Подключение теплого пола к системе отопления. Насосно-смесительные узлы

Как правильно подключить теплый пол к системе отопления

В современной системе отопления частного дома есть различные потребители тепла. И у каждого из них свои требования к температуре теплоносителя. Неоднократно отмечалось, что теплый пол — это низкотемпературный контур. Температура воды не должна превышать 40-45 град.С. Как же обеспечить одновременную работу в одной систем отопления низкотемпературного и контура и контура с высокой температурой. Задача этой статьи показать все возможные способы подключения теплого пола к системе отопления.

В низкотемпературных системах отопления теплый пол можно напрямую подключать к котлу через обыкновенный коллектор. Но на практике большинство систем отопления рассчитывается на температурный режим 75/65 град.С.

Как же правильно подключить теплый пол к системе отопления? Вспомним нормативные требования к теплому полу: температура поверхности напольного покрытия должна быть не более 26-29 о C. Для этого при толщине стяжки 30-70 мм температура теплоносителя в трубе должна быть 30-50 о C (подробнее в статье о водяных теплых полах). А работа котла рассчитана на температуру подачи до 75 о C. При таких условиях поверхность пола будет не теплой, а горячей.

Подключаем один контур теплого пола площадью до 10 кв.м.

Самый простой способ — это подключение через термостатический клапан. Он может применяться только для небольшой площади до 10 кв.м. Суть этого способа состоит в том, что контур теплого пола подключается напрямую к радиаторным веткам через тройники. Т.е. он как бы является своего рода радиатором, только заложен в стяжке пола. Где-нибудь в стене делается петля вверх и врезается термостатический вентиль. Нужно не забыть также рядом смонтировать воздухоотводчик.

Регулирование в простом контуре теплого пола желательно производить от температуры теплоносителя, то есть использовать термоголовку с выносным накладным или погружным датчиком, который прикрепляется к трубе. Возможно также производить регулирование от температуры воздуха в помещении, соответственно с термоголовкой, которая работает от температуры воздуха в помещении (термоголовку важно расположить правильно — читать инструкцию). Но при таком регулировании высокий риск превышения температуры поверхности пола выше нормы.

Самостоятельно собранная конструкция может выглядеть примерно так, как на рисунке. Это экономный вариант. Под него необходимо делать короб и устанавливать лючок.

Для описанного простого способа подключения теплого пола можно использовать уже готовые узлы, предлагаемые разными производителями, например, Danfoss FHV + FJVR/RA2000 или Simplex ER-TH/ER-RTL/RTL. На такие узлы придется затратиться относительно самодельного варианта, но и эстетический эффект будет соответствующий.

Описанный выше способ подключения через термостатический клапан не является полноценным. Он не защищает полностью от перегрева поверхности пола по оси нагревающего элемента. Также он допускает неравномерность прогрева пола как по всей площади, так и полосами/кольцами по шагу трубы. Это вызвано невысокой скоростью теплоносителя и большой разностью температур. Еще раз заметим, что обратка теплого пола находится обычно в пределах 30-35 град.С, а подача от котла в морозные дни может достигать 75 град.С. Таким образом, разность температур теплоносителя на входе в теплый пол и на выходе составит до 45 град.С(!) при необходимой около 5 град.С.

Изображение показывает принципиальный недостаток рассматриваемого способа подключения. Практика показывает, что в большинстве случаев и в течение основной части отопительного сезона, когда подача на котле стоит на 50 град.С, такие схемки показывают абсолютную работоспособность.

Насосно-смесительные узлы теплого пола

Гарантированное качество водяного теплого пола можно получить, если подключить его к системе отопления с помощью насосно-смесительного узла. В его задачу входит обеспечение высокой скорости движения теплоносителя и возможность точно регулировать температуру в контуре теплого пола независимо от контура радиаторов.

Насосно-смесительные узлы могут основываться на термостатическом клапане или на трехходовом смесительном клапане. Принципиальная схема работы таких узлов показана на рисунке.

Насос (1) обеспечивает циркуляцию теплоносителя в контуре теплого пола. Это гарантирует равномерность нагрева по всей площади. Смесительный клапан (6) добавляет в остывшую воду обратки теплого пола (3) горячую воду из высокотемпературного контура (4), обеспечивая тем самым необходимую температуру подачи теплого пола (2). Часть остывшего теплоносителя выводится обратно в высокотемпературный контур (5). В левом узле добавление горячей воды обеспечивает термостатический клапан (7), который выносным датчиком (8) меряет температуру воды в контуре теплого пола.

При том, что оба насосно-смесительных узла являются полностью работоспособными, я отдаю предпочтение трехходовым смесительным клапанам, особенно при количестве контуров теплого пола более 3-х.

Если на коллекторе теплого пола стоят сервоприводы, то на случай автоматического перекрытия всех контуров необходимо предусмотреть байпас с перепускным клапаном.

Дополнительно насосно-смесительный узел можно укомплектовать защитным устройством, которое отключает насос в случает превышения температуры теплоносителя выше граничной. Это может пригодиться на случай какой-либо аварии, особенно в помещениях с дорогим напольным покрытием с жесткими требованиями по температуре.

Разделяем гидравлически теплый пол и систему отопления

Для того, чтобы исчерпать тему подключения водяного теплого пола к системе отопления, необходимо подчеркнуть, что смесительные узлы содержат насос. Когда в системе отопления работают два насоса одновременно (насос котла и смесительного узла), то это приводит к их конфликту и нарушению гидравлических режимов в контурах. Для небольших частных домов с двумя насосами на это можно закрыть глаза, такая система проверена уже многими годами. Но в частных домах с несколькими единицами теплопотребляющего оборудования со своими насосами систему нужно усовершенствовать (да и небольших домов это тоже касается). Для таких случаев подключение необходимо осуществлять либо через гидравлический разделитель, либо через теплообменник. Тогда насос котла и теплого пола смогут работать параллельно, обеспечивая расчетные гидравлические режимы в своих контурах.

Обсудить эту статью, оставить отзыв в Google+ | Вконтакте | Facebook

Коллектор (смесительный узел) для водяного теплого пола

При устройстве водяного подогрева пола укладывается немалое количество труб — несколько отрезков, которые называют контурами. Все они заводятся на устройство, раздающее и собирающее теплоноситель — коллектор для теплого пола.

Назначение и виды

Теплый водяной пол отличается большим количеством контуров труб и невысокой температурой циркулирующего в них теплоносителя. В основном требуется нагрев теплоносителя до 35-40°C. Единственные котлы, которые способны работать в таком режиме, — конденсационные газовые. Но они устанавливаются редко. Все остальные виды котлов на выходе выдают боле горячую воду. Однако ее с такой температурой в контура запускать нельзя — слишком горячий пол это некомфортно. Чтобы снизить температуру и нужны узлы подмеса. В них, в определенных пропорциях, смешивается горячая вода с подачи и остывшая из обратного трубопровода. После чего, через коллектор для теплого пола, она подается на контура.

Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом

Чтобы во все контура поступала вода одинаковой температуры она подается на гребенку теплого пола — устройство с одним входом и некоторым количеством выходов. Подобная гребенка собирает остывшую воду с контуров, откуда она поступает на вход котла (и частично идет в узел подмеса). Это устройство — гребенки подачи и обратки — называют еще коллектором для теплого пола. Он может идти с узлом подмеса, а может — только гребенки без какой-либо дополнительной «нагрузки».

Материалы

Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:

• Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
• Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.
• Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.

Коллектор для теплого пола на 6 контуров

При установке к подающей гребенке коллектора подключаются входы контуров теплого пола, к гребенке обратного трубопровода — выходы петель. Подключаются они попарно — чтобы проще было регулировать.

Комплектация

При устройстве водяного теплого пола рекомендуют делать все контура одной длины. Необходимо это для того, чтобы теплоотдача каждой петли была одинаковой. Жаль только что этот идеальный вариант встречается нечасто. Намного чаще отличия по длине есть, причем существенные.

Для выравнивания теплоотдачи всех контуров на подающей гребенке ставят расходомеры, на обратной гребенке — регулировочные вентили. Расходомеры — это устройства с прозрачной пластиковой крышкой с нанесенной градуировкой. В пластиковом корпусе находится поплавок, который отмечает с какой скоростью движется теплоноситель в данной петле.

Понятно, что чем меньше проходит теплоносителя, тем прохладнее будет в комнате. Для корректировки температурного режима изменяют расход на каждом контуре. При такой комплектации коллектора для теплого пола делают это вручную при помощи регулировочных вентилей, установленных на обратной гребенке.

Расход изменяют поворотом ручки соответствующего регулятора (на фото выше они белого цвета). Чтобы проще было ориентироваться, при монтаже коллекторного узла, все контура желательно подписать.

Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)

Такой вариант неплох, но регулировать расход, а значит, и температуру приходится вручную. Это далеко не всегда удобно. Для автоматизации регулировки на входах ставятся сервоприводы. Они работают в паре с комнатными термостатами. В зависимости от ситуации, на сервопривод подается команда закрыть или открыть поток. Таким способом поддержание заданной температуры автоматизируется.

Строение смесительного узла

Смесительная группа для теплого пола может строиться на основе двухходового и трехходового клапана. Если система отопления смешанная — с радиаторами и теплыми полами, то в узле присутствует еще и циркуляционный насос. Даже если в котле имеется свой циркуляционник, все петли теплого пола «продавить» он не сможет. Потому и ставят второй. А тот, который на котле, работает на радиаторы. В таком случае эту группу иногда называют насосно-смесительным узлом.

Схема на трехходовом клапане

Трехходовой клапан — это устройство, которое смешивает два потока воды. В данном случае — это разогретая вода подачи и более холодная вода с обратного трубопровода.

Принцип работы трехходового клапана

Внутри этого клапана установлен подвижный регулирующий сектор, который регулирует интенсивность потока более холодной воды. Управляться этот сектор может от термореле, ручного или электронного термостата.

Схема смесительного узла на трехходовом клапане проста: к выходам клапана подключается подача горячей воды и обратка, а также выход, который идет к подающей гребенке коллектора для теплого пола. После трехходового клапана устанавливается насос, который «давит» воду в сторону подающей гребенки (направление важно!). Чуть дальше насоса установлен температурный зонд от термоголовки, установленной на трехходовом клапане.

Схема смесительной группы для теплого водяного пола на трехходовом клапане

Работает все так:

• От котла поступает горячая вода. В первый момент она пропускается клапаном без подмеса.
• Датчик температуры передает на клапан информацию о том, что вода горячая (температура выше заданной). Трехходовой клапан открывает подмес воды из обратки.
• В таком состоянии система работает до тех пор, пока температура воды не достигнет заданных параметров.
• Трехходовой клапан перекрывает подачу холодной воды.
• В таком состоянии система работает пока вода не станет слишком горячей. Далее снова открывается подмес.

Алгоритм работы несложный и понятный. Но данная схема имеет существенный недостаток — есть возможность того, что при сбоях в контура теплого пола будет подаваться горячая вода напрямую, без подмеса. Так как трубы в теплый пол укладываются в основном из полимеров, при длительном воздействии высоких температур они они могут разрушиться. К сожалению, данный недостаток в этой схеме не устранить.

Обратите внимание, что на схеме выше зеленым цветом нарисована перемычка — байпас. Она нужна для того, чтобы исключить возможность работы котла без расхода. Эта ситуация может возникнуть тогда, когда все запорные вентили на коллекторе для теплого пола будут закрыты. То есть возникнет ситуация, когда расхода теплоносителя не будет совсем. В этом случае, если байпаса в схеме нет, котел может перегреться (даже перегреется наверняка) и сгореть. При наличии байпаса вода с подачи через перемычку (делается трубой, диаметр которой на шаг меньше магистральной) будет подаваться на вход котла. Перегрева не произойдет, все будет работать в штатном режиме до тех пор, пока не появится расход (не понизится температура в одном или нескольких контурах).

Схема на двухходовом клапане

Двухходовой клапан ставится на подаче от котла. На перемычке между подающим и обратным трубопроводом устанавливается балансировочный клапан. Это устройство регулируемое, оно настраивается в зависимости от требуемой температуры подачи (регулируется обычно ключом-шестигранником) . Он определяет количество подаваемой холодной воды.

Двухходовой клапан нужно установить управляемый с датчиком температуры. Как и в предыдущей схеме, датчик ставится после насоса, а насос гонит теплоноситель в сторону гребенки. Только в этом случае изменяется интенсивность подачи горячей воды от котла. Соответственно, меняется температура подаваемой воды на входе насоса (поток холодной настроен и стабилен).

Схема смесительного узла на основе двухходового клапана

Как видите, подмес холодной воды в такой схеме идет всегда, так что в данной схеме попадание воды в контура напрямую от котла невозможно. То есть схему можно назвать более надежной. Но смесительная группа на двухходовом клапане может обеспечить обогрев только 150-200 квадратных метров теплых водяных полов — нет клапанов с большей производительностью.

Выбор параметров клапанов

И двухходовые и трехходовые клапана характеризуются пропускной способностью или производительностью. Это величина, отображающая количество теплоносителя, которое он в состоянии через себя пропустить в единицу времени. Чаще всего выражается в литрах в минуту (л/мин) или в кубометрах в час (м 3 /час).

Вообще, при проектировании системы, требуется сделать расчет — определить пропускную способность контуров теплого пола, учесть гидравлическое сопротивление и т.п. Но если коллектор для теплого пола собирается своими руками, расчеты делают крайне редко. Чаще основываются на опытных данных, а они таковы:

• клапана с расходом до 2 м 3 /час могут обеспечить нужны примерно 50-100 кв.м. теплого пола (100 квадратов — с натяжкой при хорошем утеплении).
• если производительность (обозначается иногда как KVS) от 2 м 3 /час до 4 м 3 /час, их модно ставить на системы, в которых площадь теплого пола не более 200 квадратов;
• для площадей более 200 м2 требуется производительность более 4 м 3 /час, но чаще делают два узла подмеса — это получается проще.

Материалы из которых делают клапана — двухходовые и трехходовые — латунь и нержавеющая сталь. При выборе эти элементы стоит брать только фирменные и проверенные — от их работы зависит работа всего теплого пола. Есть три явных лидера по качеству: Овентроп, Эсби, Данфос.

Название	Подсоединительный размер	Материал корпуса/штока	Производительность (KVS)	Максимальная температура воды	Цена
Danfoss трехходовой VMV 15	1/2″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	2,5 м3/ч	120°C	146€ 10690 руб
Danfoss трехходовой VMV-20	3/4″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	4 м3/ч	120°C	152€ 11127 руб
Danfoss трехходовой VMV-25	1″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	6,5 м3/ч	120°C	166€ 12152 руб
Esbe трехходовой VRG 131-15	1/2″ дюйм	латунь/композит	2.5 м3/ч	110°C	52€ 3806 руб
Esbe трехходовой VRG 131-20	3/4″ дюйм	латунь/композит	4 м3/ч	110°C	48€ 3514 руб
Barberi V07M20NAA	3/4″ дюйм	латунь	1.6 м3/ч	предел регулировки — 20-43°C	48€ 3514 руб
Barberi V07M25NAA	1″ дюйм	латунь	1.6 м3/ч	предел регулировки — 20-43°C	48€ 3514 руб
Barberi 46002000MB	3/4″ дюйм	латунь	4 м3/ч	110°C	31€ 2307руб
Barberi 46002500MD	1″ дюйм	латунь	8 м3/ч	110°C	40€ 2984руб

Есть еще один параметр, по которому надо выбирать — пределы регулировки температуры теплоносителя. В характеристиках обычно указывается вилка — минимальная и максимальная температура. Если вы проживаете в Средней Полосе или южнее, на период межсезонья комфортная температура в помещении поддерживается если нижний предел регулировки 30°C или меньше (при 35°C уже жарко). В этом случае пределы регулировки могут выглядеть так: 30-55°C. Для более северных регионах или при плохом утеплении пола берут с пределом регулировки от 35 градусов.

При сборе смесительная группа устанавливается перед коллектором для теплого пола. Тогда в контура попадает теплоноситель нужной температуры.