Схемы однотрубной системы отопления

Принципиальная схема однотрубной системы отопления

Однотрубная система водяного отопления – одна из 3 главных схем построения комплекса обогрева помещений на базе жидкого теплоносителя – воды или антифриза. В советское время схема этого вида была основной конфигурацией системы централизованного и автономного отопления, популярной она остается и сейчас. Материал статьи дает обзор устройства, принципа функционирования, достоинств и недостатков однотрубной системы отопления.

Устройство и принцип работы однотрубной системы 

Главный принцип устройства схемы состоит в последовательном подключении отопительных приборов к одному трубопроводу, идущему от источника теплоты. Теплоноситель проходит через отопительный прибор, отдавая часть тепла, поступает в следующий по порядку радиатор.

Устройство однотрубной системы водяного отопления

Таким образом, температура теплоносителя в каждом последующем приборе отопления несколько ниже, чем в предыдущем. При различных условиях, большой протяженности ветви отопления и значительном количестве радиаторов, температура на последних приборах может иметь значение, недостаточное для обеспечения необходимой температуры в помещении.

Подобное построение пользовалось популярностью в СССР в связи с тем, что стоимость энергоресурсов была очень низкой. В централизованных системах отопления поддерживался большой массовый расход теплоносителя с высокой температурой. Кроме того, основная конфигурация однотрубной схемы требует минимального количества материалов.

Однотрубная система является основной схемой устройства отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией. При этом комплекс отопления сооружается из труб диаметром от 32 до 50 мм, требуется соблюдение нормативного уклона.

В свое время однотрубная система (также известная как «ленинградка») была усовершенствована. Усовершенствование было направлено на снижение разницы температуры между отопительными приборами и выражалось в сооружении байпаса.

Байпас предназначался для разделения потока прямого теплоносителя – одна часть поступала в прибор обогрева, вторая по байпасу миновала его и смешивалась с остывшим теплоносителем на выходе из радиатора. Это техническое решение позволило снизить разницу температуры между отдельными соседними в ряду приборами отопления. Подобная конфигурация отопления обычно применяется в системах закрытого типа с принудительной циркуляцией.

Схемы обвязки радиатора с байпасом

Современные отопительные системы в подавляющем большинстве оборудуются по закрытому типу, с принудительной циркуляцией. В случае использования однотрубной схемы в качестве основной рабочей обвязка приборов отопления обычно производится с сооружением байпаса.

Схемы обвязки радиатора с байпасом
Основные способы обвязки отопительного прибора в однотрубной схеме отопления

Существует 4 типа обвязки радиаторов с байпасом. Они не зависят от пространственного расположения (вертикального или горизонтального) стояков или лежаков системы. Реализуются они посредством изменения диаметра байпаса или установкой регулирующей арматуры.

Вариант 1. В этом варианте обвязки диаметры подводок радиатора и трубопровода байпаса одинаковы.

Байпас без изменения диаметра
Диаметр подводок и байпаса радиатора одинаковы

Регулировка температуры прибора производится регулирующим вентилем на подающем или обратном трубопроводе радиатора.

Вариант 2. Этот способ обвязки отличается от предыдущего тем, что на линии байпаса устанавливается регулирующий вентиль. Он позволяет осуществлять дополнительную регулировку величины расхода через байпас, направлять большее количество горячей воды через радиатор.

 Стоит отметить, что управляющие компании в централизованных системах отопления запрещают устанавливать запорно-регулирующую арматуру на перемычках, так как она ограничивает подачу теплоносителя в радиаторы, расположенные далее по ряду в помещениях других собственников.

Вариант 3. Эта конфигурация подключения радиаторов выполняется обычно в кольцевых системах. Основной трубопровод здесь имеет большое сечение, массовый расход теплоносителя увеличен. Разница температур между радиаторами минимальна за счет большого расхода теплоносителя в единицу времени.

Подключение радиатора к трубопроводу увеличенного диаметра
Подключение радиатора к однотрубной кольцевой схеме

Работа такой системы требует установки циркуляционного насоса повышенной мощности. Кроме того, увеличивается итоговая стоимость материалов и работ за счет увеличения диаметра основного трубопровода.

Вариант 4. Этот тип обвязки пользуется наибольшей популярностью при строительстве однотрубных систем водяного отопления.

Байпас с уменьшенным диаметром
Диаметр перемычки (байпаса) уменьшен относительно диаметра подводок радиатора

Диаметр байпаса здесь уменьшен на 1 типоразмер по отношению к трубопроводам подключения отопительных приборов. Это решение позволяет не устанавливать на байпас (перемычку) регулирующую арматуру, расход теплоносителя снижается искусственно, за счет снижения проходного сечения трубопровода.

Отсутствие арматуры на байпасах позволяет сэкономить некоторые средства, так как стоимость сооружения байпаса сниженного диаметра ниже цены на регулирующие вентили и сопутствующие комплектующие фитинги.

Достоинства и недостатки однотрубной системы отопления

Трудно сказать, какими весомыми достоинствами обладает однотрубная схема водяного отопления. Часто заявляется об уменьшенном количестве материалов, требуемых для монтажа. Это утверждение справедливо не во всех случаях.

Экономия материалов достигается при кольцевом виде однотрубной системы отопления. В этой схеме радиаторы располагаются по периметру помещения, подключены все к одному трубопроводу. Выход воды с последнего радиатора подключается непосредственно к котлу. В этом случае отсутствует обратный трубопровод, характерный для двухтрубной и коллекторной схем. Соответственно с количеством материала снижается объем монтажных работ.

Но кольцевая схема актуальна для отопления помещений площадью не более 100 м2, в другом случае температура последних радиаторов будет иметь слишком низкое значение. При обогреве помещений площадью более 100 м2 однотрубная система чаще всего сооружается в несколько веток, подключаемых к коллекторам.  В таком случае об экономии материала говорить не приходится, так как обратный трубопровод прокладывается обычно вдоль подающей трубы и имеет такую же длину.

Кроме возможной экономии материала часто говорится о простоте сооружения и проведения монтажных работ. Следует понимать, что монтажные работы по сборке однотрубной, двухтрубной, коллекторно-лучевой схем отопления зависят в основном от типа применяемого материала и не отличаются по содержанию.

Однотрубная система имеет следующие недостатки:

  1. Разница температуры между отдельными радиаторами;
  2. Трудность балансировки и регулирования, низкая маневренность;
  3. Остановка системы при установке радиаторов без байпаса.

Главный недостаток системы вытекает из ее принципиального устройства – температура каждого последующего радиатора будет снижаться по отношению к предыдущему. Это накладывает ограничения на количество устанавливаемых приборов – при большом их количестве температура последних может быть слишком низкой.

Разница температур частично нивелируется установкой байпаса или увеличением площади теплоотдачи последних в ряду приборов. Эти меры позволяют частично устранить дисбаланс. Но стоит отметить, что увеличение числа секций повышает величину гидравлического сопротивления и может потребоваться более мощный насос.

Трудности регулировки обусловлены, прежде всего, взаимной зависимостью приборов. При изменении расхода теплоносителя через один радиатор или конвектор изменяются расходы всех других приборов. Сбалансировать расходы, настроить необходимую температуру для конкретного помещения порой довольно сложно.

Остановка системы возможна в одном случае – при отсутствии байпаса и отключающей запорной арматуры на радиаторе. При выходе из строя прибора отопления цепь прерывается, отопление придется отключить до устранения неполадки. Наличие байпаса и кранов позволяет снять радиатор, подача теплоносителя при этом будет производиться через перемычку (байпас).

Однотрубная система водяного отопления уступает по качеству и функциональности двум другим схемам – двухтрубной и коллекторной. Тем не менее, благодаря возможной экономии материала, она по-прежнему пользуется популярностью. Кроме того, централизованные системы отопления многоэтажных жилых домов старого фонда сооружены по однотрубного принципу и их переоборудование не планируется.