Смесительный узел для теплого пола что такое коллектор и как правильно его подключить

Как работают смесительные узлы

Для понимания принципов установки и регулировки смесительного узла необходимо разобраться с нюансами его работы. Дело в том, что изначально в инфраструктуру теплого пола подается вода с температурным режимом в 35-55 °C. Это недостаточный диапазон подходящих температур и для его расширения требуется регулятор.

Также, в комплексе отопления участвует котел или радиатор, поставляющие теплоноситель с более высоким температурным режимом. Но это не значит, что его можно пускать в водопровод теплого покрытия без предварительной подготовки. Установив смесительный узел для теплого пола своими руками, пользователь получает возможность снабжать водой и радиаторную систему, и теплый пол.

Иными словами, котел должен обеспечивать радиатор более горячим теплоносителем, а напольный обогрев – водой с менее высокой температурой. Для соблюдения этого баланса выполняется смешивание теплоносителя, который поступает из котла, с водой, которая возвращается из системы. На выходе получают теплоноситель в оптимальных пропорциях и с необходимыми показателями температуры.

Смесительный узел

Разберемся с устройством смесительного узла. Он может быть реализован двумя способами:

• с использованием двух клапанов: двухходового и балансировочного;
• трехходовым клапаном.

Обе схемы имеют достоинства и недостатки. Первая схема хороша тем, что к коллектору подается теплоноситель постоянной температуры. Но ее применение ограничено из-за того, что площадь обогрева не должна превышать 200м 2 (из-за ограничения пропускной способности клапанов). Система собранная по второму варианту пропускать может более значительные объемы, но регулировка температуры идет скачкообразно. С этим можно смириться, так как инерционность стяжки велика и скачки эти не ощущаются. Но в такой схеме возникают временами ситуации, когда постоянно подается горячая вода без подмеса (при сбоях автоматики и неисправностях клапана). Рассмотрим подробнее, как работают обе схемы.

Фабричный вариант смесительного узла от Valtec

Виды коллекторов, схемы подключения

При всем многообразии конструктивных решений устройства теплых водяных полов они делятся на две разновидности: последовательные и параллельные. Различие между ними заключается в способе смешивания холодного и горячего потоков теплоносителя в системе отопления.

При последовательной схеме смешивания вся масса воды от циркуляционного насоса попадает через коллектор напрямую в греющий контур. Схема позволяет макисмально использовать полезную энергию от котла.

Схема последовательного подключения контура с байпасом

Из схемы видно, что весь расход насоса уходит через коллектор в контур теплого пола и нигде не разделяется. таких контуров може выводиться из коллектора несколько и успешность их работы зависит только от производительномти циркуляционного насоса.

Такой смеситель включает в себя пропускной клапан, регулирующий подмес горячей воды. Обычно используют термостатические клапаны с термоголовками и прикладным датчиком

Схема регулировки температуры в узле подмеса с пропускным клапаном

Для байпаса в этом случае нужно использовать трубу таких же размеров, что и для основной системы. Чтобы обеспечить работу насоса при остановке контуров между прямям и обратным плечом коллектора нужно установить второй байпас пониженной проходимости.

Такая схема обеспечивает отдачу тепла в контуре и, с точки зрения теплотехники является наиболее совершенной.

Поменяв местами байпас и насос, можно получить типовую схему параллельного смешивания потоков.

Типовая схема параллельного смешивания теплоносителя

При полном перекрытии греющих контуров перепускной клапан пропускает весь поток через себя, давая возможность работы насосу. Поскольку вода циркулирует по замкнутому малому контуру, нагрузка на двигатель насоса будет минимальной и сохранит электроэнергию. Полное закрытие контуров происходит в случае использования сплит-систем при перегреве пола сверх установленной температуры.

Таким образом, используя минимальное количество компонентов, можно сделать работу системы теплого водяного пола устойчивой при любых ситуациях.

Как подключить водяной пол к котлу

Подключить теплый пол к котлу нужно таким образом, чтобы в контур подавался теплоноситель с пониженной температурой. В закрытой системе, которой является теплый пол, понизить температуру можно только подмешав к нагретому теплоносителю остывший из «обратки». Этим и занимается узел подмеса или смесительный узел.

Схематично схему подключения теплого водяного пола можно изобразить так

Если контуров теплого пола несколько, после узла подмеса устанавливают (или собирают) коллекторный узел. Это гребенка с несколькими входами и выходами (от 2 до 20), к которой подключаются контура теплого пола. В простейшем варианте — это узел параллельного подключения петель теплого пола.

В более «продвинутых» моделях коллекторов на каждом входе установлены различные устройства. Часто на коллекторе стоят спускные клапана для удаления попавшего в систему воздуха. Воздушная пробка может блокировать движение теплоносителя по контуру, потому использование воздухоотводчиков желательно.

В коллекторных группах стоят на каждом контуре запорные краны. Они могут управляться вручную или при помощи сервомоторов. Сервомоторы получают команды от автоматики, но такие устройства уже называются коллекторными группами или устройствами. Они также могут содержать смесительную группу и циркуляционный насос, и тогда уже называются коллекторными станциями. Естественно, чем сложнее и функциональнее устройство, тем выше его стоимость.

Так выглядеть может схема подключения с двухходовым клапаном

При желании можно сэкономить. Собрать смесительный узел самостоятельно, установить в систему насос. Коллекторную группу тоже можно сделать самому, а можно купить готовый, но не очень дорогой коллектор.

Как выбрать насос

Без циркуляционного насоса не сможет функционировать ни один смесительный узел для теплого пола. Теплоноситель к теплому полу должен поступать в заранее определенном количестве. Выбор насоса также следует производить с учетом того, что в наиболее длинном трубопроводе пола неизбежно возникают потери давления. Их величина зависит от длины самой ветки, количества вентилей и кранов и прочих факторов, тормозящих движение воды.

В современных условиях все расчеты выполняются с помощью специальных программ, а при их отсутствии – применяются формулы, взятые в справочниках. Основной расчетной формулой является следующая: Q=3600 х P/c х (t_п – t_о), в которой Р является суммарной мощностью петель водяного пола, с – теплоемкость (значение для воды – 4,2 Дж/кг), t_п и t_о – величина расчетной температуры подачи и обратки. Разница между ними не должна быть выше 10 градусов.

Если в качестве примера взять температуру подачи и обратки соответственно 35 и 25 градусов, а мощность всех петель – 8 кВт, то общий расход теплоносителя составит по формуле: Q = 3600 х 8/4,2 х 10 = 685 л/ч или 0,685 м3/ч. Полученное значение расхода воды, а также предварительно рассчитанные потери давления в системе позволяют выбрать циркуляционный насос с необходимой производительностью.

Потери давления рассчитываются путем гидравлического расчета водяных полов на основании большого количества параметров

В первую очередь принимаются во внимание потери давления в трубопроводе. На их величину влияет протяженность самой длинной петли, скорость перемещения в ней теплоносителя, материал и диаметр труб

Следует учесть, что в каждой петле расход воды будет отличаться, в зависимости от технических характеристик данного участка. Общие потери давления во всей петле вычисляются исходя из потерь давления на 1 метре трубопровода. Удельная потеря для 1 метра конкретной трубы указывается в прилагаемой документации.

Потери давления возникают когда приходится преодолевать местные сопротивления фитингов на расчетном участке. В этом случае учитывается общее количество тройников, клапанов и других элементов. После подсчета общих потерь давления можно легко выбрать нужную модель насоса.

Управление работой системы тёплого пола

Эффективность отопительных устройств зависит не только от их мощности и регулировок, но, прежде всего, от состояния обогреваемого объекта. Если здание недостаточно утеплено, никакая система не создаст условий для комфортной жизни в нем. Стены, сложенные из пористых материалов, таких как пиленый ракушечник или пенобетон снижает поитери тепла на 20 — 25 % по сравнению с керамическим кирпичом, дополнительное утепление стен и ветровая защита, а также утепление кровельного пирога дают приблизительнло такой же эффект.

Обращаясь к вопросу управления режимом работы теплых полов, нужно заметить, что применяются два основных подхода: ручное управление узлом подмеса и использование автоматическимх систем управления.

Первый вариант применяется для небольших строений, состоящих из 2-х или 3-х жилых комнат и вспомогательных помещений. Установка режима подмеса производится обыкновенным краном вручную.

Для сложных развитых отопительных сетей такой способ осуществить нереально ввиду многофакторности процесса и применяются сложные автоматизированные устройства.

Системы управления отоплением могут быть:

• групповыми — их задача состоит в том, чтобы преобразовать температуру воды на выходе из котла в 75 — 90 градусов в необходимые для низкотемпературных контуров 35 — 40 градусов на входе и проконтролировать температуру обратного потока, внося коррективы в режим подмеса. Естественно, что изменение погодных условий сказыватеся и на величине теплоотдачи в системе отопления;
• индивидуальными — расход носителя тепла для каждого контура устанавливается таким образом, чтобы в помещении была постоянная температура в заданном интервале. Это достигается либо установкой датчика температуры в помещении или контролем температуры обратного потока на выходе из регистра непосредственно у коллеторного узла.

Оборудование

В рамках небольшой статьи нельзя отобразить все разнообразие устройств, поэтому остановимся на некоторых характерных их представителях:

Контроллеры групповые

Управление нагревом производится подачей импульса на сервопривод регулирующего клапана, котрый производит соответствующую манипуляцию. В одном контроллере устанавливается до 10 каналов от датчиков для регулировки подмеса в различных контурах. Возможно программирование работы.

Блок управления режимом работы теплого пола

При подключении наружного датчика температуры, режим температуры нагрева теплоносителя изменяется превентивно.

Термостаты

Устройство выносное, способное производить измерение температуры на месте установки и передавть данные о ней на блок управления системой отопления. Прибор может передвать информацию как по проводам, таки и по радиоканалу. Установка его должна производится в месте, защищенном от воздействия солнечных лучей и вдали от сквозняков.

Термостат комнатный для водяного пола

Устройство для непосредственного управления температурой потока теплоносителя. Рзмещается в разрыве трубопровода. Обычно оснащается сервоприводом для управления заслонкой. Рассчитывается на работе при давлении в системе до 16 атмосфер.

Трехходовой термостатический клапан в системе управления теплым полом

Сервопривод

Устройство, приводящее в движение запорное устройство клапана (шток). Небольшое по размеру устройство создает к силие более 10 кг.

Сервопривод для клапана теплого пола

Преимущества установки узла

При монтаже водяной системы в помещениях с площадью больших масштабах, без смесительного узла ни как не обойтись. Но помимо приведенных положительных характеристик, он имеет и другие достоинства, такие как:

1. Безопасность. При его использовании вода постоянно смешивается по мере необходимости. Благодаря этому пол на поверхности всегда имеет оптимальную температуру, что не позволяет получить жильцам травмы и ожоги, ходя по нему.
2. Экономичность. Смесительный узел так же способен сэкономить семейный бюджет. При его использовании, расходы на электроэнергию снижаются до 20%.
3. Гигиеничность. За счет того что пол всегда остается в равномерной температуре, влажная его уборка не составит трудностей. Он быстро высыхает и не позволяет развиться плесени и грибку.
4. Долговечность. Все элементы конструкции смесительного узла изготавливается только из прочных, современных материалов. Срок его эксплуатации составляет от 40 до 50 лет.
5. Удобство. Смесительный узел не требует для установки добавочное оборудование. Его можно разместить в кладовых комнатах, что так сэкономит пространство помещения.

Схемы установки

Ознакомившись с положительными характеристиками устройства, нужно перейти к особенностям установки, где опытные специалисты поделились своими советами в достижении лучших показателей качеств узла.

Установка и подключение распределительной гребенки

Устанавливая и подключая распределительный коллектор для теплых полов, полезно соблюдать следующие правила:

• Заполнение гребенки со всеми петлями в силу их большой протяженности производят малым потоком жидкости во избежание завоздушивания, обычно процедура занимает 1,5 – 2 часа времени для полов площадью 100 квадратных метров.
• После заливки теплоносителя в систему перекрывают все контуры кроме одного – через него пропускают воду и сливают через спускной клапан, добиваясь отсутствия воздуха в петле. Аналогично поступают с другими контурами, последовательно прокачивая и сливая через них воду.
• После заполнения теплоносителем всех петель оставляют подключенной одну петлю, включают циркулярный электронасос и прогоняют через нее воду, открыв клапан для спуска воздуха.
• Операцию повторяют для каждого отдельного контура, прокачивая жидкость в течение 5-10 минут.
• По завершении прогонки открывают все контуры, включают электронасос и котел для полного развоздушивания через автоматически выпускные клапаны, которое может продолжаться несколько часов.

Для обеспечения одинаковой температуры во всех петлях используют расходомеры, принцип настройки которых заключается в следующем: чем большую протяженность имеет петля, тем больший поток воды следует через нее пропускать. К примеру, если длина одной петли составляет 100 метров, второй 60, а третьей 40, то для настройки контура с наибольшей протяженностью откручивают гайку расходомера до упора, максимально увеличивая сквозной канал, и визуально определяют расход по метке.

В петлях с меньшей протяженностью выставляют расход, основываясь на максимальном показании наиболее протяженной петли в соответствующей пропорции. К примеру, если в самой длинной 100 метровой ветви стоит максимальный расход 2 единицы, в 60 метровой выставляют значение 1,2, в 40 метровой – 0,8.

Рис. 15 Коллекторы от популярного производителя Valtec – особенности и виды

Комплектация смесительного узла

Выше перечислены основные узлы, которые понадобятся для сборки смесительного узла своими руками. Подробнее опишем комплектность в приведенной ниже таблице.

Кроме перечисленного для сборки смесительного узла могут применяться и другие детали трубопрводного монтажа, такие как муфты, американки и прочие. С ними нужно определяться по месту установки смесителя. Из материалов нужны быть средства для герметизации соединений.

В результате работы по сборке смесителей получается панель управления отопительной системой, называемая коллектором.

Коллектор системы отопления частного дома

Он может быть достаточно сложным или совсем простым, располвгвться в подвальном помещении или в жилых помещениях в специально изготовленных коллекторных шкафах. Главное — доступность для обслуживания и ремонта.

Видео: как собрать смесительный узел своими руками

Зная из этой статьи как взаимодействуют детали и устройства смесительного узла, застройщик даже с минимальными навыками выполнения слесарных работ, справится с задачей сборки. Внимательно смонтируйте один контур, остальное покатитися как по маслу. Успехов вам!

Солнечный коллектор возможность экономии

К отопительному контуру возможно подключить несколько источников нагрева теплоносителя. Часто твердотопливные котлы работают в параллель с электрическими. это позволяет поддержать режим работы отопительной системы в ночное время или при отсутствии хозяев в течение нескольких дней.

Но такой режим нельзя назвать экономичным — электроэнергия относится к одному из самых дорогих ресурсов. Современные разработки позволяют использовать для подогрева теплоносителя энергию солнца с помощью установки солнечного коллектора.

Солнечный коллектор — установка, которую можно использовать круглый год даже при пасмурной температуре. В солнечные дни она наиболее эффективна и нагревается до температуры подающего контура котла — до 70-90 градусов.

Самодельный солнечный коллектор

Солнечный коллектор — довольно простое устройство, сделать его своими руками несложно. По эффективности самодельный солнечный водонагреватель может уступать промышленным моделям, но учитывая их цену — от 10 до 150 тысяч рублей, солнечный коллектор, сделанный своими руками, очень быстро оправдает себя.

Для его изготовления необходимы:

• змеевик из металлической трубки, обычно медной, можно взять подходящую от старого холодильника;
• обрезки медной трубы с резьбой на 16 мм с одной стороны;
• заглушки и вентили;
• трубы для подключения к коллекторному узлу;
• бак-накопитель с объемом от 50 до 80 литров;
• деревянные планки для изготовления каркаса;
• лист пенополистирола толщиной 30-40 мм;
• стекло, можно взять оконное;
• алюминиевая толстая фольга.

Змеевик освобождают от остатков фреона, промывая его струей проточной воды. Из деревянной рейки или бруска делают раму с размером чуть больше змеевика. В нижней части рамы сверлят отверстия для вывода трубок змеевика.

С обратной стороны к нему крепят на клей или саморезы лист пенополистирола — это будет дно коллектора. Этот материал обладает отличными теплоизоляционными характеристиками, что поможет снизить теплопотери.

Изнутри укладывают фольгу так, чтобы она полностью перекрывала дно и стенки рамы. Фольгу крепят на скобки с помощью степлера. Укладывают в раму змеевик, его концы продевают в отверстие.

Верх солнечного коллектора закрывают стеклом, закрепляя его на штапики или рейки. К концам змеевика крепят трубы для подключения к отопительному коллекторному узлу. Сделать это можно с помощью переходников или гибкой подводки.

Коллектор ставят на южный скат крыши. Трубы выводят в накопительный бак, оснащенный воздушным клапаном, а оттуда — в распределительный коллектор отопления.

Видео: как самостоятельно сделать солнечный нагреватель

Коллекторная система отопления — самый эффективный способ подключить различные нагреватели к одному или нескольким источникам нагрева. С его помощью можно обеспечить стабильную температуру и комфорт в доме, а также бесперебойную и согласованную работу всех элементов системы.

Схема подключения водяного пола с 2-хходовым клапаном

Работа и пропускная способность двухходового клапана регулируется в зависимости от показаний выносного датчика. Через него подается теплоноситель с высокой температурой от котла. Через балансировочный клапан из обратного трубопровода поступает остывшая вода. В точке соединения два потока смешиваются. Теплоноситель с пониженной температурой прокачивается циркуляционным насосом, подается к коллектору. Температуру смешанного потока контролирует датчик, регулируя зазор (и подачу горячей воды) на двухходовом клапане.

Подробная схема обвязки котла теплого пола (с двухходовым клапаном)

Для предотвращения обратного хода на «обратке» нужно поставить два обратных клапана. Как уже говорилось раньше, эта схема хороша тем, что регулировка идет плавно (из-за малой пропускной способности клапана). К тому же в этой схеме подмес холодной воды постоянен. И потому исключена возможность полдачи только горячей воды от котла.

Схема водяного пола с 3-хходовым клапаном

Работой трехходового клапана может управлять сервомотор или выносной датчик температуры (зависит от выбранной вами комплектации). Разница тут в том, что потоки смешиваются внутри клапана, и точность поддержания температуры зависит от его работы. А это устройство имеет большую пропускную способность, так что незначительные измерения в положении клапанов приводят к достаточно резким перепадам температуры. Но при использовании погодозависимой автоматики и при больших контурах водяного пола такая система — единственный вариант.

Два варианта смесительного узла или узла подмеса (нажмите чтобы увеличить размер)

Установка коллекторной системы отопления

Общая схема коллекторного отопления

Во-первых, нужно определиться – а нужна ли коллекторная система водяного отопления? Она применяется только в тех случаях, если скорость остывания теплоносителя в трубах при классической схеме будет критической или в больших домах. Главным отличием является разделение системы на несколько контуров отопления, работающих независимо друг от друга.

Несмотря на положительные стороны сделать правильное коллекторное отопление своими руками будет проблематично. Поэтому перед выбором определенной схемы (или ее составлением) нужно учесть несколько важных факторов актуальности установки:

• Большая площадь дома. Для равномерного теплового распределения нужно делать несколько контуров отопления;
• Неэффективность монтажа тройниковой схемы. Она может влиять на гидравлическое распределение во всей системе отопления;
• Необходимость отключения от отопления отдельных помещений. Это один из способов оптимизировать затраты на энергоноситель.

Учитывая эти факторы, коллекторное отопление двухэтажного дома является самым оптимальным способом организации автономного теплоснабжения.

Если при расчете стандартной схемы разница между температурами в подающей и обратной трубе составляет более 25°С – это первый признак необходимости установки распределительного отопления частного дома.