

• Монтажът на отоплителната система започва с инсталирането на котела;
• По цялата дължина на тръбите трябва да се поддържа наклон от най-малко 0,5 cm на 1 m от тръбата. Ако това не се направи, в повдигнатата зона ще се натрупа въздух, който ще попречи на водата да тече правилно;
• За освобождаване на въздушните джобове в радиаторите използвайте крановете на Маевски;
• Затварящите вентили трябва да бъдат монтирани пред радиаторите, които трябва да бъдат свързани, за да не се налага в случай на ремонт на устройството да източвате цялата система или ако е необходимо, да регулирате леко температурата на системата;
• Дренажният клапан се монтира в най-ниската точка на системата и се използва за частично, пълно или цялостно източване;
• При гравитачна система (без помпа) колекторът трябва да бъде разположен на височина най-малко 1,5 м над равнината на пода;
• Тъй като цялото разпределение се извършва с тръби с един и същ диаметър, те трябва да бъдат здраво закрепени към стената, като се избягват възможни деформации, за да не се натрупва въздух;
• Ако циркулационната помпа е свързана с електрически котел, те трябва да бъдат синхронизирани - котелът е изключен, помпата е изключена.

Циркулационната помпа винаги трябва да се монтира пред котела, като се вземат предвид неговите особености - обикновено тя работи при температура не по-висока от 40 градуса.

Има два начина за инсталиране на системата:

• Хоризонтално.
• Вертикално.

Хоризонтално разпределение Хоризонталната разпределителна система използва минимален брой тръби, а уредите се свързват един след друг. Но този начин на свързване се характеризира с въздушни джобове и няма възможност за регулиране на топлинния поток.

При вертикалното разпределение тръбите се полагат на тавана, а тръбите, които водят до всеки радиатор, се извеждат от централната тръбна система. При този тип разпределение водата се подава към радиаторите с еднаква температура. Характерна особеност на вертикалното разпределение е наличието на общ щранг за няколко радиатора, независимо от нивото на пода.

Преди това тази отоплителна система е била много популярна, поради икономичността и лесния монтаж, но постепенно, предвид нюансите по време на работа, започва да я изоставя и в момента много рядко се използва за отопление на частни домове.

Видове

Съществуват няколко разновидности на двутръбни отоплителни конструкции, които се различават по схемата на монтаж, вида на разпределение, посоката на охлаждащата течност и осигуряват циркулация.

Съгласно монтажната схема

Двутръбните отоплителни системи се разделят на две части:

• Хоризонтално. При тази система тръбите, по които тече водата, са разположени хоризонтално, като се създава отделен подкръг за всеки етаж. Тази схема е по-подходяща за едноетажни къщи или сгради с няколко етажа, но с голяма дължина.
• Вертикално. Тази схема включва няколко вертикално разположени щранга, като радиаторите са свързани с всеки щранг в пространството един над друг. Този метод е най-подходящ за дву- или повечеетажни къщи с малка площ.

В зависимост от вида на разпределението

Тук също можете да се разделите на два вида.

• Въздушно разпределение. Ако отоплителният котел и разширителният съд са разположени в горната част на къщата, например в изолиран таван, те са решението. При този тип разпределение тръбите на двата кръга се отвеждат нагоре, под тавана, и оттам се спускат към радиаторите.
• Разпределение на дъното. Когато отоплителният уред е монтиран под главния кръг (например в мазето), е по-добре тръбите да се поставят между пода и первазите на прозорците, за да се улесни свързването на радиаторите.

По посока на топлоносителя

• С насрещен поток. Както подсказва името, в този случай водата в директния кръг тече в посока, обратна на тази, в която охладената вода се връща в котела. Характерно за този тип е наличието на "задънена улица" - крайният радиатор, където се събират най-отдалечените точки на двете вериги.
• С обратния поток. При тази конструкция охлаждащата течност в двата кръга тече в една и съща посока.

Как циркулира нагревателната среда

Системи с естествена циркулация. Тук движението на отоплителната среда в контурите се осигурява от температурните разлики в контурите и наклона на тръбите. Тези системи се характеризират с ниска скорост на нагряване, но не изискват допълнително оборудване.

В днешно време този вариант се използва повече в къщи за сезонно пребиваване.

Системи за принудителна циркулация. В един от кръговете (най-често във възвратния кръг) се монтира циркулационна помпа, която позволява на водата да тече. Този подход осигурява по-бързо и по-равномерно отопление на помещението.

Теоретични основи - как действа гравитацията

Естествената циркулация на водата в отоплителните системи се осъществява благодарение на гравитацията. Как работи:

1. Вземаме отворен съд, пълним го с вода и започваме да загряваме. Най-примитивният вариант е тенджера на газов котлон.
2. Температурата на долния слой на течността се повишава, а плътността намалява. Водата става по-лека.
3. Гравитацията кара горния, по-тежък слой да потъне на дъното, измествайки по-малко плътната гореща вода. Започва естествена циркулация на течността, наречена конвекция.

Пример: Ако загреете 1 m³ вода между 50 и 70 градуса по Целзий, тя ще стане с 10,26 kg по-лека (вж. таблицата по-долу за плътността при различни температури). Ако продължим да нагряваме до 90 °C, течният куб губи 12,47 kg, въпреки че температурната делта остава същата - 20 °C. Извод: Колкото по-близо е водата до точката на кипене, толкова по-активна е циркулацията.

По подобен начин отоплителната вода циркулира гравитачно в мрежата за битово отопление. Загрятата от котела вода губи тегло и се изтласква нагоре от охладения топлоносител, който се връща от радиаторите. Скоростта на потока при температурна разлика от 20-25°C е само 0,1...0,25 m/s, в сравнение с 0,7...1 m/s при съвременните помпени системи.

Ниската скорост на течността в мрежата и в радиаторите причинява тези ефекти:

1. Радиаторите имат време да отделят повече топлина, а топлоносителят има време да се охлади с 20-30 °C. При конвенционална отоплителна мрежа с помпа и мембранен разширителен съд температурата се понижава с 10-15 градуса.
2. Съответно котелът трябва да произвежда повече топлинна енергия, след като горелката заработи. Поддържането на генератора при 40 °C е безсмислено - токът ще се забави до краен предел и радиаторите ще изстинат.
3. За да се достави необходимото количество топлина до радиаторите, трябва да се увеличи площта на напречното сечение на тръбите.
4. Фитингите и арматурите с високо хидравлично съпротивление могат да намалят или дори да спрат потока. Това включва възвратни и трипътни вентили, остри 90° завои и стеснения на тръбите.
5. Грапавостта на вътрешните стени на тръбите не играе съществена роля (в разумни граници). Ниска скорост на флуида - ниско съпротивление на триене.
6. Котел на твърдо гориво + гравитачна отоплителна система може да работи без необходимост от топлинен акумулатор и смесител. Благодарение на бавното движение на водата не се образува конденз в горивната камера.

Както виждате, конвекционният поток на нагревателната среда има положителни и отрицателни аспекти. Първите трябва да се използват, а вторите - да се сведат до минимум.

Характеристики на инсталацията

Монтажът на оборудването не е сложен, ако се спазват характеристиките на еднотръбна отоплителна система под налягане. Първоначално се монтира отоплително тяло, което се разделя на няколко вида:

• газово гориво; - газово гориво;
• на дизеловото гориво;
• използване на твърдо гориво;
• комбинирани.

Котлите са свързани с коминната система, както и с отоплителната мрежа. В този случай в отоплителното устройство има два изхода. По горния от тях носителят влиза в системата, а по долния се връща охладената течност.

Всички компоненти се свързват с полипропиленови, метални или полиетиленови тръби под високо налягане.

Към електрическата мрежа са свързани помпа за принудителна циркулация, спирателни клапани, кранове на Meyevsky и защитно устройство. Тръбите се свързват по различни начини в зависимост от материала, от който са изработени.

Защо е необходима принудителна циркулация

При естествените системи тръбите се монтират с наклон, така че средата да разпределя топлината равномерно по радиаторите. В едноетажните частни къщи тези условия са лесни за поддържане. Ако тръбите са монтирани в голям периметър и на няколко етажа, в системата могат да се появят въздушни блокове. Освен това течността се охлажда и крайните радиатори не се захранват с енергия.

Ако възникне въздушна блокировка, топлоносителят спира да тече и това води до прегряване и преждевременна повреда на някои от уредите на отоплителния котел. За да се отстранят подобни проблеми и неизправности, трябва да се използва циркулационна помпа. Той може да се използва за намаляване на топлинните загуби и за ускоряване на движението на течността в системата.

Помпа за принудителна циркулация

Свързване на радиатора

Най-доброто решение зависи от общия брой радиатори, вида на инсталацията и дължината на тръбите. Най-често използваните методи са:

- диагонал (кръстосана връзка): правата тръба се свързва от страната на радиатора отгоре, а обратната тръба - от противоположната страна отдолу; този метод позволява топлоносителят да се разпредели възможно най-равномерно във всички секции с минимални топлинни загуби; подходящ за голям брой секции;

- едностранно: използва се и при голям брой секции, като тръбата за гореща вода (права тръба) и тръбата за връщане са свързани от едната страна, което позволява достатъчно равномерно нагряване на радиатора;

- разделяне: ако тръбите минават под пода, най-удобно е да се прикрепят към долните кранове на радиатора; поради минималния брой видими тръби, това изглежда привлекателно външно, но радиаторите се нагряват неравномерно;

- дъно: методът е подобен на предишния, като единствената разлика е, че правата и връщащата тръба са разположени почти в една и съща точка.

За да се предотврати навлизането на студ и да се създаде топлинна завеса, радиаторите трябва да се поставят под прозорците. Необходимо е разстояние от 10 см до пода и 3-5 см до стената.