Насосно-смесительный узел для теплого пола

Теплый пол в отличие от других автономных систем отопления требует более тщательного конструктивного подхода. В данном случае не достаточно иметь источник нагрева и обогревательные приборы. Для полноценной работы теплых водяных полов требует куда больше дополнительного оборудования, оснастки и приборов. Все дело в том, что греющие полы являются низкотемпературной системой отопления и требуют более тщательной подготовки теплоносителя. Существенная разница между температурой нагрева теплоносителя в нагревательном приборе и температурой воды, циркулирующей в трубопроводе греющих полов, заставляет использовать узел подмеса.

Насосно-смесительный узел для работы теплого пола или узел смешения, представляет собой комплекс взаимосвязанного между собой оборудования, приборов и механизмов. Каждая деталь узла выполняет возложенные на нее функции и задачи, действую в едином ключе. Разберемся, что собой представляет группа смешения, какова ее роль в работе отопительной системы.

Основное предназначение насосно-смесительного узла

Основная задача, которая возлагается на насосно-смесительный узел, заключается в технической возможности осуществлять смешивание и распределение потоков теплоносителя разной температуры для последующей подачи готовой воды в отопительный контур теплого пола. Для чего это нужно? Все дело в том, что нагревательный котел или система централизованного отопления выдают теплоноситель высокой температуры (75-95 0 С), тогда как для теплых полов оптимальными режим нагрева воды должен быть в диапазоне 35-55 0 С.

С понижением температуры воды и интенсивностью потока теплоносителя в системе как раз и справляется насосно-смесительный узел. Благодаря этому оборудованию, теплые полы можно подключить к уже существующей системе обогрева, имея тепловые и гидравлические расчеты. Смесительная группа для теплого пола оснащена всеми необходимыми приборами, устройствами и приспособлениями, обеспечивающими не только смешивание различных потоков, но и оптимальный расход теплоносителя по отопительным контурам.

Смешивать воду удается в результате подмеса к горячей воде, идущей по основной трубе, жидкости, поступающей в обратном направлении (обратки). Далее, для нормальной работы теплых водяных полов в систему подается под определенным давлением подготовленная, до необходимой температуры вода. Смесительный узел в данном случае играет роль охладительной системы. Этим и обусловлено название блока.

На заметку: теплый пол с длинными водяными контурами, рассчитанный на обогрев больших площадей, нуждается в принудительной циркуляции теплоносителя, поэтому в комплекте к основному, охлаждающему и распределительному оборудованию, идет циркуляционный насос.

Определившись с назначением насосно-смесительного узла, следует отметить его значение для автономной системы отопления. Благодаря установке этого оборудования, вы можете обеспечить:

• максимально комфортную температуру обогрева в жилых помещениях;
• безопасность эксплуатации отопительной системы с жидким и горячим теплоносителем;
• повысить эксплуатационные возможности отопительных контуров и увеличить срок эксплуатации теплых полов.

На рисунке-схеме показаны основные функции всех элементов насосно-смесительного блока и место расположения каждого прибора.

Комплектация узла и принцип работы оборудования

В основе всей конструкции лежит простой и понятный комплекс оборудования, каждое из которых выполняет свою определенную роль в работе всего устройства. На первый взгляд конструкция довольно сложная, однако при детальном анализе, место и функциональность каждого прибора имеет свое объяснение. В большинстве случаев смесительные узлы комплектуются стандартно. В комплект входят следующие элементы:

• насосное оборудование, обеспечивающее циркуляцию воды в системе. С помощью насоса создается необходимое рабочее давление в трубопроводе, обеспечивается необходимая скорость подачи теплоносителя в водяной контур. На рисунке показаны рекомендуемые положения насоса. Можно использовать в работе насосы с сухим или с мокрым ротором.

На заметку: без установки насоса теплый пол может функционировать только в двух вариантах: при использовании централизованного отопления или при монтаже теплого пола, работающего от системы ГВС.

• узел подмеса — устройство, осуществляющую непосредственную регулировку температуры нагрева теплоносителя. Обычно это трехходовой кран с ручным управлением или трехходовой электромеханический клапан. Основная задача прибора, подпитка основного контура горячей водой. За счет взаимосвязи термостата с краном, осуществляется периодические включения, выключения клапана. Нагретая вода в результате работы поступает в теплый пол в том объеме, в котором необходимо для нормальной работы. При достижении в отапливаемом помещении необходимой температуры, клапан срабатывает в обратном направлении, перекрывая подачу горячей воды.
• коллекторная группа — устройство обеспечивающее сбор и распределение теплоносителя непосредственно циркулирующего в петлях водяного контура. Коллектор состоит из двух частей, гребенка для сбора отработанной воды и гребенка для распределения подготовленного теплоносителя в систему теплых полов. С помощью коллектора можно подключить не один, а несколько водяных контуров. В гребенке имеется для этой цели несколько патрубков, в зависимости от количества водяных контуров. На подающую часть коллектора устанавливается расходомер, контролирующий расход теплоносителя в системе отопления.
• последним звеном в цепи приборов и устройств, стоящих на оснащении насосно-смесительного узла является воздухоотводчик. Это самый простой вариант коллектора, который является сепаратором, обеспечивающим удаление воздуха из водяных контуров системы отопления.

Для справки: Говоря еще раз о насосной группе, можно отметить. Некоторые отопительные котлы имеют в своей конструкции встроенные насосы, поэтому ставить еще один насос на подающую трубу нет необходимости, если речь идет о радиаторном варианте обогрева. Для теплых полов требуются дополнительные усилия, направленные на обеспечения циркуляции воды в контурах.

Перечислив основные элементы блока, следует сказать пару слов о вспомогательных устройствах и приспособлениях, входящих в комплект насосно-смесительного узла. Речь идет о термостатах и клапанах, приводящих в действие насос.

На рисунке представлена принципиальная схема работы насосно-смесительных конструкций, стоящих на оснащении теплых водяных полов.

Если вы решили сделать коллектор своими руками, необходимо брать во внимание на следующий факт. Насос ставится в таком положении, сразу после трехходового клапана, не мешая его работе, а наоборот, вытягивал смешенную воду из него. Т.е. сначала устанавливается трехходовой клапан, потом насосный узел и уже следом за ними, коллектор. В любой другой конфигурации регулировка температуры нагрева теплоносителя и интенсивность циркуляции будет невозможна.

В дополнение ко всему, можно сказать, что насосно-смесительные блоки принято оснащать байпасом. Это обводная труба, через которую циркулирует теплоноситель в обход клапана и циркулирующего насоса.

Такая схема применяется в тех ситуациях, когда возникает необходимость направить обратку сразу через байпас в систему.

Как видно из описания оборудования, входящего в комплект смесительных станций, ничего сложного в конструкции нет. Поэтому при желании, вы можете сами собрать подобное устройство и обеспечить себе существенную экономию средств.

Трехходовой клапан для смесительного узла. Его место и значение

Основную работу в работе насосно-смесительного узла играет трехходовой кран или автоматизированный аналог устройства, трехходовой клапан. Обычно в продаже уже идут смесительные узлы, укомплектованные подобными устройствами. Если вы решили собрать комплекс самостоятельно, определитесь с функциональностью клапана и с тем, каким образом он должен работать.

По умолчанию модели клапанов имеют настройку на определенные температурные параметры. При желании вы уже самостоятельно можете осуществить настройку прибора под собственную отопительную систему. Для этого достаточно передвинуть термоголовку клапана в нужное положение.

Важно! Трехходовые клапаны имеют низкую пропускную способность, всего 2 м 3 в час. Поэтому оптимальным будет использование трехходовых клапанов для смешения теплоносителя при работе с непродолжительными водяными контурами. (Для отопления площадей не более 50м 2 ).

Для работы с водяными контурами большой протяженностью, используются трехходовые клапаны, рассчитанные на большие объемы воды (до 4 м 3 в час). Как правило, такие устройства имеют, и ручной вариант управления и оснащаются сервоприводами. Такие приборы используются с успехом для работы теплых полов в помещениях площадями более 100 м 2 .

Монтаж насосно-смесительного узла. Способы подключения

Собирая теплый пол в своем доме, самая тяжелая работа — это монтаж стяжки. Однако подключение водяных полов к системе отопления так же задача не простая и требующая определенных знаний. Как правило, насосный узел, смеситель и коллектор устанавливаются уже после того, как закончены работы по укладке отопительных водяных контуров. Подключаются смесительные станции в четкой последовательности. Каждый прибор и устройство должно иметь свое место, которое определяет функциональность устройств.

Монтаж оборудования осуществляется в коллекторный шкаф, в отапливаемом помещении или рядом с ним, в непосредственной близости. Все соединения должны выполняться в соответствии с технологией. Для соединения используется резьбовое соединение, холодная сварка или муфтовые соединения. При сборке смесителя и насосной группы своими руками, старайтесь добиваться коротких и удобных соединений, обеспечивающих удобный доступ к каждому элементу конструкции.

Для подключения и нормальной функциональности узла необходимо соблюдать правильное расположение труб и настройку каждого элемента системы:

• балансировочный клапан (требуется расчет места его установки);
• циркуляционный насос (требуется настройка скорости подачи);
• балансировка каждой ветки отопительного контура;
• перепускной, трехходовой клапана (требуется настройка в ручном или в автоматическом режиме);
• провести диагностику готового блока уже в полной комплектации.

Все соединения должны отвечать требованиям тепловых и гидравлических расчетов. Здесь уместно напомнить, что перед тем, как приступать к сборке и монтажу насосно-смесительного узла, важно правильно подобрать оборудование. Мощность насоса, диаметр и пропускная способность трехходового клапана. Число водяных контуров играет роль в выборе гребенок для коллекторной группы. Воздухоотводчики и спускные клапаны так же должны быть установлены в определенных местах.

Смесительный узел для теплого пола: принцип действия и описание

Организация теплых водяных полов в доме с применением высокотемпературного отопительного оборудования (котел, радиаторы) невозможна без использования специального смесителя. Официальное название устройства — смесительный узел, обеспечивающий соблюдения СНиП и строительных норм по эксплуатации систем нагрева воздушных масс снизу помещений.

Его необходимо устанавливать и в том случае, когда обогрев объекта выполняется с помощью высоко- и низкотемпературных систем, и в том случае, когда низкотемпературная система играет роль основной и функционирует за счет автономного котла отопления. Выясним, можно ли установить смесительный узел для теплого пола своими руками, как он работает, и зачем используется.

Зачем устанавливать смесительный узел?

При организации системы водяного нагрева пола ее подключают к отопительному оборудованию — котлу. Он подает нагретый до 70-950С теплоноситель (воду) в радиаторы и автоматически в трубы водяного пола. В результате поверхность напольного покрытия раскаляется до 65-850С. Но нормам СНиП такой температурный режим недопустим. Правила четко оговаривают допустимый диапазон — 27-330С — нагрева напольной поверхности. Получить требуемую настроечную температуру позволяет установка смесителя в систему теплого пола — оборудование для принудительного распределения водных потоков.

Благодаря ему горячий теплоноситель, поступающий из котла, автоматически смешивается с остывшей водой, поступающей из обратки. В подающую трубу попадает среда оптимальная по температурным данным для нагрева поверхности пола — 35-550С.

Установкой насосно-смесительного узла для теплого пола решают и ряд других проблем:

• Обеспечение максимально комфортных условий проживания в доме. Оптимальный температурный режим достигается посредством регулировки t0 носителя тепла;
• Узел смешения позволяет создать безопасные условия для перемещения по полу босиком. Ходить по поверхности, t0 которой достигает даже 400С крайне некомфортно;
• Гарантия безопасной эксплуатации стяжки;
• Защита напольного покрытия. Особенно если в качестве отделки выбран ламинат или линолеум, паркетная доска или другой настил;
• Гарантии безопасной эксплуатации системы нагрева воздушных масс снизу помещений. Грамотно установленный смеситель для теплого пола позволяет обеспечить защиту труб системы от термического расширения.

Как работает и из чего состоит смесительный узел для теплого пола?

Узлы продаются в различных вариантах сборки. Классический смесительный узел состоит из трехходового (предохранительного) клапана и циркуляционного насоса. В магазинах можно встретить и модели с расширительным баком, коллектором. При этом нужно учитывать, что даже в том случае, если котел отопления уже снабжен насосом, его будет недостаточно для нормальной работы системы обогрева. Он будет работать на снабжение горячей средой радиаторов, поэтому узел подмеса для теплого пола обязательно должен иметь автономным насос — нужен для обеспечения регулировки t0 среды в системе нагрева воздушных масс снизу.

Помимо этого смесительный узел для теплого пола оснащается термостатом, который отключает подачу жидкой среды, если в подающей трубе t0 теплоносителя превышает заданную пользователем. То есть предохраняющий датчик соединен непосредственно с насосом системы водяного нагрева пола. Описать принцип работы смесительного узла теплого пола достаточно просто:

• нагретый до заданной температуры теплоноситель подается насосом к коллектору вспомогательной системы нагрева;
• у трехходового клапана, работающего совместно с предохранительным датчиком t0, регистрируется его градус;
• клапан срабатывает, если t0 выше заданных градусов в параметрах;
• начинается подача остывшей среды из обратки;
• узел для теплого пола выполняет подмес холодной среды к горячей субстанции;
• регистрация t0 среды после смешивания;
• если температура достигла установленной нормы, клапан срабатывает;
• подача горячей субстанции закрывается;
• подача в трубы теплоносителя корректной температуры.

Классический смесительный узел выполняет не только функцию подмеса остывшей среды в горячую жидкость, но и обеспечивает его движение по петлям. Именно эту функцию берет на себя циркуляционный насос. Современный термостатический смеситель для теплого пола может оснащаться и отводчиком воздуха, и байпасом (предупреждает перегрузки), и отсекающими/дренажными клапанами. Набор входящего в состав оборудования напрямую зависит от тех задач, которые поставлены перед системой нагрева. Поэтому если перед вами стоит проблема, как собрать смесительный узел для теплого пола своими руками, то первоначально рекомендуют определиться с функциональностью отопительного оборудования, а затем только закупать составляющие.

Устанавливается смесительный узел строго до контура системы. Место размещения не играет существенной роли — в комнате, где оборудован теплый пол, котельной и т.д. Хотя многие эксперты рекомендуют при обогреве свыше 2 комнат монтировать узлы подмеса локально — в обогреваемом помещении. Грамотно продумав устройство смесительного узла для теплого пола, можно организовывать водяные системы в квартирах многоквартирных домов. То есть проводить подключение вспомогательного нагрева к однотрубной системе. Также при сборке узла подмеса можно использовать двухходовые клапаны. Выяснив, из каких составляющих собирается смесительный узел для теплого пола и, разобрав принцип работы оборудования, рассмотрим схемы подключения.

Разновидности узлов смешения для теплого пола и схемы подключения

Недостаточно разобраться с тем, как самому собрать смесительный узел для теплого пола, нужно определиться с типом оборудования. На рынке можно найти:

• Узел распределительный последовательного вида смешивания.

Этот класс подмеса сред называют наиболее энергоэффективным. Это связано с тем, что среда обратки имеет низкую t0. А это значит, что теплоотдача максимальна. Но при этом узел последовательного смешения для теплого пола еще и наиболее производителен. Доказано, что расход циркуляционного насоса поступает непосредственно в петлю, для которой осуществлялась сверка t0 среды. Благодаря этим особенностям смесительный узел этого класса подмеса является идеальным оборудованием для низкотемпературных систем.

• Смесительный узел параллельного класса смешивания.

Применяется в системах водяных полов довольно редко, поскольку считается наименее производительным. Полный расход циркуляционного насоса поступает не в петлю водяной системы, а по разные стороны насосного узла для теплого пола, что создает существенные потери. При этом производители предлагают модели оборудования, в которых имеется и внутренние потери. Невысока и его энергоэффективность. Дело в том, что t0 среды идущей от оборудования приблизительно равна t0 настроечной среды. Поэтому эксперты не рекомендуют использовать смесительный узел для теплого пола, а устанавливать на высокотемпературные обогревательные системы.

Выбирая распределительное устройство, обращают внимание, что есть приборы последовательного подмеса с центральным и боковым смешиванием. Тип оборудования подбирается индивидуально по характеристикам системы. Устанавливая смесительный узел для теплого пола своими руками, нужно строго следовать рекомендациям производителя.

Двух- и трехходовой смесительный узел для теплого пола и схемы подключения

При организации вспомогательного нагрева воздушных масс снизу помещения можно установить своими руками смесительный узел для теплого пола с трехходовым краном или двухходовым. Схема и принцип функционирования систем будут разными. Применение двухходовых клапанов обеспечивает создание простейшей конструкции.

Их также можно найти в магазин под названием питающие краны. Двухходовый узел теплого пола снабжается термоголовкой и датчиком среды жидкостного класса. Благодаря дополнительным устройствам происходит контроль t0 среды.

Принцип функционирования системы будет следующим:

• постоянно циркулирующей средой системы является обратка — охлажденная субстанция;
• к ней при значительном остывании подается горячая жидкость от котла;
• после подачи среды от нагревательного котла установленный своими руками узел подмеса для теплого пола выполняет смешивание субстанции.

Главное преимущество двухходовых устройств — плавность нагрева среды. Они гарантируют отсутствие перегрузок системы, поскольку обладают низкой пропускающей способностью. За счет этого применять питающий смеситель для теплого водяного пола наиболее рационально в небольших помещениях — ванная или детская комната, спальня, кухня. Для обогрева площадей свыше 60 м2 его использование неразумно.

Трехходовой насосно-нагревательный узел для теплого пола выполняет две функции — балансировочного и питающего крана. Его принцип работы заключается в смешивании горячей среды с охлажденной обраткой (детально описан выше). Преимущество термосмесительного узла в возможности оборудовать систему дополнительными устройствами, позволяющими расширить ее возможности и упростить регулировку. Его считают универсальным оборудованием. Рекомендуют использовать:

• при обустройстве водяных систем на больших площадях;
• при снабжении отопительного оборудования погодными контролерами;
• в системах с количеством петель от 4 и более.

Имеет трехходовой смеситель теплого пола и недостатки. Главный из них — высокая пропускающая способность. Она при малейших отклонениях в работе заслонки устройства неизбежно приведет к существенному повышению t0 среды. Неизбежны перегревы. Второй недостаток — насосный узел может приводить к скачкам температуры. Если объем среды, идущей от котла, больше объема обратки, нестабильной работы не избежать. Именно поэтому в схемах смесительного узла с трехходовым клапаном всегда присутствует дополнительное контрольное оборудование — сервопривод, датчики, контролеры и пр.

Монтаж обоих видов устройств проводится строго по схеме. А как правильно установить трехходовой клапан на теплый пол, подскажут рекомендации производителя устройства.

Как отрегулировать теплые полы водяные на узле смешивания?

После подключения трехходового клапана к теплому полу, нужно проверить его корректность установки и отрегулировать работу. Для новичка эта процедура может показаться длительной и трудоемкой, но если следовать инструкции, представленной ниже в тексте, можно избежать ошибок. На первом этапе потребуется снять сервопривод. Затем действовать так:

• Выставить клапан в позицию 0.6 бар. Это предельное значение.
• Выставить балансировочный клапан петли.

Рассчитываем положение по формуле .

_{Кv6=〈〈t1 – t2обр〉/〈t2подачи – t2обр〉-1〉 * Кvt}

Цифрой 1 обозначаются контур радиаторов, а двойкой — водяной системы. Чтобы определить, какая должна быть пропускающая способность клапана для выбранной схемы теплого пола с трехходовым клапаном, нужно подставить все известные в формулу. Учитывают, что коэффициент К=0.9.

_{Кv6=〈〈t1 – t2обр〉/〈t2подачи – t2обр〉–1〉 * Кvt=((95-35)/(45-35)-1)*0,9=4,05}

• Отрегулировать в соответствии с полученными данными расход и потери насоса. Провести отладку его работы непросто. Поэтому эксперты рекомендуют выставить оборудование на минимум. В ходе эксплуатации водяной системы с распределительным узлом для теплого пола станет понятно, что мощности агрегата недостаточно. Значит, добавляется скорость ровно на 1 положении. Снова тестируется система. Если опять не хватает мощности, добавляют еще на 1 положение. Так до тех пор, пока желаемая скорость среды в системе не будет выставлена корректно.
• Настройка работы петель. Если в схеме коллектора теплого водяного пола с 3 х ходовым клапаном предусмотрен только 1 контур, этот этап можно смело пропустить. Балансировка петель выполняется только при наличии 2 и более контуров.
• Связывание термосмесительного узла для теплого пола с другими устройствами отопления. Чтобы выполнить эту процедуру необходимо все радиаторные клапаны поставить в положение открыто.
• Регулировка перепускного крана. Здесь выставляется значение давления на 10% больше максимального параметра насоса. Его можно посмотреть в технической документации к оборудованию.
• Проверка функциональности насосного смесительного узла в системе. Процедура выполняется для каждой петли по отдельности. На этом этапе также рекомендуется оценить физическую работу системы нагрева воздушных масс — равномерность, прогрев холодных зон и т.д.

На этом регулировка теплых полов в смесительном узле завершена. При выявлении на каком-либо этапе отклонений проводят сброс настроек и повторную регулировку. Процедура непростая, особенно если используется самодельный смесительный узел для теплого пола, поскольку есть немалый шанс некорректного подбора оборудования и сборки конструкции. Поэтому монтаж и регулировку водяной системы (самой сложной в подключении и настройке) разумнее доверить специалисту.

Здесь приведено несколько схем подключения трехходового смесительного клапана теплого пола, а также варианты систем с двух- и 4-ходовыми элементами. Их выбор зависит от индивидуальных особенностей системы и целесообразности. Купить насосно-смесительный узел теплого пола можно в специализированных магазинах. Лучшими считаются узлы смешивания для теплого пола производства торговой марки VALTEC, Uni Fitt Solomix, Oventrop, Watts и других. При выборе обращают внимание на комплектацию оборудования — с насосом и клапаном, без насоса и т.д.