Все системы водяного отопления можно условно разделить на двухтрубные (радиаторы подключены параллельно) и однотрубные (радиаторы располагаются последовательно). При этом у каждого вида есть свои достоинства и недостатки. Для частных домов и квартир, где отопление устраивается самостоятельно, обычно предпочитают однотрубный вариант в наиболее удачном его виде – так называемую «ленинградку».

Основные характеристики:

• наличие одной магистральной трубы;
• подключение всех радиаторов последовательно;
• обязательное наличие байпаса (перемычки) под радиатором для более равномерного распределения температуры в системе;
• возможность выбора горизонтальной или вертикальной схемы;
• принудительный или естественный характер циркуляции теплоносителя.

Ниже представлена типовая схема однотрубного отопления «ленинградка».

Отличие от обычной однотрубной схемы

По сути дела, можно было бы считать «ленинградку» стандартной однотрубной отопительной системой, если бы не одно «но» – перемычки под радиаторами. Рассмотрим схемы ленинградской и типовой однотрубной отопительных систем.

Хорошо видно, что в обычном варианте нагретый теплоноситель проходит через радиатор и отдает следующему тепло в той мере, в какой оно осталось после нагрева предыдущей батареи. В «ленинградке» ситуация немного другая. Нагретая вода идет через радиатор и через перемычку, то есть в следующую батарею она попадает чуть теплее, чем если пройдет только через радиатор – этот эффект возникает за счет смешивания жидкости в отрезке трубы, идущим от перемычки к последующему элементу системы. Схема в обоих случаях показана на шести составляющих, и разница на последнем составляет всего пять градусов, но даже это различие стоит дополнительных усилий и затрат по созданию байпасов.

Принципы работы ленинградской системы отопления

Данный тип обогрева дома или квартиры можно организовать двумя способами – с самоточной или принудительной циркуляцией. В первом случае вода движется самостоятельно, во втором – под влияем нагнетающего насоса.

Обязательные элементы

Нагревательный котел. Может быть твердотопливным (дровяным, угольным, паллетным), жидкотопливным (дизельным, мазутным), газовым, комбинированным, электрическим. В нем теплоноситель (техническая вода или, реже, пар) нагревается в замкнутом сосуде до требуемой температуры и подается в систему отопления. Может поставлять воду только в отопительные приборы или также в точки водозабора – раковина, душ, ванная и так далее. Основными характеристиками считаются номинальная мощность, КПД (коэффициент полезного действия), применяемый теплоноситель, его рабочее давление и допустимый диапазон температур, гидравлическое сопротивление в котле.

Трубы. Выбираются с учетом рабочей температуры котла (максимальной). Применяют металлические (черный металл, нержавеющая сталь, медь) и пластиковые (армированный полипропилен, сшитый полиэтилен, металлопласт) трубы с диаметром 5…20 мм.

Радиаторы. Применяются чугунные, алюминиевые, стальные, биметаллические батареи с разным количеством секций, высотой и шириной в зависимости от размера отапливаемого помещения, требуемой эффективности и других параметров системы отопления.

Краны и запорная арматура. Позволяют подключать радиаторы и отдельные участки коммуникаций. Выбираются в соответствии с принятым типом труб и батарей. В предложенной схеме присутствуют шаровые и игольчатые краны, сливной кран для удаление теплоносителя их коммуникаций при ремонте или консервации.

Терморегуляторы. Устройства, рассчитанные на снижение температуры на отдельных участках системы путем уменьшения просвета подающей трубы. Бывают механические, электронные и полуэлектронные, с выносными датчиками температуры и без, с ручным управлением или программируемые.

Накопительный (аккумулирующий) бак. Это устройство накапливает избытки тепла, производимые котлом, для дальнейшего «сброса» его в отопительную систему и увеличения эффективности ее работы. Дополнительно бак защищает коммуникации от перегрева, увеличивает КПД, уменьшает время начального разогрева. Может быть открытого и закрытого типа.

Циркуляционный насос (только в схемах с принудительной циркуляцией). Применяется для ускорения и равномерности течения теплоносителя по коммуникациям, упрощает проектирование отопления.

Нюансы прокладки: уклоны и расстояния

Схема отопления ленинградка с принудительной или естественной циркуляцией требует внимательного отношения к уклону подающих и отводящих труб. Для принудительной циркуляции возможные ошибки частично нивелируются создаваемым насосом давлением. Если же используется естественное, то есть под действием гравитации, течение жидкости, необходимо:

• учитывать обязательный уклон в 3…5 градусов для подачи и 4..7 для «обратки»;
• правильно подбирать диаметр труб для создания достаточного напора;
• уменьшать количество запорной и регулирующей арматуры в схеме.

Котел в гравитационной схеме должен быть расположен выше, чем радиаторы.

Вертикальная и горизонтальная схема разводки

В водяной системе отопления «ленинградка» в частном доме с двумя этажами можно использовать как горизонтальную, так и вертикальную схему прокладки коммуникаций. В одноэтажном – только горизонтальную.

Для вертикального варианта последовательно соединяются радиаторы, расположенные в находящихся друг над другом помещениях – верхний с нижним. Ветка идет по верхнему этажу с ответвлениями к каждой паре.

В горизонтальном типе все батареи располагаются на одной условно горизонтальной линии (с учетом обязательного уклона), то есть разводка идет от отопительного котла через все помещения этажа по кругу. К каждому этажу в этом случае прокладывается своя ветка.

Подключение радиаторов

В однотрубной схеме батареи в помещениях могут подключаться к трубопроводу двумя способами: снизу или сверху вниз (диагональный).

Как видно из иллюстрации, в первом случае нагретый теплоноситель подается через верхнюю часть радиатора и сливается из нижней. В этом случае тепло равномерно распределяется по секциям, увеличивается теплоотдача прибора. Во втором – теплоноситель и приходит, и уходит через нижнюю часть. Распределение тепла идет только за счет естественного расширения более нагретой жидкости.

На фото ниже показан один из наиболее удачных вариантов подключения – диагональный – с установкой шаровых кранов на входе и выходе из радиатора (показаны синими стрелками). Зеленым показано положение игольчатого крана на байпасе.

Плюсы и минусы отопления по схеме «ленинградка» в частном доме или квартире

Учитывая перечисленные особенности данного варианта водяного отопления, можно назвать основные достоинства и недостатки выбранного варианта.

Плюсы:

• одна из самых простых и надежных схем, может быть смонтирована в здании из любых материалов;
• экономичный монтаж – расходы на батареи, трубы и арматуру на 20…45% ниже, чем в случае с двухтрубной схемой;
• может быть использована в одноэтажных и двухэтажных постройках;
• при установке на байпасе игольчатого регулятора можно регулировать температуру в каждом отдельном элементе системы, наличие шаровых кранов позволяет отключить любой из элементов для ремонта или в случае ненадобности, но эта регулировка весьма относительна.

Минусы ленинградского варианта:

• неравномерность нагрева радиаторов из-за последовательно подключенных радиаторов. Даже попытки регулировки описанным выше (с помощью игольчатых кранов) способом не решают проблему полностью;
• сравнительно большой диаметр труб – от 1 дюйма и необходимость уменьшения диаметров патрубков для создания нужного напора;
• стабильность работы только при наличии циркуляционного насоса;
• необходимость постоянного и качественного энергоснабжения в здании для поддержания в работоспособном состоянии схемы с принудительной циркуляцией;
• к этой системе, как и к любой однотрубной, нельзя подключить дополнительно отопление «теплый пол».

Тонкости монтажа и описание частых ошибок

В схеме системы отопления «ленинградка» есть ряд «узких мест», которым надо уделить максимум внимания для эффективной работы системы.

Положение накопительного бака. В двухэтажном доме этот элемент может быть расположен только на чердаке. При этом для закрытых котлов чердак может быть и не отапливаемым, для баков открытого типа обязательно утепление и обогрев помещения.

Соответственно электрокотел или другой тип оборудования для нагрева теплоносителя должен быть внизу, в подвале или котельной на первом этаже.

Количество радиаторов. Лучше всего вариант работает в небольших зданиях, куда требуется 5…6 радиаторов. Уже на шестом радиаторе при температуре подачи 80 градусов нагрев составит только 45 градусов, седьмой-восьмой работать практически не будут.

Выбор труб. В целях экономии для ленинградской схемы часто выбирают металлические трубы, причем не стальные нержавеющие или медные, а из черных сплавов. Стоит заметить, что для северных районов РФ полипропиленовые или из сшитого полиэтилена трубы не подходят вовсе: здесь температура носителя в морозы может достигать температуры плавления пластика (95 градусов Цельсия).

Для естественной циркуляции важно правильно подобрать сечение трубы – оно должно составлять не менее 1 дюйма (номинальный внутренний диаметр), а также уменьшить количество вентилей и кранов в коммуникации. В такой схеме наиболее уместен расширительный бак открытого типа с разгонным коллектором, размещенный выше уровня радиаторов.

Для баков закрытого типа обязательно монтируется «группа безопасности». Это манометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик. В противном случае при заметном увеличении давления в котле и расширительном баке возможно повреждение оборудования.

Примерный расчет ленинградской схемы отопления

На примере расчета несложно будет убедиться – проектировать данную систему действительно несложно.

Основные данные для расчета:

• площадь здания/квартиры с разбивкой по отдельным помещениям;
• высота потолков;
• информация о направленности внешних стен помещений по сторонам света и количество таких стен;
• количество, тип и размер окон и дверей.

Необходимая мощность отопления рассчитывается с помощью онлайн-калькулятора для высоты потолков 2,5 м и наружной температуры -15 градусов Цельсия. Считаем, что теплоизоляция стен хорошая, над помещениями находится теплый чердак.

При настолько низких потребностях в отоплении количество радиаторов для каждого из помещений (кроме технического) принимаем по одному, количество секций биметаллических радиаторов определяем с помощью онлайн-калькулятора.

Для санузла потребуется 4 секции, для спальни 8, для гостиной-кухни 16. Учитывая, что в гостиной два окна, разумно разделить обогрев на два радиатора – под каждым окном распределить по одной батарее из 8 секций.

Важно: данный расчет дает приближенное и, с большой долей вероятности, заниженное значение необходимой мощности нагревательных приборов. Целесообразно увеличить цифры на 10…15%.

Таким образом, можно считать, что в санузле будет нужно 5 секций, в спальне и кухне-гостиной – по 9 вместо 8. Однако радиаторы обычно выпускаются с четным количеством секций, поэтому принимаем 6 для санузла, 8 для спальни, 8 и 10 для кухни-гостиной.

Далее необходимо определить общий объем теплоносителя. Для этого необходимо знать внутренний объем каждого радиатора, котла и труб. Без точного плана прокладки коммуникаций и знания паспортных данных моделей батарей и котла выполнить этот расчет нельзя. Сюда же добавляется объем расширительного котла, примерно 15% от общего объема теплоносителя в системе. Принимая данные усредненно, можно считать, что электрокотел с мощностью 6 кВт имеет примерный объем 7…10 л, общий объем радиаторов из расчета 0,39 л на одну секцию 13,5 л. Добавляем сюда же внутренний объем труб и расширительного бака – получаем примерно 35…45 литров теплоносителя.

Заключение

Как видно из приведенной информации, проектирование и расчет системы отопления «ленинградка» не представляет особых затруднений для человека, имеющего базовые знания и навыки.