Однотрубная система отопления Ленинградка: схемы и принцип организации

Для обогрева небольшого жилого помещения или двухэтажного частого дома необязательно использовать сложные дорогостоящие технологии. Известная еще со времен Советского Союза система отопления «Ленинградка» сегодня эффективно применяется для обеспечения теплом небольших жилых сооружений.

Содержание статьи:

• Принцип действия схемы отопления «Ленинградка»
• Обзор основных схем «Ленинградки»
  • Особенности горизонтальных схем
  • Применение вертикальных схем
  • Сравнение самотека и насосных систем
• Особенности монтажа обогревательной системы
  • Подготовительные работы помещения
  • Выбор радиаторов и труб
  • Соединение обогревательных элементов и труб
  • Особенности сварочных работ
  • Заключительные моменты работ
  • Особенности реализации вертикальной схемы
• Преимущества и недостатки системы
• Видео о схемах системы «Ленинградка»

Принцип действия схемы отопления «Ленинградка»

Появление современного обогревательного оборудования, новых технологий позволило усовершенствовать «Ленинградку», сделать ее управляемой и увеличить функциональные возможности.

Классическая «Ленинградка» представляет собой систему обогревательных приборов (радиаторов, конвертеров, панелей), соединенных единым трубопроводом. По этой системе свободно циркулирует теплоноситель — вода или смесь антифриза. В качестве источника тепла выступает котел. Радиаторы устанавливают по периметру жилья вдоль стен.

На рисунке показана реализация закрытой схемы «Ленинградки» с верхним подводом трубы и принудительной циркуляцией. Один трубопровод соединяет котел, радиаторные батареи, по нему происходит движение теплоносителя, его направленность указана стрелками. Красным цветом обозначен трубопровод, отдающий тепло, синим — труба, по которой движется охлажденный теплоноситель

Систему отопления, в зависимости от расположения трубопровода, делят на два вида:

• горизонтальную;
• вертикальную.

Трубопровод системы может располагаться снизу, сверху и диагонально. Верхнее расположение труб считается наиболее эффективным в плане теплоотдачи, в то время, как нижние трубы проще монтировать.

При нижнем подключении приборов отопления к отопительной магистрали необходимо предусмотреть сужение труб на участке, необходимое для направления теплоносителя в радиатор

Циркуляция теплоносителя может происходить принудительно (с помощью циркуляционного насоса) или естественно. Также система может быть закрытого или открытого типа. Об особенностях каждого вида системы расскажем в следующем разделе.

Именуемая «Ленинградкой» однотрубная система отопления подходит для одно-, двухэтажных жилых построек небольшой площади, оптимальное количество радиаторов – до 5 штук. При использовании 6-7 батарей необходимо произвести скрупулезные расчеты конструкции. При наличии от 8 радиаторов система может быть недостаточно эффективной, а ее установка и доработка — неоправданно дорогостоящей.

Диагональный вариант подключения в однотрубной схеме хоть и позволяет увеличить теплоотдачу системы на 10 — 12 %, но не избавляет от «перекоса» в температурном режиме между первыми от котла и крайними батареями

Обзор основных схем «Ленинградки»

Каждая из схем отопления ленинградки имеет свои особенности практической реализации, преимущества и недостатки, с которыми ознакомимся ниже.

Особенности горизонтальных схем

В одноэтажных частных домах или помещениях небольшой площади обычно устанавливают «Ленинградку» по горизонтальной схеме. При практической реализации горизонтальных схем следует учитывать, что все обогревательные элементы (батареи) располагаются на одном уровне, а их установка происходит вдоль стен по периметру обустраиваемого помещения.

Рассмотрим простейшую классическую горизонтальную схему открытого типа с принудительной циркуляцией.

На горизонтальной схеме «Ленинградки»: 1 — котел; 2 — патрубок; 3 — бачок; 4 — циркуляционный насос; 5 — сливной шаровой кран; 6 — разгонный коллектор; 7 — кран Маевского; 8 — радиаторы; 9 — отводящий трубопровод; 10 — канализация; 11 — шаровой кран; 12 — фильтр; 14 — подающий трубопровод. Стрелками показано направление, согласно которому происходит движение теплоносителя

Из схемы видно, что система состоит из:

• обогревательного котла, который подключен к системе подачи воды и к канализационным сетям;
• расширительного бачка с патрубком – благодаря наличию данного бачка система называется открытой. К нему подсоединен патрубок, из которого выходят излишки воды при заполнении контура, и воздух, который может появляться при закипании жидкости в котле;
• циркуляционного насоса, который встроен на обратном трубопроводе. Он обеспечивает циркуляцию воды по контуру;
• трубопровода подачи горячей воды и трубопровода отвода охлажденного теплоносителя;
• радиаторов с установленными кранами Маевского, через которые происходит спуск воздуха;
• фильтра, через который проходит вода перед поступлением в котел;
• двух шаровых кранов — при открытии одного из них система начинает заполняться теплоносителем-водой вплоть до патрубка. Второй является секретным, с его помощью происходит слив воды из системы прямиком в канализацию.

Батареи на схеме подключены трубопроводом снизу, но можно организовать диагональное подключение, которое по теплоотдаче считается более эффективным.

Данная схема иллюстрирует принцип диагонального подключения. Теплоноситель поступает сверху по трубопроводу,  подсоединенному к верхней части радиатора, а выходит с обратной стороны прибора в нижней части

Вышеприведенная схема имеет существенные недостатки. К примеру, если необходим ремонт или замена радиатора, то придется полностью отключать систему отопления, сливать воду, что в отопительный сезон крайне нежелательно. Также схема не предусматривает возможности регулировать теплоотдачу батарей, уменьшать температуру в помещениях или увеличивать ее. Усовершенствованная схема, приведенная ниже, решает эти задачи.

Главное отличие схемы от предыдущей заключается в том, что на трубопроводы с двух сторон поместили шаровые краны (выделены синим), а в нижнюю трубу внедрили байпасы с игольчатыми клапанами (выделены зеленым)

Шаровые краны, установленные с двух сторон батареи, внедрены для того, чтобы иметь возможность прекратить подачу воды в радиатор. Чтобы демонтировать батарею для ремонта или замены без сброса воды из системы, можно перекрыть шаровые краны. Благодаря наличию байпасов снятие батареи может происходить без отключения системы — вода будет проходить по контуру через нижнюю трубу.

Байпасы позволяют также регулировать величину протока теплоносителя. Если игольчатый клапан полностью закрыт, то радиатор получает и отдает максимальное количество тепла. Если приоткрыть игольчатый вентиль, то часть теплоносителя пройдет по байпасу, а другая часть – через шаровой кран. В этом случае объем теплоносителя, поступающего в радиатор, уменьшится.

Таким образом, регулируя уровень игольчатого вентиля, можно контролировать температуру в том или ином помещении.

Рассмотрим горизонтальную закрытую схему отопления с принудительной циркуляцией.

Закрытая схема отличается наличием замкнутого расширительного бачка и насоса, стимулирующего движение теплоносителя. В схему включают группу безопасности, состоящую из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана

В отличие от открытой схемы, система закрытого типа находится под давлением из-за наличия закрытого расширительного бачка. Также в системе присутствует панель контроля и управления. Она состоит из корпуса, на который устанавливают:

• предохранительный клапан – его выбирают исходя из технических параметров котла, а именно – по предельно допустимому давлению. Если произойдет поломка терморегулятора, то через клапан выйдет лишняя вода, тем самым давление в системе понизится;
• воздухоотводчик – выводит лишний воздух из системы. Если выйдет из строя система терморегуляции, то при закипании жидкости в котле появится лишний воздух, который автоматически выйдет через воздухоотводчик;
• манометр – прибор, который позволяет контролировать и изменять давление в системе. Обычно оптимальное давление составляет 1.5 атмосфер, но показатель может быть иным — обычно он зависит от параметров котла.

Закрытая система считается наиболее современным решением благодаря автоматизации некоторых процессов.

Применение вертикальных схем

Вертикальные схемы установки «Ленинградки» используются в двухэтажных домах небольшой площади. Они по аналогии могут быть открытого или закрытого типа, представлены контурами с принудительной циркуляцией и с самотеком. Системы с циркуляционным насосом мы привели выше. Рассмотрим вертикальную схему с естественной циркуляцией закрытого типа.

На схеме трубопровод располагается вертикально, а подача воды происходит сверху вниз через расширительный бачок

Реализовать схему с естественной циркуляцией довольно сложно. Здесь трубопровод монтируется в верхней части стены под определенным углом по направлению движения воды. Теплоноситель поступает из котла в расширительный бак, откуда под давлением двигается по трубам и радиаторам. Для эффективной работы системы котел должен располагаться ниже уровня установки радиаторов.

В схеме также может быть предусмотрена возможность изъятия радиаторных батарей без остановки системы отопления за счет установки на трубопровод байпасов с игольчатыми клапанами и шаровых кранов.

Сравнение самотека и насосных систем

Бытует мнение, что организация самотечной системы отопления позволяет сэкономить на циркуляционном насосе.

Чтоб организовать естественное движение теплоносителя по контуру, необходимо верно рассчитать углы наклона, диаметр и длину труб, что сделать непросто. Более того, самотечная система способна бесперебойно и эффективно работать исключительно в небольших одноэтажных помещениях, в других домах ее эксплуатация может вызывать ряд проблем.

Еще один недостаток самотека заключается в том, что для его организации требуются трубы диаметром больше, чем при сооружении принудительных контуров отопления. Они стоят дороже и портят интерьер.

На схеме представлена реализация самотека для горизонтальной разводки. Здесь котел располагается ниже уровня радиаторов, теплоноситель поднимается по строго вертикально ориентированной трубе, попадает в расширительный бачок и оттуда, через разгонный коллектор, поступает в радиаторы

В помещении должен быть оборудован подвал для котла, поскольку теплоисточник должен располагаться ниже уровня радиаторов. Также для организации самотека потребуется хорошо обустроенный и утепленный чердак, на котором будет монтироваться расширительный бак.

Проблема любого самотека в двухэтажном доме заключается в том, что на втором этаже батареи греют сильнее, чем на первом. Установка балансировочных кранов и байпасов поможет частично решить эту проблему, но не существенно. Более того, внедрение дополнительного оборудования ведет к подорожанию самой системы, а ее работа может оставаться нестабильной.

Наиболее рациональным решением вопроса разницы в температуре теплоносителя, выходящего из котла и достигающего дальних приборов на первом этаже, является установка радиаторов с увеличенным количеством секций. Увеличение площади теплоотдачи подобным образом позволяет практически уровнять характеристики отопления на разных ярусах системы.

Самотечная «Ленинградка» не подходит для домов мансардного типа, ведь расположить трубу ровно возможно только в доме с полноценной крышей. Также систему нельзя внедрять в случае, если в доме люди живут непостоянно.

Особенности монтажа обогревательной системы

Однотрубная система «Ленинградка» сложна в расчетах и исполнении. Для ее внедрения в дом в качестве эффективной отопительной системы, необходимо предварительно произвести тщательные профессиональные расчеты.

Основные элементы системы «Ленинградка»:

• отопительный котел;
• трубопровод металлический или полипропиленовый (но не металлопластиковый);
• секции радиаторов;
• расширительный бачок (для закрытой системы) или бачок с клапаном (для открытой);
• тройники.

Также может понадобиться циркуляционный насос (для систем с принудительным движением теплоносителя). Для улучшения возможностей системы понадобятся также:

• шаровые краны (на один радиатор приходится 2 шаровых крана);
• байпасы с игольчатым клапаном.

Следует отметить, что главная магистраль системы может быть заточена в плоскость стены или располагаться поверх этой плоскости. Если труба находится в стене, потолке или в полу, то важно обеспечить ее теплоизоляцию любым материалом. Таким образом улучшается теплоотдача труб, а понижение температуры в последних радиаторах будет минимальным.

Магистраль возможно установить поверх стены, избегая штробления, но в этом случае страдает интерьер помещения

Если магистраль устанавливают в плоскость пола, то монтаж самого напольного покрытия производится над трубой. Если трубопровод прокладывается поверх пола, это позволит в будущем сделать некоторые изменения в строительстве системы.

Подающая труба и магистраль обратки схем с естественным движением теплоносителя обычно монтируется под наклоном 2 — 3 мм на погонный метр по направлению движения воды или другого теплоносителя в системе. Обогревательные же элементы устанавливают на одном уровне. В схемах с искусственной циркуляцией в соблюдении уклона нет необходимости.

Подготовительные работы помещения

Если трубопровод будет спрятан в строительные конструкции, то перед монтажом системы делают штробы по периметру в местах, где будут располагаться трубы.

При штроблении в стене образуются микротрещины, сквозные каналы появляются как снаружи, так и изнутри, что ведет к попаданию холодного воздуха снаружи, в результате чего образовывается нежелательный конденсат на трубе. Это ведет к теплопотерям радиаторов, перерасходу газа. Поэтому, во время установки магистрали в стене, полу или под потолком важно утеплить трубу любым теплоизоляционным материалом.

Выбор радиаторов и труб

Полипропиленовые трубы отличаются простотой монтажа, однако не подходят для домов, располагающихся в Северных регионах. Полипропилен плавится при температуре от +95 градусов, поэтому повышается вероятность разрыва трубы при максимальной теплоотдаче котла, поэтому целесообразно использовать исключительно металлические трубы, хотя их установка сопровождается сложностями.

Металлический трубопровод считается наиболее надежным. Он выдерживает высокие температуры теплоносителя, но для его установки необходимы сварочные работы

При выборе диаметра трубы необходимо учитывать количество радиаторов. На 4-5 батарей подойдет магистраль диаметром 25 мм и байпас на 20 мм. Для схемы, состоящей из 6-8 радиаторов, используется магистраль 32 мм и байпас 25 мм.

Если система предполагает самотек, то необходимо выбирать магистраль 40 мм и выше. Чем больше радиаторов задействовано в системе, тем большим должен быть диаметр труб, иначе впоследствии сложно будет сделать балансировку.

Количество секций радиаторов также важно верно рассчитать. Теплоноситель, попадая в первую радиаторную батарею, обладает наибольшим КПД. В ней происходит охлаждение воды минимум на 20 градусов. В итоге на выходе вода с температурой 50 градусов смешивается с веществом с температурой +70 градусов.

В результате во второй радиатор попадет теплоноситель уже с меньшей температурой. Проходя через каждую батарею, температура носителя будет опускаться ниже и ниже.

Чтобы компенсировать теплопотери, обеспечить необходимую теплоотдачу каждой батареи, нужно увеличивать количество секций радиаторов. На первый радиатор нужно учитывать 100% мощности, на второй – 110%, на третий  — 120% и т.д.

Соединение обогревательных элементов и труб

Байпас встраивается в существующую магистраль, изготавливается отдельно с отводами. Расстояние между отводами учитывается с погрешностью 2 мм, чтобы во время сварки угловых вентилей с американкой радиатор поместился.

Допустимый люфт на подтягивании американки обычно составляет 1-2 мм. Если превысить это расстояние, она пойдет под откос и потечет. Чтобы получить точные размеры, нужно вывернуть в радиаторе угловые вентили, замерить расстояние между центрами муфт.

К отводам приваривают или подсоединяют тройники, одно отверстие отводят для байпаса. Второй тройник берется по замеру — измеряют расстояние между центральными осями отводов, учитывая размер посадки байпаса на тройник.

Особенности сварочных работ

При сварке, если трубы металлические, важно избегать внутреннего наплыва. Если в трубе половина диаметра закрыта, то теплоноситель под давлением предпочтет пройти по более просторной магистрали. В результате радиаторы могут не получать достаточное количество тепла.

Если при сварке элементов образовался наплыв, необходимо сразу же переделать работу, приварив элементы заново

При сваривании байпаса и магистральной трубы нужно заранее определить, какой конец нужно приварить первым, поскольку бывают ситуации, когда, приварив один край, со второго между трубой и тройником невозможно вставить паяльник .

После готовности всех элементов радиаторы вешают с помощью угловых вентилей и комбинированных муфт, закладывают в штроб байпас с отводами, замеряют длину отводов, срезают лишнее, снимают комбинированные муфты и приваривают к отводам.

Заключительные моменты работ

Перед запуском системы из трубопровода и радиаторов необходимо устранить воздух с помощью кранов Маевского.

Также после запуска и поверки всех узлов и соединений важно провести балансировку систему – выровнять температуру во всех радиаторах, регулируя игольчатый клапан.

Особенности реализации вертикальной схемы

В вертикальных схемах вода подается сверху по стоякам. Расширительный бак должен располагаться выше уровня радиаторов, а трубопровод обычно монтирую в стене. Также в систему важно внедрить устройство принудительной циркуляции.

Преимущества и недостатки системы

Главные преимущества «Ленинградки» — простота монтажа, высокий КПД, экономия на расходных материалах, монтаже (штроба формируется для одной трубы или не делается вовсе, если выбран открытый тип установки). Благодаря внедрению байпасов, шаровых кранов, контрольной панели, появилась возможность регулировать температурный режим в комнатах без понижения уровня тепла в других помещениях; производить замену, ремонт радиаторов без остановки системы.

Основным недостатком системы является сложность расчетов, необходимость балансировки, которая часто выливается в дополнительные расходы — установку дополнительного оборудования, ремонтные работы и др.

Видео о схемах системы «Ленинградка»

Познавательное видео о схемах реализации системы «Ленинградка»:

Называемая «Ленинградкой» система отопления является бюджетным эффективным решением для обогрева домов небольшой площади.