Как устроен смеситель для теплого пола – принцип работы, виды, правила установки

Для создания комфортного микроклимата в современных домах требуются новые, более эффективные системы отопления, одной из которых является «теплый пол». Подобные обогревательные узлы могут быть разного вида в зависимости от нагревательного элемента, однако внимания заслуживают электрические и водяные системы. В них горячая вода циркулирует по предварительно проложенному контуру, а нагревательный элемент равномерно распределяет тепло. Чтобы система работала более эффективно, требуется установка смесителя для теплого пола.

Назначение смесительного узла

В отличие от системы отопления с радиаторами, в которой теплоноситель следует нагревать до 80-90 градусов, напольный обогрев нуждается в более низкой температуре, не выше 40 градусов. В этом случае нахождение на полу будет комфортным, а риск получения ожогов минимальным. Смесительная группа создает определенные условия, благодаря которым нагреватели скрытого типа полноценно выполняют свою функцию.

Смесительный узел системы «теплый пол» является незаменимой составляющей, которая дает возможность подключения коллектора. Коллекторная установка позволяет смешивать горячую и холодную воду, тем самым создавая комфортный микроклимат в помещении. Но коллекторный узел для теплого пола также можно использовать как самостоятельный регулировочный аппарат.

В систему отопления врезают определенное насосное оборудование, которое обеспечивает принудительную циркуляцию воды по контуру «теплого пола». Большая часть такого оборудования оснащена двухходовыми или трехходовыми дросселями питания, которые регулярно добавляют холодную воду из обратного трубопровода в теплоноситель.

Преимущественные характеристики смесителя

Узел смешения для теплого пола имеет несколько преимущественных моментов, которые делают его более эффективным и популярным. Среди них особое внимание привлекает следующее:

• Система «теплый пол» со смесительным узлом потребляет на 50% меньше электроэнергии, чем электрические скрытые обогреватели.
• Термосмеситель регулирует температуру нагревательного устройства, не позволяя ей подниматься до максимальных пределов. Применение теплого пола полностью безопасно для всех обитателей дома, так как риск получения сильного ожога сводится к нулю, поскольку узел подмеса для теплого пола исключает подобные случаи.
• Система со смесительной группой для теплого пола может эксплуатироваться до полувека, несмотря на то, что теплоноситель имеет свойство изнашиваться. По сравнению с устройствами, имеющими аналогичные функции, теплый пол со смесительным узлом считается более выгодным. Соблюдение технологии укладки нагревательного блока позволяет увеличить срок службы всей системы.
• Система полностью соответствует гигиеническим и санитарным требованиям. Ухаживать за скрытым блоком достаточно просто, а регулярный подогрев способствует быстрому испарению влаги, следовательно, грибок и плесень в такой системе не образуются.
• Уровень нагрева системы может регулироваться в зависимости от уличных показателей температуры. Это возможно благодаря наличию статического термоклапана, подключенного к регулятору.
• Ручное управление позволяет самостоятельно регулировать работу смесительного узла.
• В системе может использоваться режим ограничения, благодаря которому в помещении поддерживается комфортный микроклимат. Терморегулятор позволяет устанавливать определенные температурные значения, а устройство поддерживает их. Следовательно, теплоноситель не будет сильно охлаждаться или перегреваться.

Основные функции смесителя и принцип его работы

С помощью насосно-смесительной группы для теплого пола теплоноситель циркулирует по системе и осуществляется его регулировка. Основными составляющими являются:

• Циркуляционный насос, с помощью которого теплоноситель принудительно движется по контуру системы «теплый пол».
• Термостатический двухходовой клапан, который подает в систему тепловой источник дол достижения определенных температурных значений.

Описание разных типов коллекторов

Смесительный коллектор для теплого пола является основной составляющей прибора, отвечающего за регулировку подачи воды. Эта составляющая имеет несколько разновидностей.

Тип № 1

Основную функцию этой модели выполняет трехходовой клапан, он смешивает новый теплоноситель, поступающий из котла, с тем, который имеет более низкую температуру. Его дросселя чаще всего имеют сервопривод, который необходим для управления работой термостата и погодозависящих датчиков.

Этот тип можно назвать самым оптимальным вариантом смесителя для теплого водяного пола, хотя нельзя не учитывать его недостатки. Во-первых, сигнал терморегулятора может привести к полному открытию клапана. В результате этого в трубопровод поступит большое количество воды, нагретой до температуры 85-90 градусов. Такие перепады чаще всего провоцируют разрыв теплоносителя в результате сильного повышения давления.

Во-вторых, регуляционная установка имеет повышенную пропускную способность. Это делает затруднительным процесс регулирования температурных условий, следовательно, обогрев помещений будет малоэффективным.

Несмотря на эти недостатки, теплый пол со смесительным узлом такого типа эффективно обогревает помещения, имеющие достаточно большую площадь.

Тип № 2

Этот тип смесителя для коллектора теплого пола основан на работе двухходового регулировочного клапана. В отличие от первого варианта смешивание воды происходит постоянно, а не по сигналу термодатчика. Следовательно, температурный режим напольной поверхности не превышает заданные показатели.

Особенностью двухходового клапана является малая пропускная способность, это означает, что температурные условия будут регулироваться стабильно и постепенно.

Недостатком такого типа является ограничение отапливаемой площади. Специалисты не рекомендуют устанавливать системы нагрева скрытого типа с таким смесительным узлом в помещения площадью не более 200 квадратных метров.

Описание коллекторной распределительной установки

Одной из важных элементов системы «теплый пол» является коллектор. Именно он регулирует режим нагревательных элементов и распределяет теплоноситель, нагретый до определенной температуры, по отопительному контуру.

Для полноценной и эффективной работы коллектора требуется установка дополнительных элементов, включая термоклапаны и расходомеры. Поэтому не рекомендуется заниматься самостоятельной сборкой смесительного узла для теплого пола без насоса. Лучше всего доверить выполнение монтажных и установочных работ профессиональному мастеру. Он правильно подберет комплектующие детали для сборки коллекторного блока.

Процесс монтажа

Подключать системы подобного типа должны именно специалисты или сервисные работники компании, поставляющей и реализующей смесители для системы «теплый пол». Однако для общего ознакомления можно изучить процесс ввода узла в работу. Кроме того эту информацию должны изучить домашние мастера, которые планируют самостоятельно выполнить работу подобного типа.

Монтаж распределительного узла для теплого пола состоит из пяти этапов:

• На первом этапе определяют место, где будет располагаться коллекторная группа, и подводят подающую и обратную трубу общей отопительной системы.
• На втором этапе выполняют подключение клапанов и коллекторного узла и проводят подготовительные действия для монтажа контура.
• Третий этап предполагает монтаж соединительных элементов и установку манометра, температурного датчика и других контрольных и измерительных приборов.
• Четвертый этап можно назвать тестовым, так как в это время настраивают работу смесительного узла и выполняют тестовые запуски системы. Это позволяет проверить правильность подключения и установки оборудования, а также убедиться в исправности работы коллекторного узла и всей системы в целом.
• На пятом заключительном этапе проверяют герметичность системы «теплый пол» и соединительных узлов. Если в результате проверок не выявлены протечки, а система безупречно функционирует, то монтаж коллекторного узла для теплого пола можно считать завершенным.

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.