Система отопления ленинградка: разбираем подключение популярной однотрубной схемы

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».

Конструкция

Самый простой вариант системы состоит из следующих элементов:

• Расширительный бак. Представляет собой резервуар с теплоносителем. Устанавливается выше нагревательных элементов и котла, чтобы обеспечить циркуляцию воды по трубам.
• Котел. Соединяется непосредственно с расширительным баком и верхним контуром. Нагревает теплоноситель.

Схема системы отопления ленинградка

• Верхний контур. Подает горячую воду из котла в бак и нагревательные элементы.
• Нижний контур. Отводит остывший теплоноситель от нагревательных элементов к котлу для последующего прогрева.

Главная особенность «ленинградки» заключается в том, что нагревательные элементы подключены к верхнему контуру не последовательно, а установлены параллельно ему. В этом и заключается основное отличие от обычной однотрубной отопительной системы.

Основные разновидности

Типы выглядят так:

Важно! Также существуют иные типы комбинаций. Они различаются по виду циркуляции и развязке.

Принцип работы

Принцип работы «ленинградки» в общем-то не отличается от такового в любой однотрубной отопительной системе.

Система функционирует следующим образом:

• котел нагревает воду и подает ее частично на верхний контур, а частично – в расширительный бак (туда поступают излишки теплоносителя;
• нагретый теплоноситель легче холодного, поэтому поднимается в батарею, вытесняя холодный вниз;
• в батарее вода отдает свое тепло, и сама вытесняется более горячей, которая только что поступила из котла;
• остывший теплоноситель поступает в нижний контур, который ведет ко входу в котел;
• после поступления холодной воды в котел цикл повторяется.

Способы подключения радиатора к магистрали

Теплоотдача радиаторов зависит от способа их подключения к магистрали.

Существует три основных типа соединения:

• Диагональное;
• Боковое;
• Нижнее.

Рассмотрим особенности каждого из этих способов детальнее.

Диагональное или перекрестное соединение

Диагональное, или перекрестное, подключение является наиболее эффективным. Достигается максимальный прогрев батареи по площади, и практически нет потерь тепла.

По такой схеме подающий трубопровод подводят к верхнему патрубку радиатора, а отводящий соединяют с нижним патрубком, расположенным с противоположной стороны прибора. Для приборов с большим числом секций применяют только диагональный тип подключения.

Боковое или одностороннее подключение

Боковое, или одностороннее, подсоединение позволяет добиться равномерного прогрева всех секций прибора.

Для подключения подающий и отводящий трубопроводы подводят с одной стороны. Чаще всего такое соединение применяют при устройстве отопления с верхней разводкой.

Теплоотдача отопления при боковом подключении радиаторов, с подачей сверху вниз равна 97%. При обратном движении теплоносителя – снизу вверх – этот показатель составляет 78%

Нижнее соединение радиатора с трубопроводом

Нижнее подключение – не самая эффективная схема отопления. Однако устраивается достаточно часто, особенно когда магистральный трубопровод скрывают под полом.

Подводящая и отводящая трубы подводятся к нижним патрубкам, расположенным с разных сторон радиатора.

Показатель теплоотдачи при нижнем подключении радиаторов составляет 88%

Плюсы и минусы системы

К достоинствам «ленинградки» можно отнести:

• Простоту. Несмотря на некоторые усложнения по сравнению с традиционной однотрубной системой, «ленинградка» очень проста. Ее монтаж под силу даже тому, кто не обладает специфическими знаниями и навыками в соответствующей области.
• Экономность. На «ленинградку» тратится на 20 % — 30 % материала меньше. Но тут сразу нужно оговориться – преимущество актуально только в сравнении с двухтрубной системой. Если брать однотрубную, то она окажется даже несколько экономичнее (из-за того, что батареи подключаются последовательно и к ним не делают отводы).
• Возможность тонкой настройки. Если установить на каждый байпас по игольчатому регулятору, появляется возможность регулировать температуру отдельно взятой батареи.
• Простота обслуживания. Если речь идет о традиционной однотрубной системе, для замены батареи ее придется полностью освобождать от воды. В случае с «ленинградкой» это не нужно – достаточно перекрыть байпас. Вода продолжит циркулировать по нижнему контуру. Правда, чтобы появилась такая возможность, нужно оборудовать байпасы кранами.

Мнение эксперта

Гребнев Вадим Савельевич

Монтажник отопительных систем

Еще один плюс – универсальность. «Ленинградку» можно реализовать где угодно: в дачном домике, одно- или двухэтажном коттедже. И даже в городской квартире.

Впрочем, у системы есть и недостатки. Вот основные:

• Неравномерность нагрева радиаторов. Проблему не решает даже игольчатый кран в байпасе. Правда, возникает она не при всех видах подключения. Но об этом – чуть позже.
• Невозможность подключения дополнительного нагревательного оборудования. Например, теплого пола. Но это не недостаток исключительно «ленинградки» — минус характерен для любого однотрубного отопления.
• Необходимость применения труб большого диаметра. Минимальный должен составлять не меньше 2,5 см. Если взять меньше, будет сложно подобрать подходящие байпасы для радиаторов. Из-за этого нередко происходит падение давление в системе. В результате вода не может нормально циркулировать. Проблему решают установкой патрубков меньшего диаметра, которые создают нужный напор.

Диаметр труб

Общий контур, замкнутый на котле, выполняется из трубы большего диаметра – один дюйм или больше. Отводы для подключения радиаторов – ¾ дюйма. Распределение тепла происходит за счет разницы давления в общей трубе и радиаторе, а также конвекции, ведь в радиаторе теплоноситель остывает гораздо быстрее.

Поток воды разделяется надвое между байпасом и радиатором. От того, какое оказывает сопротивление радиатор и байпас, зависят пропорции, в которых горячий теплоноситель попадет в теплообменник или обогнет его по перемычке. Поставленная задача решается как раз подбором диаметра труб. Если основная магистраль выполняется большим диаметром и, соответственно, пропускной способностью, то байпас укладывается тем же меньшим диаметром, что и патрубки к радиатору.

Простой и дешевый вариант, хоть и требует чуть большего времени на монтаж и количество переходников, зато существенно сравнивает температуру по всей протяженности контура.

В случае если по каким-то причинам нельзя проложить трубу единым контуром по всему зданию формируются дополнительные контуры меньшей протяженности. Между контурами также необходимо уравновесить распределение теплоносителя, иначе возможен вариант, когда вся горячая вода попросту будет обходить больший по протяженности контур, ведь у него сопротивление выше.

Решить эту проблему подбором диаметра труб уже не получится. Необходимо использовать игольчатый вентиль, устанавливаемый на обратке меньшего контура.

Выбор типа

Вертикальное подключение

Для начала необходимо определиться с типом «ленинградки». Различия сводятся исключительно к типу подключения батарей.

В зависимости от этого критерия выделяют четыре разновидности системы:

• с нижним подключением;
• с вертикальным подключением;

• с верхним подключением;
• с диагональным подключением.

Нижнее нормально прогревает только половину батареи. Кроме того, при их использовании возможны трудности с циркуляцией теплоносителя. Решаются они подключением электронасоса, который будет прокачивать воду по системе. Но это сводит преимущества «ленинградки» на нет. Ведь насос увеличивает расходы электроэнергии. Да и сам прибор придется покупать.

Оптимальный вариант – вертикальное подключение. Оно обеспечивает равномерное распределение воды в системе, что дает наилучший прогрев радиатора. Похожими характеристиками обладает диагональное подключение.

Верхнее подключение может работать и без насоса. Но при монтаже необходимо правильно определить геометрию труб. Если неверно собрать разгонный участок, с циркуляцией воды тоже будут проблемы. Правильный монтаж требует чуть больше расходников. Это тоже нивелирует преимущества системы перед традиционными вариантами.

Что представляет собой устройство

«Ленинградка» отличается наличием горизонтальной нижней разводки. Отопительные приборы могут быть подключены по обеим сторонам трубопровода.

«Ленинградка» — оптимальное решение при необходимости обогрева небольших домиков

Система лучше всего «ведет себя» с 1-2-этажных постройках. Рекомендованное количество радиаторов – 5.

Плюсы выглядят так:

• возможность одновременного подключения сразу к 2 приборам;
• возможность проложить подающую трубу под проемами дверей;
• эстетический внешний вид;
• экономичность;
• простота монтажа (трудоемкость работ наименьшая).

Не лишена система и недостатков. Главным минусом является сложность демонтажа, если металлические трубы были использованы во время горизонтального отопления.

Материалы

При выборе труб вадно знать кол-во радиаторов

Выбор труб для создания системы зависит от:

• количества радиаторов;

• прогрева системы.

Диаметр трубы должен быть таким, чтобы обеспечить теплоносителем нужное количество батарей. Чем их больше, тем шире должен быть просвет. На 4 радиатора нужно минимум 2,5 см. На 5 – 6 – примерно 2,7 – 2,8 см.

Мнение эксперта

Гребнев Вадим Савельевич

Монтажник отопительных систем

Если в систему не планируется включать насос, то диаметр трубы должен составлять минимум 40 мм.

В зависимости от прогрева выбирают материал трубы. Если вода в системе будет достигать температуры свыше 90о С, лучше использовать сталь. Дело в том, что полипропилен плавится уже при 95о С.

Радиаторы подбирают исходя из эффективности их работы. Они должны обладать максимальной теплоотдачей. Это особенно важно потому, что в последние батареи контура попадает уже слегка остывшая вода. Так что для полной теплоотдачи они должны иметь высокий КПД.

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.

Таблица для расчета одноэтажного дома по предложенной планировке может выглядеть так.

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.

Проведение работ

Когда определились со схемой подключения и выбрали материалы, можно приступать к работам по сборке системы.

Они состоят из следующих этапов (на примере вертикального подключения радиаторов):

1. Подготовка. На этом этапе устанавливают держатели для труб. Если из планируется скрыть в стенах, готовят штробы.
2. Установка котла. Устанавливают нагревательный котел.
3. Прокладка основной магистрали. От котла прокладывают два контура труб: верхний и нижний.

4. В верхнем контуре делаются отводы. Если речь идет о полипропиленовых трубах, то отводы создаются с помощью тройников. Если трубы металлические, то в них проделывают отверстие, куда вваривают байпас меньшего диаметра.
5. При необходимости в байпасы монтируют краны для перекрытия доступа теплоносителя или регулировки температуры батареи.
6. К байпасам подключают радиаторы.
7. К отводу верхнего контура системы подсоединяют расширительный бак.

Все, работы закончены. Можно заполнять систему водой.

Циркуляция теплоносителя

В качестве теплоносителя применяются: вода, спиртовой раствор или антифриз. Движение по трубам предусмотрено как естественное, так и принудительное — с одним или несколькими насосами.

Естественная циркуляция

Самотек обеспечивается свойствами жидкости расширяться при увеличении температуры. В котле горячая вода, так как имеет меньшую плотность, вытесняется холодной наверх, начинается перемещение по системе. Остывая и увеличивая плотность, она стремится в начальную точку, к котлу. Таким образом замыкается контур.

Напор обеспечивается:

1. Разницей температур внутри системы и в помещении. Чем прохладнее в доме, тем быстрее перемещается горячая жидкость.
2. Разницей установки по высоте котла и нижней магистрали с отопительными приборами. Обогреватель стараются всегда располагать ниже (подвал, цокольный этаж), и чем больше перепад высот — от 3 м, тем больше скорость передвижения теплоносителя. В небольших зданиях этим условием пренебрегают за счет правильного подбора размеров элементов конструкции.

Чтобы уменьшить сопротивление труб, горизонтальные участки располагают под уклоном по направлению движения воды. Верхней точкой схемы служит открытый расширительный бак. При правильной сборке возникновение воздушных пробок в батареях исключается, они естественным путем вытесняются в бачок.

На скорость циркуляции влияют:

1. Диаметр труб разводки — изделия подбирают с увеличенным внутренним сечением, чтобы снизить сопротивление при движении жидкости. Имеет ленинградка система отопления диаметры байпаса и патрубков в 2 раза меньше значения внутреннего сечения основного русла.
2. Выбор материала. Лучшим признан трубопровод с полипропиленовой трубой. Пропускная способность синтетики в несколько раз выше по сравнению со стальными изделиями того же диаметра. Объясняется это устойчивостью полипропилена к известковым отложениям и коррозии. Металлопластик применять не рекомендуется.
3. Сложность схемы — определяется количеством стыковок, переходов от одного диаметра труб к другому, радиусом поворотов, типом запорных и регулирующих приборов. Наибольший эффект достигается при линейном размещении отопительных устройств.

При добавлении к основной конструкции дополнительных контуров обязательно учитывается установка игольчатого вентиля. Регулятор сбалансирует поток между разного диаметра трубами полипропиленовыми, отопление станет более равномерным. При циркуляции без насоса время бесперебойной эксплуатации системы из полимерных, оцинкованных труб с биметаллическими отопительными приборами — от 50 лет.

Однако у схемы с самотеком есть свои недостатки:

• нагрев до необходимой температуры в радиаторах занимает несколько часов, так как изначально перемещение охлажденной жидкости по магистрали медленное;
• длина контура имеет ограничение — около 30 м.

Принудительная циркуляция

Для увеличения скорости теплоносителя устанавливают насос. Искусственный разгон жидкости обеспечивает быстрый обогрев даже при небольшом диаметре магистрали, что является востребованным для обогрева двухэтажных домов не выше 30 м.

Искусственное продвижение потока всегда имеет закрытый тип системы, то есть без доступа воздуха. Так как единственным местом взаимодействия с внешней средой в конструкциях является расширительный бак, для закрытого типа его выбирают герметичным.

Стабильное давление определяется типом и мощностью котла, часто норма в границах 1,5 атмосфер. Дополнительным оборудованием, обеспечивающим безопасность работы системы отопления двухэтажного частного дома типа «ленинградка», служат:

1. Манометры — контролируют и регулируют давление внутри контура;
2. Предохранительный клапан — устанавливается на расширительном баке, при излишнем давлении через него автоматически выводятся излишки воды;
3. Воздухоотводчик — также находится на расширительном бачке, служит для извлечения воздуха, который образуется в процессе закипания воды в экстренных ситуациях сбоя системы терморегуляции.

Насос рекомендуется устанавливать в точке самой низкой температуры теплоносителя — на обратном контуре в непосредственной близости от котла. Такое расположение позволяет уменьшить негативное воздействие горячей жидкости на резиновые прокладки прибора и тем самым увеличить срок его безремонтной эксплуатации.

«Ленинградка» с циркуляционным насосом работает от сети переменного тока. Чтобы обеспечить непрерывность функционирования схемы в периоды отключения электроэнергии, устанавливают:

1. Бензогенератор в качестве резервного источника энергии.
2. Байпас, с помощью которого можно будет перевести систему в режим естественной циркуляции. Для этого перед и после насоса устанавливаются перекрывающие вентили, один из которых оснащен фильтром.

Перекрывание теплоносителя также бывает необходимым, когда нужно очистить, заменить фильтр грубой очистки прибора или сам насос, не прерывая движения жидкости по основному руслу.

Нюансы проведения работ

Если в системе отсутствует насос, верхний контур должен располагаться с небольшим наклоном

В ходе работы нужно помнить о следующих особенностях:

• Если используются металлические трубы, при сварке необходим избегать внутренних наплывов. Они уменьшают внутренний просвет и препятствуют нормальному движению теплоносителя. При наличии наплывов система не будет нормально работать.
• После заполнения системы не стоит сразу проводить тестовый запуск. Перед ним нужно подождать 3 – 4 часа и проверить все участки трубы, места ее соединения с радиаторами, котлом, баком. Это позволит своевременно выявить и устранить утечку.
• Перед пробным запуском нужно обязательно устранить из системы воздух с помощью кранов Маевского, расположенных в радиаторах. В противном случае она прогреется только частично (на участке до воздушного пузыря).

Если в системе отсутствует насос, верхний контур должен располагаться с небольшим наклоном (примерно 5 – 10о). Это облегчит ток теплоносителя и предотвратит проблему застоя воды на определенном участке трубы.

Распространенные ошибки при монтаже

Выше изображены «ленинградские» схемы горизонтальных однотрубных этажных контуров с радиаторами, подключенными к общей магистрали двумя тройниками. Через каждый прибор протекает только часть полного объема теплоносителя, циркулирующего по контуру. Можно встретить ошибочное подсоединение без магистральной трубы (см. контур первого этажа на рис. ниже).

Виды подключения радиаторов в горизонтальных однотрубных контурах.

Такой способ подключения радиаторов отопления является предельно дешевым. На каждый радиатор приходится один фитинг для присоединения металлопластиковой трубы Ду20 или Ду25 и отрезок трубы между соседними приборами. Дешевле не придумать. Но расплата за дешевизну – плохая работа половины радиаторов. Первый их них (по ходу движения теплоносителя) нагрет до температуры 55 °С, а последний при N=6-8 нагревается всего до 35 °С, поскольку теплоноситель, проходя через радиаторы, интенсивно остывает в них.

Вопросы и ответы

Имеет ли смысл ставить игольчатый кран для регулировки температуры?

Да, так как первый радиатор часто излишне нагревается. На последнем кран не нужен.

Обязателен ли насос?

При вертикальном подключении – нет. Но если неправильно определить угол наклона верхнего контура, вода не будет нормально циркулировать по системе.

Сильно ли отличается температура на выходе из котла от температуры на последней батареи?

Да. Разница может достигать 45 % — 50 %. Именно поэтому так важно обеспечить правильную циркуляцию теплоносителя.

Нужно ли утеплять расширительный бак?

Только если он открытый. Закрытый может работать и без утепления на неотапливаемом чердаке.

Особенности модернизации

Сегодня все чаще применяются новейшие технологии, призванные улучшить работу давно известных человечеству приборов, и облегчить тем самым жизнь людям.

В результате эффективность обогрева повышается на 35%. Экономия составляет 20-25%. Благодаря современному оснащению, установка работает стабильно. Также гарантируется безопасность при проведении монтажных работ.

Без крана Маевского сегодня обойтись невозможно

К модернизированным элементам следует отнести:

• кран Маевского – является частью батареи. Предназначается для «ручного» извлечения воздуха. Для выполнения данной задачи используются системы-автоматы;
• балансировщики (термостатические). За регулировку потока теплоносителя отвечают вентили, клапаны и датчики. Если возникает нужда, они способствуют полному перекрытию поступления жидкости в радиатор;
• краны (шаровые). Их монтируют на отведении и подведении обогревательных устройств. На этом фоне можно отключить их достаточно быстро. Работа всей системы при этом не прерывается.

Отзывы

• Константин, Тульская области

«У меня небольшой дачный домик. Зимой часто там бываю, поэтому провел газ и решил делать отопление. Выбор остановил на «ленинградке». Двухтрубная система для меня слишком дорого, а однотрубная неудобная – сложно обслуживать радиаторы, нельзя отключить отдельно взятую батарею. Насос брать не стал, подключил радиаторы по диагонали. Вот уже почти целую зиму пользуюсь, пока не было никаких нареканий – всем доволен. Могу сказать одно: «ленинградка» полностью оправдала мои ожидания».

• Иван, Новгородская область

«Провели родителям газ в деревенский дом. Встал вопрос об обустройстве системы отопления. Решили делать «ленинградку». Площадь дома небольшая – там всего 6 радиаторов. В двухтрубной системе смысла нет. Пока всем довольны. Греет достаточно хорошо (батареи я подключил вертикально). Работает прекрасно и без насоса, хотя многие говорят, что он необходим. Отдельно хочу сказать об экономии – траты оказались очень небольшими».

В каких домах выгоден монтаж насосных однотрубных систем?

Снижение длины труб отопления относительно двухтрубных схем присуще многоэтажным жилым домам, промышленным зданиям (цехам, складам), характеризуемым длинами контуров отопления в сотни метров. Применение «однотрубки» в них реально экономит отопительные трубы. Широкое применение в индивидуальном строительстве объясняется недопониманием реального соотношения затраты-достоинства данного типа отопления заказчиками и теплотехниками-практиками.

В небольших двухэтажных домах площадью около 100 кв.м (50 кв.м – первый этаж, 50 кв.м – второй) часто монтируют «однотрубку», хорошо работающую при коротких контурах, содержащих 4-5 отопительных приборов. Большие дома со множеством радиаторов плохо подходят для однотрубных схем, хотя реально работают объекты с десятком батарей в этажном контуре, как в показанной ниже смешанной вертикально — горизонтальной однотрубной схеме.

Однотрубная система смешанного (вертикально — горизонтального) типа.