Схемы разводки системы отопления. Что выбрать?

Система отопления представляет собой инженерное сооружение, построенное строго по определенному принципу проектировки. Основной задачей этой системы является обеспечение обогрева зданий в холодный сезон. В идеале уровень поступаемого тепла должен компенсировать его потери в строительных конструкциях. Также функцией отопления является поддержание комфортного уровня воздуха во всех расположенных в здании помещениях. Существует множество вариантов разводок систем отопления, про которые предлагаем почитать вам в нашем материале.

Принцип работы системы отопления

Существует множество схем устройства отопления. Зачастую многие заказчики из-за неопытности совершают ошибки. А компании, предоставляющие данные услуги, пытаются выжать с таких заказчиков побольше денег.

Основное правило любой системы обогрева — замкнутость сети. В простом представлении схема сети отопления выглядит как некое кольцо из трубных соединений, в которых течет вода, постоянно нагреваемая от котла. Этот котел находится в постоянной работе, чтобы в любой последующий цикл течения воды по трубам она не остывала.

Система отопления состоит из:

• соединительных труб;
• арматуры;
• котла для нагревания;
• радиаторов или других приборов отопления;
• насоса для обеспечения нужной скорости текущей по трубам воды;
• расширительного бака.

Виды монтажа отопительных систем

По способу проведения теплоносителя разводка системы отопления делится всего на два типа:

Каждая из систем имеет принципиальные различия и определенные характеристики.

Однотрубная разводка

Как правило, она применяется как разводка системы отопления в двухэтажном доме частного сектора, где обычно используется устаревшая система центрального отопления или гравитационная автономная сеть. Основное отличие данной схемы заключается в упрощенном монтаже, за счет чего трудозатраты и стоимость на такие работы значительно меньше.

Радиаторы при такой системе должны подключаться в определенной последовательности. Отвести вышедший из работы теплоноситель не представляется возможным. Данная отопительная схема представляет систему вертикальных стояков, установленных по этажам дома. Зачастую такой способ не может обеспечить абсолютно комфортные температурные условия.

Основные недостатки однотрубной разводки:

• Тенденция снижения тепловой энергией в процессе каждого отдельного цикла потока воды. То есть снижение уровня нагреваемости каждого последующего отопительного прибора.
• Отсутствие возможности регулировки уровня температуры в каком-то отдельном помещении. Повышение или снижение интенсивности нагрева будет отражаться на всем здании.
• Поддержание оптимального уровня давления возможно исключительно при подключении дополнительного насосного оборудования.

Конечно, существуют и технические способы, от части решающие описанные выше проблемы. Например, для улучшения работы можно добавить в систему такое оборудование, как: регуляторы радиаторов, воздухоотведение, вентили для балансировки и термостатические клапаны. Но важно понимать, что данные системы уже устарели.

Схема «Ленинградка»

Обычно из-за простоты проектирования в частных жилых домах монтируют систему, придуманную еще в далеком советском времени. Так называемая отопительная разводка отопления «ленинградка» успешно применяется и в нынешних реалиях. Технология проектирования и принцип работы данной схемы очень просты. В классическом варианте «Ленинградка» представляет собой сеть из отопительных приборов (радиаторов, панелей и конвертеров), соединенных трубопроводной системой. Радиаторы должны располагаться по периметру стен помещения.

Однако, данная отопительная система имеет и ряд недостатков:

• Отсутствие возможности сохранять одинаковый уровень тепла во всех помещениях здания.
• Из-за разводки горизонтального типа нельзя вмонтировать систему подогрева полов.
• Для поддержания оптимального давления в системе требуется дополнительно установить циркуляционный насос.

Двухтрубная разводка

Основное отличие — для подачи из горячего теплоносителя и отвода из остывшего используются разные трубы. Таким образом, теплообмен осуществляется не последовательно, как в однотрубной схеме, а параллельно.

Преимущества двухтрубной системы:

• Уровень тепла, проходящий через каждый радиатор, не изменяется благодаря принципу параллельной работы.
• Возможность регулировать температуру каждого в отдельности помещения, установив на радиаторы специальный терморегулятор.
• Выход из строя отдельной батареи не отразится на функциональность остальных.

• Для проектирования этой схемы устройства отопления требуется множество труб и соединяющих элементов.
• Высокая сложность монтажа.
• Трудозатратность и высокая стоимость.

Лучевая схема обеспечения тепла

Принцип лучевой (коллекторной) схемы разводки системы отопления заключается в том, что отопительные приборы с помощью специального коллектора подключается к отдельной паре труб для подачи тепловой энергии. За счет данной технологии распределение горячей воды для обогрева происходит равномерно по всему помещению. Уровень тепла регулируется изменением температуры воды и скорости ее потока по трубам.

Стоит отметить, что лучевая разводка довольно новая и представляет собой улучшенную модель двухтрубной системы. Для распределения воды в теплоносителе используется аналогичный коллектор, что используется в устройстве подогрева пола.

К преимуществам лучевой схемы можно отнести:

• низкая вероятность протечек за счет отсутствия стыков в конструкции;
• возможность отключения каждого отдельно взятого отопительного прибора, не выводя из строя всю систему.

Единственным значимым недостатком лучевой разводки является ее высокая (но оправданная) стоимость. Так как в этой системе используется коллектор и дополнительное количество труб, увеличиваются и затраты на ее проектирование.

Нижняя и верхняя разводка

Верхняя схема разводки системы отопления представляет собой систему, где трубопровод с подачей устанавливается под потолком, а трубопровод с отведением проходит в полу помещения. Такая конструкция позволяет создать естественную циркуляцию потока воды в носителе. Из-за больших перепадов в трубах поток воды успевает набрать большую скорость. Однако верхняя разводка не получила широкого применения ввиду непривлекательности на фоне интерьера помещения.

Схема с нижней разводкой отопления применяется повсеместно. Суть проектировки заключается в том, что трубы монтируются снизу. Подающий трубопровод располагается чуть выше трубопровода с отдачей. Большим плюсом данной схемы является возможность установки под полом или даже в подвале здания. Недостатком является сложность проектировки. Для обеспечения естественной циркуляции потока воды обогревательный котел должен быть выше радиаторов хотя бы на 50 см.

Горизонтальная и вертикальная разводка

Горизонтальная разводка отопительных систем все чаще используется в современных многоэтажных конструкциях. Ведь она обеспечивает отличные эксплуатационные и другие технические характеристики. Эта схема предполагает использование двух главных стояков (подающего и обратного), расположенных в отдельном помещении здания.

К основным плюсам горизонтальной разводки можно отнести:

• при неисправности отдельного элемента нужно отключить лишь необходимый узел, а не всю систему в целом;
• возможность контролировать колебания давления за счет компенсаторов;
• улучшенный контроль за расходом тепла;
• хороший эстетический вид, который не будет портить общий интерьер помещения;
• средний срок службы системы может достигать более 50 лет.

Недостатком считается лишь необходимость ручной настройки всех отопительных коммуникаций для обеспечения полноценной работы системы. Вручную это делается по той причине, что сооружение в целом довольно хрупкое.

Вертикальная система разводки отопительной системы в меньшей степени применяется в современных многоэтажных домах. Гораздо чаще ее устанавливали в советские конструкции с 1950-х годов. Ее широкое применение связано с несколькими причинами:

• низкая стоимость;
• простота проектировки;
• экономия материалов.

Недостатки же вертикальной разводки более существенны:

• отсутствие возможности перекрытия отдельных отопительных устройств;
• отсутствие возможности проконтролировать уровень нагрева отопительных устройств;
• отсутствие возможности установки приборов учета потребляемого тепла.

Разводка полипропиленом

В век новых технологий в строительстве все чаще применяются новые материалы, вытесняя традиционные. Еще несколько десятков лет назад вообразить, что водосточные трубы можно сделать не только из металла, было трудно. На сегодняшний день водопроводные трубы делаются исключительно из полимера.

Преимуществами полипропиленовых труб являются:

• низкая цена;
• простая схема монтажа;
• высокий срок службы;
• небольшой вес материалов.

Недостатком, но несущественным, является отсутствие изгибов на трубах. Для этого приходится использовать специальные соединительные элементы: тройники, уголки, муфты и т.д. Про недостатки полипропилена посмотрите видео ниже:

Для крепления полипропиленовых труб с другим материалом (металлом) используются так называемые фитинги. Сами они сделаны из полипропилена, однако внутри имеют металлическую резьбу.

Какую систему отопления выбрать?

Однотрубную схему даже не стоит рассматривать при проживании в современном мегаполисе, где практически не осталось зданий с проблемами энергоносителей. Экономия денег также не должна быть причиной выбора устаревших технологий проектирования систем отопления. Такой вариант подойдет лишь в далеких от города конструкциях, например, на даче (не современной).

Лучшая разводка в доме — это двухтрубная лучевая. Высокая стоимость установки такой системы более чем оправдана. Надежность и поддержание оптимального уровня тепла в помещении превыше всего.

Стоит также отметить, что перед установкой подогрева пола, необходимо провести расчет и сбалансировать уровень притока тепла и его потерь из-за специфики здания. Таким образом, можно выяснить, хватит ли стандартного обогрева или необходимо дополнительно установить радиаторы.

Типы подключения ТЭНов типа ЗВЕЗДА или ТРЕУГОЛЬНИК для трехфазной сети: схемы и примеры

Трубчатые электронагреватели являются самым популярным типом нагревательных элементов как в промышленности, так и в бытовых приборах. Каждый электрический ТЭН, даже если он рассчитан на 220В, может подключаться как к однофазной, так и к трехфазной сети. Давайте подробно рассмотрим, какие типы подключения к трехфазной сети для нагревателей существуют и какие требования к характеристикам ТЭНов предъявляются для них.

Для подключения электронагревательных элементов к 3-фазной сети применяются такие виды схем:

Тип подключения ЗВЕЗДА

Тип подключения ТРЕУГОЛЬНИК

Если мы имеем не специальные нагреватели, типа блок ТЭНов или сухие керамические ТЭНы, а обычные трубчатые ТЭНы, то для получения равномерной нагрузки необходимо иметь на каждой фазе трехкратное количество электронагревателей. То есть минимальное количество нагревателей будет равно 3. При этом в технических параметрах ТЭНов напряжение питания может быть как 380, так и 200 Вольт.

Для электронагревательных ТЭНов с параметрами напряжения электропитания 220 В нужно использовать тип подключения к 3-фазной сети типа ЗВЕЗДА. А для тех, которые производятся с характеристикой напряжения равной 380 Вольт, возможно применять обе схемы подключения: и вариант ЗВЕЗДА и вариант ТРЕУГОЛЬНИК.

Вариант подключения к трехфазной сети питания типа ЗВЕЗДА

Тип ЗВЕЗДА применяется в сухих ТЭНах от компании Полимернагрев в варианте подключения № 3 с четырьмя болтами в качестве типа токовывода. Также тип подключения «звезда» может применяться при подключении блок ТЭНов ТЭНБ. В данных случаях подключение нагревательных спиралей производится по следующей электрической схеме:

Давайте теперь рассмотрим, как можно подключить нагреватели по данной схеме, если у нас имеются в наличии не специальные, а стандартные электрические воздушные или водяные металлические ТЭНы.

К питающему напряжению должен подключаться только один вывод от каждого ТЭНа. Именно поэтому для подключения к трехфазной сети у нас должно быть кратное трем количество электронагревателей. Остальные же контактные выводы, которые не подключены к напряжению, должны быть соединены в одну так называемую нулевую точку. Таким образом, мы получаем трехпроводную соединенную нагрузку.

Давайте подробно рассмотрим схему трехпроводного соединения на 380 В для включения 3-х водяных ТЭНов. На первом рисунке вы можете рассмотреть описанную выше схему включения ТЭНов, а на втором к схеме добавляется специальное устройство для подачи напряжения на ТЭНы с защитными переключателями. Как четко видно на схеме, каждый второй токовывод нагревателя подается на фазы А, В и С, а остальные же соединяются вместе.

Подключая ТЭНы таким образом мы получаем значение напряжения электропитания на каждом электротэне между подключением к сети и нейтральной точкой равное 220 В.

В приведенной схеме можно увидеть, что выводы нагревателей справа подсоединены к фазам А, В, С. Выводы, которые находятся слева — соединяются в общей нейтральной точке. Рабочее напряжение между выводами справа и нейтральной точкой равно 220 Вольт.

Также есть вариант подключения к трехфазной сети ЗВЕЗДА, который использует четырехпроводную схему. При таком способе применяют трехфазное питание с напряжением 230В, а нулевую точку подают на нейтраль источника электропитания.

Тут так же, как и в предыдущем случае, одни выводы соединяются в нулевую точку, а другие подводятся к трехфазной сети. Если соединение с нулевой точкой передавать на нулевую шину источника электропитания, мы получим на каждом нагревателе между питанием и нулем напряжение в 220-230В.

Когда возникает необходимость в полном отключении питания на нагреватели, нужно применять выключатели типа 3+n или же 3р+n, способные функционировать в автоматическом режиме. Автоматы данного типа могут использоваться для полного перевода всех силовых электроконтактов на полностью автоматический рабочий режим.

Давайте рассмотрим, как же на практике следует применять тип подключения ЗВЕЗДА, на примере монтажа ТЭНов в электрокотле.

Подключение нагревателей по схеме ЗВЕЗДА для электрокотла

В электрических нагревательных котлах ТЭНы могут подключаться различными способами, но для демонстранции схемы подключения по типу ЗВЕЗДА опишем вариант установки сухих ТЭНов к 3-фазной сети питания с напряжением 220В.

Высокая мощность водяных сухих ТЭНов накладывает определенные требования к качеству соединений. Надежность соединений должна быть обеспечена высоким качеством термостойких проводов и строгим соответствием всех действий описанной в инструкции схеме.

Первое, что нужно сделать, это при подключении фазных поводов произвести накрутку гайки M4. Далее вам необходимо наложить шайбу и установить кольцевой наконечник провода питания. Следующим шагом будет наложение еще одной такой же шайбы, поверх которой помещается еще одна специальная пружинная шайба гровер. И это все нужно надежно зафиксировать гайкой M4.

Провода, которые выводятся на нейтральную фазу, крепятся при помощи болта типа M8. Провод нейтрали нужно поместить в перемычку, которая находится между контактами отверстий ТЭНа.

Обязательно заземлите корпус нагревательного элемента и проводов питания после того, как подключите все провода на питающие и нулевые контакты ТЭНа. В большинстве случаев в стандартных электрокотлах болт заземления располагается с левой стороны около блока с ТЭНами. К нему мы и должны присоединить провод для заземления.

После подключения проводов следует провести заземление корпуса нагревателя и проводов подключения ТЭНа. Обычно у котлов для заземления с левой стороны у блока электронагревателей находится болт, к которому и следует подключать проводник заземления.

Вы можете использовать для заземления как отдельный провод уравнения потенциалов, так и провод с клеммника заземления блока управления.

Наглядно все вышеописанное вы можете посмотреть на рисунке ниже в виде схемы и фото подключения ТЭНа.

Если вы сделали все в четком соответствии инструкции, подключение блок Тэна электрокотла можно считать завершенным. Останется лишь вернуть защитный кожух на блок нагрева.

В электрических котлах управление нагревом осуществляется на основе данных от термодатчиков. Терморегулирующие устройства находятся на основной панели управления котла. На терморегулятор будут подаваться данные о температуре ТЭНа и температуре теплоносителя. На основе этих показаний и установленных на терморегуляторе настройках автоматикой принимается решение о подаче или отключении питания нагревательных элементов. Пока температура будет меньше установленной, будет подаваться питание, и Тэны будут производить нагрев, а при достижении или превышении порогового значения питание будет отключено и ТЭН прекратит нагреваться. При остывании до нижнего порога ТЭН опять включится.

Терморегулятор позволяет человеку всего один раз установить температуру (верхний и нижний порог) и потом работа электрокотла будет осуществляться в автоматическом режиме, а температура будет поддерживаться на нужном уровне.

Есть вариант использования терморегуляторов с несколькими типами термодатчиков, которые будут не только контролировать нагревание самого ТЭНа, но и температуру воздуха в помещении. Для этого термодатчик нужно установить на расстоянии от котла и теплоносителя.

Вариант подключения к трехфазной сети питания типа ТРЕУГОЛЬНИК

Рассмотрим на схеме второй вариант подключения нагревательных элементов к трехфазной сети под названием ТРЕУГОЛЬНИК.

При данном варианте нагреватели соединяются между собой последовательно. У нас в итоге должно сформироваться три плеча для фазы А, В и С. Для примера:

Для А фазы – соединяем первый вывод ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №2

Для В фазы – соединяем второй вывод ТЭНа №2 и второй вывод ТЭНа №3

Для С фазы – соединяем второй вывод ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №3

Теперь, когда мы познакомились с двумя типами подключения ТЭНов, можно рассмотреть зависимость мощности и температуры нагревателей от типа схемы подключения.

Зависимость температуры и мощности нагрева от варианта схемы подключения

Мощность нагревателя – это очень важный параметр, на который многие покупатели ориентируются при покупке ТЭНа. По сути же мощность ТЭНа зависит только от показателя сопротивления греющей спирали. Конечно же, если не использовать трансформаторы и питание от определенной сети будет постоянным. Данное свойство зависимости можно легко вычислить, воспользовавшись простой формулой из школьного курса физики:

Мощность (P) = Напряжение (U) * Сила тока (I)

В данном случае за величину напряжения берем разницу потенциалов между выводами электрического ТЭНа, а силу тока нужно измерять ту, которая будет протекать по греющей спирали.

Силу тока можно вычислить по формуле I=U/R, где R – электрическое сопротивление нагревательной спирали. Теперь подставим данное значение в формулу мощности, и получится, что мощность ТЭНа зависит только от напряжения и сопротивления.

Таким образом, делаем вывод, что при постоянном напряжении сети питания мощность электронагревателя будет меняться только при изменении сопротивления.

Значение сопротивления резистивного элемента в основной массе нагревателей имеет прямую зависимость от значения выделения температуры. Но в нагревателях с нихромовой или фехралевой спиралью, к примеру, в пределах сотни-другой градусов сопротивление практически не изменяется.

В ситуации с высокотемпературными нагревателями из карбида кремния или дисилицид молибдена картина будет совсем другой. В выскотемпературных нагревателях с увеличением температуры сопротивление падает очень значительно в пределах от 5 до 0,5 Ом, что делает их очень выгодными с точки зрения потребления электроэнергии в печах.

Но из-за данного качества высокотемпературных КЭНов их нельзя подключать напрямую даже к сети питания 220В, не говоря уже о 380В. Технически можно произвести подключение к 220в КЭНы, если соединить их последовательным образом. Однако при данном способе будет невозможно контролировать мощность и температурную выработку нагревателей в печи. Для подключения высокотмепературных нагревателей неметаллического типа следует использовать специальные регулируемые трансформаторы или же стандартные статистические ЭМ устройства.

В компании Полимернагрев вы можете купить электронагреватели, которые производятся специально с учетом подключения к трехфазной сети питания. Это сухие керамические ТЭНы, блок Тэны для воды и трехстержневые КЭНы. Тип подключения данных нагревателей зависит от показателя напряжения по схеме звезды или треугольника.

При подключении электрических Тэнов в соответствии со схемой ТРЕУГОЛЬНИК соединяются три нагревательных спирали, у которых равные значения сопротивления и на питание будет подано 380В. Подключение ТЭНов ЗВЕЗДА подразумевает наличие нулевого вывода, а на каждый элемент нагрева будет подаваться 220В. Нулевой провод позволяет подключать потребители с разным значением сопротивления.

Если у вас остались вопросы по типам подключения нагревателей к трехфазной сети, вы можете обратиться к нашим специалистам по телефону в Москве или задайте свой вопрос в форме ниже, мы постараемся подробно ответить вам в самые кратчайшие сроки.