Принцип работы гребенки для водяного теплого пола, схемы подключения и регулировка

Распределительная гребенка для теплого пола – это не какая-то отдельная деталь, а целый коллекторный узел, отвечающий за корректную работу контуров водяного напольного отопления. Наш материал поможет владельцам частных домов, планирующим обогреваться теплыми полами (сокращенно – ТП) , разобраться в устройстве и принципе действия этого узла, а также ознакомиться со схемами и разновидностями гребенок.

Принцип работы гребенки теплого пола

Задача напольного отопления – греть помещения всей поверхностью пола за счет теплоносителя, циркулирующего по трубам, которые заделаны в конструкцию перекрытия. Зачем нужна распределительная гребенка ТП:

1. От источника тепла идет 2 трубопровода – подающий и обратный, а греющих петель бывает 10 и больше. Воду от котла нужно распределить по контурам, причем не равномерно, а сообразно потребности в тепле.
2. Напольный обогрев — это низкотемпературная система отопления. Теплоноситель греется максимум до 55 °С, а рабочий график лежит в диапазоне 35—45 °С. Обеспечивать такой режим с помощью котла затруднительно и неэкономично. Поэтому применяются гребенки для теплого пола, регулирующие температуру воды.

При напольном обогреве гребенка нужна не всегда. Для 1—2 греющих контуров известные производители (например, Oventrop, Herz Armaturen и Danfoss) предлагают упрощенные недорогие приспособления с механическими терморегуляторами. Например, под брендом Oventrop продаются локальные регуляторы настенного монтажа Unibox и Unidis.

Базовый комплект распределительного узла включает в себя такие элементы:

• коллектор теплого пола на 2 и более отвода с термостатическими вентилями и расходомерами (ротаметрами);
• отсекающая арматура (шаровые краны);
• автоматические воздухоотводчики на каждую коллекторную ветвь;
• краны либо пробки для опорожнения;
• термометры;
• шкаф металлический.

Магистрали с теплоносителем, идущие от котла, присоединяются к коллектору, туда же подключаются подводки от греющих контуров теплых полов. За расход нагретой воды в каждой петле отвечают термостатические вентили, настраиваемые вручную либо управляемые автоматически. Величину расхода показывают колбы ротаметров, установленные на подающем (или обратном) коллекторе ТП.

Распределительная гребенка ТП в базовой комплектации

Справка. Коллекторы изготавливаются из латуни, нержавеющей стали и качественного пластика. С технической стороны разницы между ними нет, а по цене пластик обойдется дешевле металла на 15—20%.

В зависимости от выбранного принципа работы гребенки и способа регулировки температуры теплого водяного пола базовый комплект дополняется необходимыми элементами. Методы регулирования и соответствующие комплекты гребенок в сборе мы рассмотрим далее.

Регулировка количества (расхода) теплоносителя

Это наиболее простой и дешевый способ автоматического регулирования температуры напольного покрытия. Заключается в ограничении потока теплоносителя через контуры с помощью специальных термоголовок типа RTL, устанавливаемых на термостаты коллектора. В этом случае схема подключения петель теплого пола к гребенке реализуется без дополнительного циркуляционного насоса, как сделано на фото:

Так выглядят термоголовки RTL, очень похожи на обычные радиаторные

Принцип работы гребенки основан на способности термоголовок RTL ориентироваться на температуру обратного потока теплоносителя, а не окружающего воздуха.

На шкале головки устанавливается требуемая температура обратного потока (обычно – 40 °С). При ее достижении термочувствительный элемент нажимает на шток клапана, перекрывающего проходное сечение. Количество проходящего через контур теплоносителя снижается, нагрев поверхности пола прекращается. Когда вода в петле остывает ниже 40 °С, термоголовка снова отпускает шток, позволяя порции горячего теплоносителя от котла затечь в контур.

Устройство термостатического клапана и установка сервопривода вместо термоголовки

Чтобы напора центрального циркуляционного насоса хватало на преодоление гидравлического сопротивления греющих контуров, их длина не должна превышать 60 м, это обязательное условие. Иначе поверхность станет прогреваться неравномерно, как и помещение. Сборка такой гребенки для теплого пола не представляет сложности, при желании выполняется своими руками. Подробнее о количественной регулировке температуры ТП на коллекторе расскажет эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:

Качественное (температурное) регулирование ТП

В основу данной методики положен принцип смешивания остывшего теплоносителя, поступающего из системы напольного отопления, с горячей водой от котла. В результате в контуры подается теплоноситель заданной температуры 35…45 °С. К базовому комплекту гребенки добавляются элементы смесительного узла:

• дополнительный циркуляционный насос для теплого пола;
• двух– либо трехходовой клапан, смешивающий горячую и остывшую воду;
• термоголовка с выносным датчиком температуры;
• термостат безопасности, управляющий работой насоса.

Вместо приведенного набора деталей можно купить готовый смесительный узел с насосом, стыкующийся с гребенкой теплого пола. Ниже на рисунке показаны подобные узлы от бренда Danfoss, рассчитанные на тепловую мощность напольного отопления 9 и 13 кВт:

Схема подключения гребенки теплого пола с двухходовым клапаном и термоголовкой работает следующим образом:

1. На стадии нагрева двухходовой термостатический вентиль, установленный на подающей магистрали, находится в открытом положении, пропуская весь теплоноситель в систему напольного отопления.
2. При достижении температуры воды установленного значения (обычно — 45 °С) жидкость в колбе накладного температурного датчика расширяется и воздействует на сильфон термоголовки. Последний нажимает на шток 2-ходового термостатического клапана.
3. Вследствие дальнейшего роста температуры в котловой магистрали клапан перекрывает поток полностью. Теплоноситель циркулирует внутри системы теплых полов, побуждаемый собственным насосом.
4. После остывания воды в контурах на 1—2 °С жидкость в колбе датчика сжимается и клапан приоткрывается, подмешивая в контуры порцию горячей воды извне. Так температура теплоносителя на выходе из гребенки в теплые полы поддерживается на постоянном уровне.
5. Задача накладного термостата безопасности – остановить работу напольного отопления в аварийной ситуации, когда в контуры попадает вода с температурой более 55 °С. Термостат отключает циркуляционный насос и блок управления сервоприводами (при наличии). Рабочая схема гребенки со смесительным узлом показана на рисунке:

Примечание. Показанный на схеме перепускной клапан служит для запуска теплоносителя по кругу через байпас, когда вследствие автоматического регулирования все греющие контуры вдруг закрылись и насосу некуда качать воду (работа на закрытую задвижку).

Схема с трехходовым клапаном

Более плавную и точную регулировку температуры теплоносителя дает смесительный узел с 3-ходовым клапаном. Тогда распределительная гребенка работает немного иначе – смешивание происходит внутри клапана, а не в подающем коллекторе. Алгоритм работы такой же, как и в предыдущем случае, только регулирование происходит непрерывно и более точно. Устройство гребенки с трехходовым смесительным клапаном показано на схеме:

Насосный агрегат заставляет циркулировать теплоноситель по греющим контурам теплых полов

Управление смешивающим узлом осуществляется такими способами:

1. Вручную. Рукоятка на клапане фиксируется в 1 положении, потоки смешиваются в неизменных пропорциях. Это примитивный и непродуктивный способ, поскольку расход тепла системой напольного отопления – величина переменная.
2. Автоматически от термоголовки с выносным температурным датчиком. Используется смесительный термоклапан с нажимным штоком. При снижении температуры в обратном коллекторе термоголовка отпускает шток клапана и происходит подмешивание горячего теплоносителя, идущего от котла (показано выше на схеме).

Представленный способ – наиболее дорогой по стоимости комплектующих, монтажа и настройки, зато самый эффективный.

Управление греющими контурами

При качественном регулировании теплоносителя по температуре его расход остается неизменным, если не установить дополнительные средства автоматизации. Без них объем проходящей через контур воды настраивается только вручную – вентилями и ротаметрами, расположенными на подающем/обратном коллекторе. Но термоклапанами можно управлять и автоматически, если поставить на них сервоприводы.

Сервоприводы крепятся к термостатическим вентилям на обратном коллекторе и управляют ими по команде контроллера

Система работает так: в помещениях стоят проводные либо беспроводные терморегуляторы, следящие за температурой воздуха и связанные с единым блоком управления (контроллером). Он, получая сигналы от комнатных термостатов, посредством сервоприводов открывает и закрывает вентили на гребенке теплых полов. Таким способом контроллер может управлять напольным обогревом и радиаторной системой одновременно, что и показано на схеме:

Помимо температурного регулирования совместно с термостатами, контроллер умеет делать еще ряд интересных вещей:

• реагировать на изменения погодных условий на улице;
• заранее прогревать необходимые помещения к заданному времени;
• отключать обогрев теплыми полами в неиспользуемых комнатах;
• управляться дистанционно через GSM связь или интернет.

Использование сервоприводов и средств автоматизации не только повышает комфорт для проживающих, но и позволяет экономить 15—20% средств, затрачиваемых на оплату энергоносителей и таким путем снижать цену отопления частного дома.

Гребенка для теплого пола своими руками

Поскольку распределительная гребенка для теплых полов в сборе стоит немалых денег, есть парочка способов сэкономить, изготовив подающий и обратный коллектор своими руками:

• собрать узел из латунных или пластмассовых тройников, предназначенных для отопления.
• самостоятельно спаять гребенку из полипропилена.

В обоих случаях придется купить термостатические вентили и прочие элементы согласно выбранной схеме регулирования. Тройники соединяются на резьбе, а полипропиленовые фитинги – сваркой (пайкой). Количество соединений довольно велико, каждый стык нужно сделать надежно, чтобы впоследствии не возникло протечек. При изготовлении гребенки из полипропилена следует выдерживать время прогрева и соединять детали максимально быстро.

Главный недостаток гребенок для теплых полов, сделанных своими руками, — сложность предварительной настройки и регулировки без расходомеров. Расход теплоносителя придется определять наугад, даже когда длины труб в контурах одинаковы, поскольку теплопотери в помещениях разные.

Выводы и рекомендации

Судя по отзывам на форумах, домовладельцы знакомы с гребенками, оснащенными смесительным узлом и насосом. Примечательно, что далеко не все мастера знают о существовании термоголовок типа RTL. А они позволяют значительно снизить цену гребенки теплого пола, устанавливаемой в загородном доме небольшой или средней площади (до 250 м²). Отсюда рекомендации:

1. По возможности используйте заводскую или самодельную гребенку с термоголовками RTL, тогда не придется покупать циркуляционный насос и клапаны. Главное условие – протяженность контуров не более 60 м.
2. Если количество петель достигает 10 и более, а подающая магистраль от котла довольно длинная, подберите более мощный основной насос. Можно поставить агрегат Grundfos Alfa-2 15—60 с функцией Autoadapt для экономии электричества.
3. При длине контуров до 100 м, площади дома свыше 250 м² и сложной отопительной системе используйте гребенку с двух– или трехходовым клапаном (качественное регулирование).
4. При возможности оснащайте гребенку и систему напольного отопления средствами автоматизации. Для этого рекомендуется проконсультироваться со специалистом в данной сфере.

Примечание. Проектировщики и производители комплектующих для теплого пола категорически не рекомендуют делать длину трубы в одной петле более 100 м (Ø16 мм).

Желательно избегать ситуации, когда гребенка распределения стоит на 1 этаже, а теплые полы сделаны на 2 и 3 этажах. Узел лучше расположить ближе к контурам и провести к нему 2 магистрали, вместо того, чтобы прокладывать 10 или 20 труб от гребенки по стенам и сквозь перекрытия. Ответы на многие вопросы вы получите, просмотрев видео:

Принцип работы и монтаж гребенки для теплого пола

При обустройстве теплых напольных покрытий многие люди отдают предпочтение специальным распределительным механизмам — гребенкам для теплого пола. С их помощью можно повысить эффективность подобного обогревательного оборудования, а также достичь лучших показателей КПД. С таким устройством обогрев площади пола будет максимальным, а энергозатраты — практически незаметными.

Перед тем как начать разбираться с конструкцией гребенки для теплого пола, принципом работы и другими особенностями механизма, нужно понять, для чего он предназначается и в чем его преимущества. Узел обеспечивает сбалансированную работу обогревательных систем в напольных покрытиях, равномерно распределяя тепловой потенциал по всей площади.

В качестве теплоносителя зачастую используется обычная жидкость, которая поступает от котла или центральной магистрали к специальному узлу, где происходит смешивание с жидкостью. Вода начинает перемещаться по контурам, которые находятся под полами.

Cистема теплого пола обладает сложной схемой, которая состоит из нескольких контуров и разных по протяженности труб. Ей необходимо получать разный объем воды, что заставляет проводить монтаж специальных распределительных элементов. Если жидкость поступит на котел без распределения, то значительная ее часть окажется в самом малом контуре. Такое явление станет причиной интенсивного перегрева, при этом в длинных контурах тепла будет существенно не хватать.

Правильное обустройство гребенки для теплого пола своими руками — это лучший способ достичь оптимального расхода воды в конкретной зоне, учитывая потребность системы в теплоносителе. Такой подход позволяет равномерно прогревать и маленькое ванное помещение, и крупную гостиную или спальную комнаты.

Кроме этого, гребенка для теплых полов способна снижать температуру теплоносителя до определенных показателей (жидкость из котла и центральной магистрали поддается под температурой 70−80 градусов Цельсия, что негативно влияет на расход топлива). В результате возникает естественная необходимость охлаждения теплоносителя, для чего и используется такой узел, как гребенка. Внутри механизма находятся специальные датчики и клапаны, поддерживающие температурный режим в определенном уровне, который задается потребителем.

Разобраться с конструкционными особенностями гребенок совсем несложно. Даже неопытный покупатель, не имеющий профессиональных навыков, сможет понять, в чем заключается устройство такого узла и как им пользоваться. Итак, среди составных элементов гребенки выделяют:

• Подающий коллектор.
• Обраточный коллектор.
• Фиксирующие элементы для монтажа и сборки.
• Запорные краны.
• Термометр.
• Сливной кран.
• Устройство, сбрасывающее системный воздух.
• Насос.
• Клапан подачи в гребенку теплоносителя.

Если рассматривать каждую деталь по отдельности, то особое внимание нужно уделить коллектору подачи. Он являет собой горизонтальную трубу с двумя или более ответвлениями, а также специальными измерителями расхода жидкости при определенных нагрузках.

Аналогичными внешними характеристиками обладает и коллектор «обратки», ведь он тоже выполнен в виде трубы с ответвлениями. Однако принцип работы и задача этого механизма существенно отличаются. Вместо расходометров в приборе установлен термостатический клапан, или «термоголовка». Деталь регулирует температурный режим в разных зонах системы теплого пола.

Два коллектора фиксируются с помощью монтажных скоб. Что касается запорного крана, то он полностью перекрывает линии подачи и «обратки», которые направлены к гребенке от котла или централизованной магистрали.

Задача термометра очевидна и заключается в мониторинге температурного режима в коллекторной системе. Сливные краны сбрасывают воду для ремонтных работ или базового обслуживания системы. А кран Маевского, устройство для стравливания воздуха, предотвращает непредвиденное снижение КПД обогрева.

Насосное оборудование гарантирует правильное перемещение теплоносителя по системе, что необходимо для максимально эффективной работы. Кроме этого, гребенки могут оснащаться дополнительными элементами, включая фитинги, углы, тройники и другие соединительные элементы.

Чтобы поддерживать температурный режим в системе на одном уровне, к движущемуся теплоносителю добавляют определенное количество горячей воды от котла или общей магистрали. Для этого в узел устанавливают 2−3-ходовой клапан подачи.

Двухходовые клапаны фиксируются непосредственно перед гребенкой. Кроме этого, в них присутствуют выносные температурные датчики, установленные возле коллектора «обратки». Механизм может пребывать в двух состояниях — «закрытом» и «открытом». Они меняются с помощью изменения положения штока.

Принцип работы установки достаточно простой. После запуска системы 2-ходовой клапан открывается, а теплоноситель от установки проникает в гребенку. Затем к нему поступает остывшая вода от клапана «обратки», а готовый продукт переходит в подающий коллектор. В это время температурный режим будет измеряться выносным датчиком. Если жидкость уже прогрелась до определенного режима, клапан закроется, а дальнейшее поступление теплоносителя будет приостановлено. При этом процесс циркуляции продолжается.

Через какое-то время температура жидкости снижается и опускается ниже нормы. Дальше термоголовка клапана начнет поднимать шток, а наиболее прогретая вода будет поступать к теплоносителю в гребенке.

По конструкционным особенностям 2-ходовой клапан — это сложная, но надежная система, которая практически не поддается механическим повреждениям. Она изготовлена из высококачественных, устойчивых к высокому температурному режиму материалов, поэтому вероятность проникновения воды под напольное покрытие практически исключена. Но в плане точности и плавности регулировки эти изделия немного хуже трехходовых клапанов.

Пытаясь выполнить монтаж схемы гребенки своими руками, нельзя не рассмотреть принцип работы треххходового клапана. В отличие от предыдущего элемента, он гарантирует более слаженную работу, т. к. состоит не из двух, а из трех входов. Один узел принимает теплоноситель от котла, второй — от исходящего коллектора, а к третьему присоединена линия от коллектора «обратки». Подключить такой клапан к теплому полу совсем несложно. Принцип работы системы можно разложить на такие этапы:

1. 1. В начале работы в трехходовом клапане закрыта линия подмешивания, при этом подача теплоносителя от котла остается открытой. Нагретая жидкость начинает поступать в гребенку.
2. 2. Датчик, который находится в гребенке, уведомляет о превышении температурного режима, что вызывает смещение запорного механизма в клапане, а также открытие линии подмешивания. Линия подачи теплоносителя закрывается, а горячий теплоноситель наполняется остывшей жидкостью из линии «обратки». Если температурный режим превышает допустимую норму, подача от котла будет приостановлена.
3. 3. На следующем этапе температура теплоносителя начнет приходить в норму, при этом запорный элемент не будет менять свое расположение.
4. 4. После нескольких циклов движения теплоносителя температура жидкости заметно упадет. Такое явление будет зафиксировано клапаном, а запорный узел перекроет линию подмешивания.

Применяемый в подобном клапане принцип работы гарантирует плавную и точную регулировку температуры. Также он позволяет наиболее эффективно «подготавливать» теплоноситель для системы теплого пола с размерами до 150 квадратных метров. Несмотря на плюсы трехходового клапана, у него есть существенные минусы. Один из них заключается в недостаточно высокой надежности.

Разобравшись с принципом работы, схемой и особенностями монтажа гребенки, можно переходить непосредственно к выбору этой конструкции. Чтобы не ошибиться и принять правильное решение, нужно учесть такие параметры:

• Материал изготовления коллекторов.
• Число контуров, максимальный уровень давления и потока жидкости.
• Есть ли поддержка полной автоматизации, сколько датчиков измерения рабочих показателей установлено, присутствуют ли термостаты или электронные приборы, позволяющие более тонкую настройку.
• Компания-производитель.

Доступные на рынке модели гребенок создаются на основе самых различных материалов. Одним из наиболее востребованных является латунь. Она характеризуется высочайшей прочностью и долговечностью, но стоит недешево. При изготовлении такой конструкции применяется метод литья.

Также особым спросом пользуются изделия из нержавеющей стали, которые создаются с помощью сварочного аппарата. В плане прочности они практически не уступают предыдущему типу, но обладают существенным недостатком — неспособностью справляться с воздействием коррозийных процессов.

Следуя простым советам, можно выбрать надежную и качественную гребенку, которая сделает обогрев напольного покрытия максимально продуктивным. При этом подключение гребенки теплого пола займет совсем немного времени.