Расчет однотрубной системы отопления: что учитывать при расчете + практически пример

Комбинация двухтрубного и однотрубного вариантов

В частных двухэтажных (или большей этажности) домах могут применяться как двухтрубные, так и однотрубные вертикальные стояки, вместе с горизонтальной однотрубной разводкой по комнатам при множестве способов подключения отопительных приборов.

Схема однотрубной системы отопления 2-х этажного дома.

Температурный перепад в комнатных радиаторах в этом случае расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄P, где P – число отопительных приборов, соединенных последовательно (в данном случае P=3). По горизонтальной однотрубной магистрали должно протекать жидкости в P раз больше, чем по горизонтальным трубам при двухтрубной разводке. Это потребует увеличения мощности насоса для ее принудительной циркуляции и больших затрат электроэнергии, но гидроустойчивость схемы будет высокой.

Элементы обвязки

Однотрубное подключение радиаторов отопления не требует их обязательной балансировки; однако возможность отключения отдельных приборов и регулировки их теплоотдачи лучше предусмотреть.

Оптимальный набор запорно-регулирующей арматуры таков:

• на обратной подводке монтируется шаровый вентиль;
• подающая подводка снабжается дросселем или термостатической головкой. Дроссель позволяет регулировать теплоотдачу вручную; термоголовка автоматизирует регулировку, поддерживая постоянную температуру в помещении;
• если радиатор расположен выше розлива, в одной из его верхних пробок устанавливается воздушник — кран Маевского.

Кран Маевского позволит стравить воздух после сброса контура.

Расчет теплопотерь и котла для отопления дома онлайн

С помощью нашего калькулятора расчета отопления для частного дома вы сможете с легкостью узнать необходимую мощность котла для обогрева вашего уютного “гнездышка”.

Как вы помните, для того чтобы рассчитать показатель теплопотерь, необходимо знать несколько значений основных компонентов дома, на которые в сумме приходится более 90% от общих потерь. Для вашего удобства мы добавили в калькулятор только те поля, которые вы можете заполнить без специальных знаний:

• остекление;
• теплоизоляция;
• соотношение площади окон и пола;
• температура снаружи помещения;
• число стен выходящих наружу;
• какое помещение над рассчитываемым;
• высота помещения;
• площадь помещения.

После того, как вы получите значение теплопотерь дома, для вычисления необходимой мощности котла берется поправочный коэффициент запаса равный 1.2.

Порядок работы на калькуляторе

Помните, что чем толще остекление и качественнее теплоизоляция, тем меньшей мощности отопление потребуется.

Для получения результатов необходимо ответить себе на следующие вопросы:

1. Выберите один из предложенных типов остекления (тройной или двойной стеклопакет, обычное двухкамерное стекло).
2. Как утеплены ваши стены? Добротное толстое утепление из пары слоев минеральной ваты, пенопласта, ЭППС для севера и Сибири. Может быть, живете в Центральной России и вам хватит одного слоя утеплителя. Или вы из тех, кто строит дом в южных регионах и ему подойдет двойной пустотелый кирпич.
3. Какое у вас соотношение площади окон к полам, в %. Если вы не знаете это значение, то оно рассчитывается очень просто: делите площадь полов на площадь окон и умножайте на 100%.
4. Укажите минимальную температуру в зимний период за пару сезонов и округляйте в большую сторону. Не нужно использовать среднюю температуру по зимам, иначе вы рискуете получить котел меньшей мощности, и дом будет недостаточно отапливаться.
5. Рассчитываем для всего дома или только для одной стены?
6. Что находится над нашим помещением. Если у вас одноэтажный дом, выберите тип чердака (холодный или теплый), если второй этаж, то обогреваемое помещение.
7. Высота потолков и площадь помещения, необходимы для расчета объема квартиры, который в свою очередь, является основой для всех вычислений.

Пример расчетов:

• одноэтажный дом в Калининградской области;
• длина стен 15 и 10 м, утеплены одним слоем минеральной ваты;
• высота потолка 3 м;
• 6 окон по 5 м2 из двухкамерного стеклопакета;
• минимальная температура за последние 10 лет – 26 градусов;
• рассчитываем для всех 4 стен;
• сверху теплый отапливаемый чердак;

Площадь нашего дома равна 150 м2, а площадь окон 30 м2. 30/150*100=20% соотношение между окнами и полом.

Все остальное нам известно, выбираем соответствующие поля в калькуляторе и получаем, что наш дом будет терять 26.79 кВт тепла.

26,79*1.2=32.15 кВт – необходимая теплопроизводительность котла.

Алгоритм монтажа однотрубной системы

Работу по сборке однотрубной системы начинают от котла. Вот простой алгоритм сборки.

Иллюстрация	Описание действия
	Как видите на схеме, такая система подразумевает контур, состоящий из одной трубы для теплоносителя
	Котёл, расширительный бак и насос обычно устанавливают в одном месте для простоты обслуживания. Перед расширительным бачком ставят запорный кран, чтобы при необходимости можно было снять этот прибор для чистки и обслуживания
	Кран для заливки теплоносителя в систему тоже лучше расположить в контрольной группе
	Насос можно установить в любом месте системы, но лучше это сделать в котельной, где вам не будет мешать шум прибора, причём на выходе, где температура теплоносителя будет ниже
	Чтобы из-за движения теплоносителя трубы не вибрировали, на протяжённых участках обязательно устанавливают фиксирующие клеммы
	Самым эффективным вариантом считается диагональное подключение, при котором вход и выход расположены на противоположных сторонах радиатора. Помните, что в этой системе все радиаторы нужно расположить на одной высоте. При отсутствии насоса уклон должен быть не меньше 1%, то есть, на каждый погонный метр труб – 1 см
	В местах, где расположены дверные проёмы, труба опускается под пол

О распространённых ошибках, совершаемых при монтаже такой системы – в этом видеоматериале:

Watch this video on YouTube

Когда система собрана, нужно заполнить её водой и проверить под давлением. Этот процесс называется опрессовкой. Так вы увидите, есть ли места протечек.

Разновидности одноконтурных схем

С вертикальной системой разводки

В этом случае теплоноситель, разогретый котлом, по вертикально установленному стояку поднимается к самой верхней точке отопительной сети (на чердак либо под потолок верхнего этажа), откуда после этого стекает вниз, попутно нагревая расположенные на каждом этаже дома батареи.

работы и Особенности конструирования вертикальных контуров отопления пребывают в следующем:

• перемещение теплоносителя может обеспечиваться естественным методом, без применения электрического оборудования,
• все участки труб должны быть проложены с маленьким уклоном в сторону котла, дабы расширить интенсивность циркуляции воды и избежать образования воздушных пробок,
• трубы сложно прятать в стенках, поскольку в этом случае вы вряд ли сможете соблюсти уклон,
• система работает полностью самостоятельно, исходя из этого кроме того при аварийного прекращения подачи электричества без тепла вы не останетесь.

С горизонтальной системой разводки

Тут вертикальный стояк не монтируется. Магистральный трубопровод проводится на протяжении пола или под ним. Если вы решили замаскировать трубы в цементной стяжке, позаботьтесь об их теплоизоляции, в противном случае не избежать достаточно больших потерь тепла.

Помимо этого, нужно и в этом случае выполнять уклон:

• во-первых, сеть отопления сможет работать (хоть и менее действенно) при отключении электричества,
• во-вторых, при заполнении труб жидкостью вы избежите образования воздушных пробок.

Элементы системы с принудительной циркуляцией

Принудительная циркуляция — процесс, требующий установки не только насоса, но и других обязательных элементов.

• К ним относятся:
• расширительный бак для компенсации объема теплоносителя при изменении температуры;
• группа безопасности, включающая манометр, термометр, предохранительный клапан;
• радиаторы, подключенные по одной из схем разводок;
• краны Маевского или сепаратор воздуха;
• обратный клапан;
• краны заполнения и слива системы;
• фильтр грубой очистки.

Кроме того, при использовании в качестве нагревателя твердотопливного котла, без функции автоматической загрузки топлива, рекомендуется включить в систему теплоаккумулятор — накопительный бак нужного объема. Это позволит выровнять температуру теплоносителя и избежать ее суточных колебаний.

Общие сведения об однотрубных схемах отопления

Основные сферы применения однотрубных схем – разные по этажности дома с небольшим количеством радиаторов в одном контуре. Например, в высотках от стояка отходят не более трёх радиаторов на этаж. В частном секторе такие системы наиболее эффективны в одно- и двухэтажных частных домах с площадью до 150 м2.

Достоинства и отрицательные стороны

Правильно подобрать систему отопления можно только исходя из условий эксплуатации, учитывая положительные и отрицательные стороны всех типов конструкции.

Преимущества	Недостатки
Экономия материалов и меньшие трудозатраты по сравнению с двухтрубными вариантами	Неравномерность прогрева радиаторов – последние батареи в контуре прогреваются хуже первых, (см. фото под таблицей), так как теплоноситель к ним поступает уже охлаждённым
Компактность – трубы легче скрыть в пол или стены	Сложный гидравлический расчёт, требующий основательного изучения методики проведения
Гидравлическая устойчивость, постоянная теплоотдача элементов	Трудности с обустройством самотёчной схемы подачи теплоносителя (без установки циркуляционного насоса)
Низкая инерционность – для заполнения магистралей требуется меньшее количество теплоносителя, который быстрее прогревается	Сложность балансировки при пусконаладочных работах — даже при точном гидравлическом расчёте иногда приходится донастраивать систему
Допускается монтаж терморегулирующей арматуры на каждый радиатор
Отсекающие краны и байпасы батарей позволяют заменить радиатор без остановки системы
Простая конструкция, доступная для самостоятельного монтажа при имеющемся грамотном гидравлическом расчёте

Охлаждение теплоносителя при движении по однотрубной системе отопления. Минимизировать отрицательные стороны помогает установка в конце контура радиаторов с большим количеством секций, обязательный монтаж байпасов, разделение системы на несколько ветвей.

Особенности конструкции

Главный отличительный признак однотрубных разводок – все батареи в контуре включены последовательно, а отводная труба от предыдущей батареи подключается к входу последующей. После последнего радиатора в контуре теплоноситель возвращается в котёл.

Наглядная схема типичной однотрубной системы отопления.

В более грамотной системе в обвязку каждого радиатора устанавливают перемычку (байпас).

Схема однотрубной системы отопления с байпасом.

Она позволяет:

• балансировать систему, добиваясь примерно равной температуры батарей;
• отключать радиатор при неисправности или аварии;
• регулировать температуру – даже при минимальном открытии крана терморегулятора теплоноситель будет поступать в следующий конвектор.

Системы отопления классифицируют по нескольким признакам:

• контакту теплоносителя и воздуха помещений – открытые и закрытые;
• способу организации циркуляции теплоносителя – естественный, принудительный, комбинированный;
• виду подводки теплоносителя к радиаторам – верхняя или нижняя;
• компоновке – горизонтальная или вертикальная.

Каждый из признаков и их комбинации влияют на эффективность отопления в конкретных условиях эксплуатации.

Плюсы и минусы однотрубных систем

В однотрубной (одноконтурной) схеме все радиаторы крепятся к подающей линии. Вода протекает последовательно через каждый из них и возвращается в котел. Входные патрубки батарей присоединяются к трубе с горячим теплоносителем, а выходные – к обратке.

Однотрубная конструкция обладает своими преимуществами: 

• Простотой – не нужно мастерить сложные контуры, вместо обратки достаточно проложить трубу от последнего радиатора до котла.
• Гидродинамической устойчивостью – благодаря своей простоте, такая теплосистема работает стабильно.

Есть у нее и недостаток – неравномерный нагрев батарей. Его можно нивелировать установкой запорно–регулировочной арматуры. Помогут выровнять нагрев байпасы – перемычки между трубами. Они формируют обходные пути для жидкости, которая быстрее достигает конечной точки. Теплоноситель не успевает остыть, а разница температур в отопителях уменьшается. Конструкция с байпасами «ленинградка» – наиболее популярный вариант одноконтурной схемы.

Где применяется однотрубная система

Однотрубные конструкции устанавливают в частных домах, загородных дачах, небольших нежилых зданиях. Монтировать их в домах площадью свыше 150 кв. м не рекомендуется – батареи будут работать нестабильно.

В одноконтурную схему входят:

• Котел или бойлер для нагрева носителя.
• Магистральный трубопровод, который питает отопительные приборы.
• Расширительный бак для жидкости.
• Радиаторы из алюминия, биметалла, чугуна или стали.
• Циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя. Система, включающая такое оборудование, называется принудительной.
• Предохранительная группа – реле, аварийный клапан и воздухоотводчик. Ставятся в закрытых системах для контроля и регулировки давления.

Сложность монтажа одноконтурной схемы

В монтаже эта система выигрывает у более сложных конструкций. Ее часто ставят собственными руками. Достаточно установить котел или бойлер, протянуть отопительную линию, присоединить к ней радиаторы и организовать обратный отток. Обязательно монтируются расширительный бак и запорно-регулировочная арматура.

В принудительную систему добавляются насос, реле и устройства для контроля давления. Для ее бесперебойного функционирования понадобится генератор или другой резервный источник электричества. Иначе при перебоях с электроэнергией насосное оборудование выключится и трубы остынут.

Первоначальные вложения и необходимое оборудование

При установке одноконтурной отопительной конструкции не потребуются трубы и соединительная арматура для обратного контура. Это позволит сэкономить.

Понадобятся котел, трубы, расширительный бак и радиаторы. Для принудительной системы дополнительно нужны насос и устройства для контроля и сброса давления.

Регулировка одноконтурной системы

Регулировка системы проводится кранами, установленными на батареях. Эти устройства меняют количество теплоносителя, протекающего через корпус в единицу времени, и таким образом понижают или повышают температуру в помещении.

Можно поставить автоматические терморегуляторы и задать нужный температурный режим. Тогда техника все будет делать сама. Для предотвращения завоздушивания ставятся воздухотводчики Маевского. Лучше выбирать модели, удаляющие воздух в автоматическом режиме.

Затраты на обслуживание однотрубной схемы отопления

Обслуживание такой системы обойдется недорого, особенно, если в качестве теплоносителя использовать воду. В домах с непостоянным проживанием в трубы заливают незамерзающую жидкость. В таком случае эксплуатационные расходы возрастают.

Однотрубные системы не теряют своей популярности. Многие владельцы частных домов предпочитают такую конструкцию за ее простоту и малую затратность.

Радиаторы ТЕПЛОПРИБОР

Гарантия
до 15 лет

Мощность
до 191 Вт

Срок службы
от 25 лет

Смотреть видео

Смотреть видео

x

Двухтрубный контур в квартире многоэтажки

Чтобы правильно сделать отопление в квартире многоэтажного дома нужно изначально все спланировать. Одним из ключевых моментов при планировании является расчет диаметра трубы для отопления. Техническая часть дела называется гидравлическим расчетом. При этом на выбор диаметра труб для отопления влияют следующие факторы:

• протяженность системы;
• температура теплоносителя на подаче;
• температура теплоносителя на обратке;
• материалы и фурнитуры;
• площадь помещения;
• степень утомлённости помещения.

Иными словами, перед тем как рассчитать диаметр трубы для отопления, нужно определить гидравлические показатели системы. Самостоятельно можно провести только приблизительные расчеты, которые также могут быть использованы на практике.

Герметичная двухтрубная система

От диаметра труб для двухтрубной системы отопления напрямую зависит, насколько быстро тепло от котла будет достигать конечной точки контура. Чем меньше условный проход, тем скорость теплоносителя выше. Исходя из этого, можно сделать вывод, что при неправильном выборе диаметра трубы отопления в квартире в большую сторону, скорость теплоносителя упадет, а вместе с ней будет ниже температура в последнем радиаторе. Ведь вода за большее количество времени успеет отдать большее количество тепла.

Самым простым решением как рассчитать диаметр трубы для отопления это придерживаться такого же условного прохода, как и в патрубке, отходящего в вашу квартиру от центрального стояка. Это сэкономит вам время и нервы, ведь застройщиком неслучайно был установлен контур именно с таким сечением. Перед тем как объект начали строить были проведены все расчеты, гидравлический в том числе. Если есть желание посчитать все по формуле, то используйте информацию из следующего блока.

Преимущества и недостатки однотрубных систем отопления

Частое использование однотрубных систем при устройстве отопления можно объяснить наличием таким преимуществ:

• экономия при покупке комплектующих и материалов. Для однотрубной разводки нужно примерно на 30-40% меньше длины труб по сравнению с двухтрубной системой;
• простота монтажа. Для оборудования такой системы не требуется специальных навыков, справиться с монтажными работами можно без помощи строительной бригады. Временные затраты на установку также будут минимальными.
• долговечность и надежность. Простота схемы однотрубного отопления объясняет отсутствие проблем, связанных с регулировкой и настройкой системы в процессе эксплуатации.
• эстетичность. Магистральную трубу спрятать достаточно просто — в напольное покрытие или под плинтус, так как она в большинстве случаев будет проходить вдоль пола. Перед укрытием трубы необходимо позаботиться о её теплоизоляции.

Использование системы с принудительной циркуляцией имеет и некоторые негативные моменты:

• отсутствие равенства температур воды во всех участках контура. Температура радиатора, находящегося ближе к котлу, будет более высокой, чем температура каждого последующего сегмента в цепи. Радиатор, находящийся ближе всего к котлу с обратной стороны, в итоге, будет самым холодным.
• невозможность врезки в однотрубную систему контура «теплого пола».

Подвод труб к батарее в однотрубной системе легко спрятать в пол или стену, чтобы помещение выглядело эстетично

Особенности расчета сечения металлических труб

Для больших отопительных систем с трубами из металлов необходимо учитывать потери тепла через стенки. Потери не так и велики, но при большой протяженности могут привести к тому, что на последних радиаторах температура будет совсем низкой из-за неправильного выбора диаметра.

q = k*3.14*(tв-tп)

q — тепловые потери метра трубы,

tв — температура воды в трубе — 80°С;

tп — температура воздуха в помещении — 22°С.

q = 0,272*3,15*(80-22)=49 Вт/с

Получается, что на каждом метре теряется почти 50 Вт тепла. Если протяженность значительная, это может стать критическим. Понятно, что чем больше сечение, тем больше будут потери. Если нужно учесть и эти потери, то при расчете потерь к снижению тепловой нагрузки на радиаторе добавляют потери на трубопроводе, а затем, по суммарному значению находят требуемый диаметр.

Определение диаметра труб системы отопления — непростая задача

Но для систем индивидуального отопления эти значения обычно некритичны. Тем более что при расчете теплопотерь и мощности оборудования, чаще всего округление расчетных величин делают в сторону увеличения. Это дает определенный запас, который позволяет не делать столь сложных расчетов.