Смесительные узлы для теплого пола — делаем своими руками

Пол с подогревом давно не представляет собой предмет роскоши. Данная система низкотемпературна, по этой причине узел — это незаменимая часть данной конструкции.

Сущность смесительного узла для теплого пола

Модуль подмеса — это устройство, которое контролирует понижение температуры теплоносителя. Применяется она исключительно для водного типа конструкций.

Смесительный узел включает в себя регулирующий клапан и циркуляционного насоса. Клапан требуется для контроля количества поступаемой горячей воды. Следует так же уточнить, горячая вода и более холодная вода смешиваются именно в нем. В тот момент, когда температура становится выше установленной, отмыкается клапан и происходит смешение холодной воды с горячей.

Температура поверхности располагается я в пределах 20-27°C (в том случае, если основное отопление перекладывается на радиаторы). Если система теплого пола используется для обогрева всей квартиры, её верхний предел определяется санитарными нормами: 31°.

Если котельная установка нагревает воду не исключительно для горизонтальных поверхностей, то коммутация смесителей необходима.

Насосно-смесительный узел (НСУ)

НСУ — устройство, которое служит для образования круговорота воды с заданной температурой

1. Коллекторный блок — это готовая система, предназначенная для подключения нескольких веток теплого пола к одному СУ. Такой блок объединяет в себе дающий и обратный коллекторы. Каждый коллекторный блок предназначен для определенного количества Вт. поэтому обязательно при покупке уточняйте значение.

2. Насос незаменим для циркуляции воды по системе отопления. Горячая вода смешивается с остывшей и вынуждает двигаться крыльчатку насоса. Он смешивает два типа воды, проталкивая их по системе. Если площадь отопления мала, то клапан отворяют, и потребление остывшей воды увеличивается. В случае с большой площадью требуется больше петель теплого пола, следовательно, клапан прикрывают.

3. В большинстве моделей НСУ смеется вентиль с термостатом, который предназначен для контроля стабильной температуры. Вентиль является погодозависимым узлом регуляции. Если ваше отопление обособлено от уличной температуры, то четкая настройка вентилю не требуется, по этой причине можно использовать 2-х ходовой клапан. В остальных случаях вам понадобится 3-х ходовой. Существуют автоматические вентили, которые можно запрограммировать на понижение температуры в определенные часы времени. Например, в случае, если вы уезжаете на работу). Автоматические клапаны наиболее оправданы и легки в эксплуатации.

4. регуляторы расхода.

• поплавковый тип. Это прозрачный стаканчик, на котором изображена шкала значений расхода (обычно от 1 до 5 литров в минуту). В колбе находится алый поплавок, который под давлением поднимается на нужную отметку. Недостатки таких регуляторов: придется делать расчетный проект, чтобы указать правильные данные, а также колбы быстро покрываются налётом накипи из-за чего значения становятся не пригодны.
• балансировочный клапан, снабженный шкалой (обычно от 1 до 10) пропорционально- зависящей от длины трубы. Этот прибор интуитивно понятен в настройке: во время укладки трубы записывается длина каждого контура, после чего во время настройки выставляются балансиры пропорционально каждой отметке. (отметка 10 — это самая большая длина, 1 — самая меньшая).

5. Смесительные клапаны — устройства с разгруженным конусом, который позволяет применять при высоком перепаде давления с маломощными приводами. Направление потока рабочей среды изображено на корпусе клапана. для двухгодового клапана вход и выход: А и В, для трехгодового выход АВ. Монтаж клапана осуществляется согласно инструкции.

• Двухходовой клапан пропускает воду только в одном направлении при обратной установке клапан не будет корректно работать или вообще выйдет из строя.
• Трехгодовой клапан представляет собой конструкцию с тремя отверстиями: два входа, один выход. Клапан удерживает температуру теплоносителя на выходе, в заданных пределах.

Основные схемы узлов подмеса

Подобные схемы необходимы для того, чтобы собрать узел подмеса своими руками.

Номинальная S 20-25 метров в квадрате. Ручная регулировка температуры.

6 — соединители устанавливаются при подключении к радиаторы трубам

10 — соединение трубы от нагревательного котла

11 — из контура

Те же условия, но автоматический тип регулировки

Площадь 60 метров в квадрате. Регулировка автомат.

3 — подача воды

12 — место монтировки контуров

клапан направить «+» в направлении котла.

Цена смесительных узлов

Средние расценки самых популярных марок. (Актуальность конец 2015 года)

Каким образом можно своими руками соорудить смесительный узел

Перед установкой тщательно изучите инструкцию

Советы профессионалов:

• Обозначить возможность свободно дотягиваться до вентилей, клеммных коробок насосов, электроприводов, регулирующих клапанов.
• Устройство вывода воздуха следует установить там, где могут появиться воздушные пузыри
• Не упускать из виду данные температуры теплоносителя при покупке контурных труб
• Постарайтесь не устанавливать поток жидкости на участках с минусовой температурой. Если невозможно полностью это исключить, то стоит свести к минимуму.
• Балансировочный вентиль закроется при если установить границы максимального уровня температуры
• На элекродеталях устройства недопустимо попадание любой жидкости
• в первую очередь собирается узел, а за ним электроприводы регулирующих клапанов. Затем подается питание.

Схема подключения

Главное в технологии — монтаж термометров, встраиваемых в падающий и возвратный клапан. Они выполняют — контроль нагрева воды. Предохранительный клапан -это терморегулятор. Помните, что главная ошибка установки — неправильное расположение смесительных узлов (задом на перед или вверх ногами)

Место установки, конечно, можно выбрать так, как вам удобно, но лучшие варианты это — жилое помещение, специальный коллекторный бокс, котельная. Но для лучшего распределения давления, а также вашего личного удобства, устанавливать по возможности ближе к нагревателю.

Тонкости монтажа

• Любой смесительный узел должен доходить до основания теплого пола.
• Допускается и лево и правосторонняя коммутация.
• В комнатах с S меньше 20 квадратных метров коллекторную группу необходимо присоединять к краю радиатора.
• Обязательно в конце установки сделайте пробное включение, чтобы установить пропускную мощность согласно вашему комфорту.

Уличные температурные датчики(метеодатчики)

Главная функция погодозависимых контроллеров — автоматическое регулирование температуры системы отопления на основании температуры окружающей среды. Регулярность замеров может быть выстроена автоматически (производителем) или вручную.

Средний показатель равен 20с. Если случится превышение или понижение заданных параметров контроллер перемещает заслон вентиля на 4°30’. При установке метеодатчика, вы можете забыть о «безостановочном» ручном контроле отопления.

Самодельный насосно-смесительный узел для теплого пола

При устройстве водяного теплого пола используется различное количество конструктивных элементов, которые необходимы в обязательном порядке, или без которых система работает неправильно и не оптимально. К ним относится и смесительная группа для теплого пола. Для чего необходим этот элемент и возможно ли соорудить смесительный узел для теплого пола своими руками? Рассмотрим эти вопросы подробнее.

Необходимость смесительных узлов в системе теплого пола

При устройстве водяного отопления с использованием радиаторов или другого высокотемпературного оборудования, теплоноситель может на них подаваться практически любой температуры, которую способен выдать котел. Но ситуация с тёплыми полами кардинально отличается. По строительным нормам и здравому смыслу существует ограничение максимальной температуры поверхности пола. Превышение которой делает эксплуатацию системы не комфортной и даже опасной.

Например, по СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» максимальная температура пола, в котором используется система встроенного подогрева не может превышать:

• 26 °C для комнат с постоянным пребыванием людей;
• 31 °C для комнат с временным пребыванием людей и некоторых зон крытых плавательных бассейнов;
• 23 °C для дошкольных учреждений.

Эти ограничения затрудняют использование котла без смесительного узла для теплого пола. Так как без него теплоноситель неизбежно будет поднимать температуру теплого пола выше граничного значения. А температура теплоносителя может достигать уровня выше 80 °C.

Смесительный узел теплого пола в таком случае позволяет подавать в трубы теплоноситель оптимальной температуры. Принципиально ли его применение и можно ли выйти из положения без него?

Обязательность использования смесительных узлов

Как мы уже определились, основная цель смесительного узла – это поддерживать температуру воды в системе на требуемом уровне. Для этого берется часть воды от котла с повышенной температурой и смешивается с некоторым количеством воды из «обратки» до достижения требуемого уровня, который позволяет достичь оптимальной температуры пола.

Если исключить из схемы насосно-смесительный узел для теплого пола, то необходимо обеспечить поддержку температуры другим способом. Как вариант, возможно применение низкотемпературного котла, который способен обеспечивать температуру подаваемой воды в районе 35-38 °C, чтобы поддерживать требуемый нагрев пола. Чаще всего для этих целей рекомендуют электрокотлы. Также в таком режиме работают водяные тепловые насосы.

Схема теплого пола без смесительного узла.

Следует также иметь в виду, что теплый пол без смесительного узла практически невозможно использовать при комбинации напольного и радиаторного нагрева, так как для радиаторов температура должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечивать оптимальную теплоотдачу. Если же теплый пол используется как основной источник, то при применении хорошего котла с подходящими характеристиками смесительный узел может не использоваться.

Итак, если необходимость смесительного узла не ставится под сомнение, как поступить в таком случае? Можно применить изделие заводского изготовления, которое рассчитано и протестировано для бесперебойной работы, но основным недостатком таких систем является их дороговизна.

Как вариант можно использовать самодельный смесительный узел для теплого пола. Основное его преимущество – существенно меньшая цена. В среднем, такой узел выходит в 3-4 раза дешевле, чем заводского изготовления, но возникают вопросы в его расчете и подборе элементов. Ведь при неправильном подборе теплый пол будет работать неравномерно или вообще его эксплуатация будет существенно затруднена.

Как создать своими руками смесительный узел? В общем, основные задачи при такой постановке вопроса сводятся к следующим пунктам:

• выбрать схему и конструкцию смесительного узла;
• подобрать необходимые элементы;
• рассчитать производительность насоса и характеристики других изделий;
• смонтировать узел.

Принципы монтажа ничем не отличаются от создания отопительной сети. Основное внимание нужно уделить расчету, выбору схемы и подбору оборудования. На чем и будем акцентировать внимание далее.

Схемы смесительных узлов

Схема смесительного узла теплого пола разрабатывается таким образом, чтобы грамотно получить теплоноситель требуемой температуры. Все существующие современные схемы смесительных узлов разделяются на две большие группы:

Это разделение проходит по схеме движения теплоносителя. Чем отличаются оба типа?

Параллельные

Параллельная схема смесительного узла для теплого пола конструируется таким образом, что после смешения вода нужной температуры подается не только на сам тёплый пол, но и в контур отопительного прибора. Это накладывает особенности на функционирование. Так как часть подготовленного теплоносителя не попадает в сеть теплого пола, необходимо применение насоса большей производительности.

Последовательные

Для функционирования последовательной схемы необходим насос меньшей производительности, чем при использовании такой же схемы параллельного типа. Это связано с тем, что после смешения весь подготовленный объем теплоносителя циркулирует непосредственно в контуре теплого пола. В общем, такая схема более подходящая и чаще всего используется в современных условиях.

Для понимания разницы между каждой схемой можно ознакомиться с рисунками.

Элементы и комплектующие

Для создания всех описанных схем используется некоторое количество запорно-регулирующей арматуры и комплектующих. Часть элементов обязательна, такие как циркуляционный насос, часть используется при необходимости. В общем в большинстве изготавливаемых узлов применяют:

• циркуляционный насос требуемой производительности;
• регулировочный клапан (2-х или 3-х ходовой) с термоголовкой или термостатический клапан;
• термометры подачи и обратного теплоносителя (не обязательно);
• перепускные, балансировочные и запорные клапаны;
• шаровые краны;
• воздухоотводчики.

Основными элементами являются регулировочные клапаны и насос, работа которых и позволяет получить теплоноситель требуемой температура в необходимом количестве.

Клапаны и краны

Узел подмеса воды для теплого пола обязательно включает в себя клапанные краны. Рассмотрим особенности и сферу применения некоторых из них:

3-ходовой клапан представляет собой устройство, которое используется для смешивания, разделения, или переключения потоков воды или другого теплоносителя между собой. В применении к смесительным узлам их основная задача – создать смесь с необходимой температурой для подачи в сеть теплого пола с использованием горячего потока от котла и охлажденного теплоносителя из обратного трубопровода.

3-х ходовой клапан с термоголовкой.

Двухходовой клапан способен изменять расход теплоносителя из одного источника. То есть при его использовании регулируется поток. При уменьшении сечения клапана, объем проходящего через него теплоносителя уменьшается, а необходимое для работы насоса количество воды забирается из другого трубопровода.

2-х ходовой клапан.

Любой из описанных клапанов представляет собой просто запорный механизм, регуляция которого возможна некоторыми методами. Самый простой – ручной, когда поток перекрывается с помощью вентиля. Но для смесительных узлов в теплых полах это практически не применяется, так как автономность такой системы сомнительна.

Чаще всего применяются термоголовки, которые автоматически регулируют степень открытия клапанов в зависимости от показаний термодатчика, который крепится к подающему или обратному трубопроводу. Возможно также использование сервоприводов.

Существуют также термостатические трехходовые клапана, к которым подсоединяются две ветки с разной температурой и из которых отходит теплоноситель с заранее выбранной температурой. В таком клапане регуляция температуры осуществляется встроенными в корпус прибора датчиками. В отличие от выносного датчика, как в термоголовках с 3-х ходовым клапаном.

Термостатический трехходовый клапан

При выборе как 3-х ходового, так и двухходового клапана важно иметь представление о такой характеристики как пропускная способность (Kvs, Kv). Она означает, какой максимальный поток теплоносителя способен в полностью открытом положении пропустить через себя клапан при перепаде давления 1 Бар. Kvs клапана стандартизирован и указывается в характеристиках – 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 10…

В общем Kvs зависит от расхода жидкости и перепада давления на клапане. Для этого используют формулу Kvs=G-√dp, где dp корень из перепада давления на клапане, G – расход воды.

Для примера можно сказать что для теплого пола площадью приблизительно 50 м² с потерей давления около 8 кПа обычно хватает клапана с Kvs 1.6. При аналогичной системе 150 м² и 10 кПа уже нужно использование трехходового клапана с Kvs 4.0.

Насос

Обязательным элементом смесительного узла является насосная группа для теплого пола, который подбирается таким образом, чтобы обеспечить подачу расчетного количества теплоносителя на теплый пол. При выборе также учитывается потери давления в самой длинной петле теплого пола. Потери зависят от длины ветки наличия кранов и вентилей, поворотов и других элементов, которые создают сопротивление движению теплоносителя. Для расчета удобно использовать специальные программы, которые разрабатывают производители теплых полов или использовать формулы из справочников.

Расчет теплоносителя в контуре теплого пола можно рассчитать по такой формуле:

Q=3600⋅P/c⋅(tп-tо), где P – мощность всех петель теплого пола; с – теплоемкость (для теплоносителя – воды она составляет 4,2 кДж/кг); tп и tо – расчетная температура подающего и обратного трубопровода. Обычно, разница не должна превышать 10 °C.

Например, при температуре подающего и обратного трубопроводов 35 и 25 °C, и мощности системы 8 кВт расход теплоносителя будет составлять: G=3600⋅8/4,2⋅(10) = 685 л/ч (0,685 м³/ч).

По найденному расходу и заранее рассчитанным потерям давления в сети по номограммам насосов выбираем модель требуемой производительности.

Выбор насоса по номограмме.

Для учета потерь давления необходимо провести гидравлический расчет теплого пола. Для этого учитывают много параметров – длину петель, диаметр, количество и характеристики всех местных сопротивлений (отводы, клапаны, повороты, и т. д.). Для упрощения расчета многие производители предоставляют специальные программы.

В общие потери входит:

1. Потери давления в трубопроводе. Они зависят от длины самой протяженной петли теплого пола, скорости движения воды в ней и диаметра и материала трубы. Выше мы нашли общий расход теплоносителя, проходящий через насос. Его количество в каждой петле может разниться от характеристик коллектора, настроек регулирующих клапанов и т.д., но для приблизительного расчета можно использовать значение 0,04 л/мин. То есть, если у вас ветка длиной 50 м, то расход для нее должен составлять приблизительно 2 л/мин. По этому значению и по потере давления на одном метре используемого трубопровода находим общие потери давления в петле. Удельные потери давления на 1 метре трубопровода находятся по номограмме потерь для конкретной трубы, которую можно найти в документации к изделию. Если там указана для трубы удельная потеря в 1 Па, то на 50 м будет 50 Па. Таким же образом учитываем потери на каждом участке прямого трубопровода, входящем в наиболее нагруженную петлю.
2. Потерь давления на каждом сопротивлении расчетного участка. Они находятся по формуле dP=S⋅(V²/2) ⋅r. Где dP – потери давления на всех местных сопротивлениях, S – сумма коэффициентов местных сопротивлений, V – скорость теплоносителя, r – плотность теплоносителя. Коэффициент местного сопротивления для каждого фитинга указан в документации к нему или в справочной литературе. Учитывать нужно все клапана, тройники, и другие элементы.

Общие потери давления состоят из суммы потерь на трубопроводах и местных сопротивлениях. После того, как для конкретной сети подсчитаны все эти параметры, будут найдены общие потери, которые и служат основой для выбора насоса. Нужно иметь ввиду, что для давления используют несколько единиц, каждая их которых может быть указана в номограмме, а иногда и несколько сразу, например, килопаскали (кПа), метры водяного столба (Н). При необходимости их можно перевести по формуле — 1 метр водяного столба = 9,8 кПа.

Конструкции смесительных узлов

Рассмотренные выше схемы показывают лишь принцип циркуляции теплоносителя в отопительных контурах. Для каждой схемы используются разные конструкции смесительных узлов. Причем в каждой из двух типов существует довольно большое количество разнообразных конструкций которые используют разное оборудование и комплектации.

В общем, по конструкции все схемы смесительных узлов можно разделить на такие изделия:

• на 3-ходовых клапанах;
• на 2-ходовых клапанах.

Каждая из этих конструкций может быть изготовлена с использованием разных элементов в разной последовательности и с разным расположением. Так как последовательные схемы смесительных узлов более распространены и чаще применяются при самостоятельном изготовлении, больше внимания уделим им.

На 2-х ходовых клапанах

На 2-х ходовых клапанах также реализуют схемы с параллельным и последовательным смешением. Пример узла представлен на изображении.

Схема последовательного смешения с 2-х ходовым клапаном.

Выбор клапана и схемы расположения проводят в основном исходя из возможной компоновки узла, места для него и других характеристик системы. Нельзя сказать, что узел на 3-х ходовом клапане работает лучше, или наоборот.

На трехходовых клапанах

Если используется смеситель для теплого водяного пола на базе 3-х ходового клапана схема проектируется чаще всего как последовательная. В таком случае трехходовой клапан может быть установлен как на подающей ветке, так и на обратной.

Схема последовательного смешения с 3-х ходовым клапаном.

В первом случае он работает как клапан смесительного типа, в котором поток воды из обратного трубопровода смешивается с подающим и дальше прокачивается насосом в ветки теплого пола. При установке клапана на «обратке» он выполняет функции разделителя потока.

На перемычке между подающим и обратным трубопроводом возможна установка обратного клапана, который будет перекрывать поток в случае остановки насоса, но при открытом трехходовом. Такая ситуация возможна при реализации функции регулирования теплого пола насосом. Этот клапан также можно устанавливать и в схемах с двухходовым клапаном или в узле параллельного смешения.

Схема параллельного смешения с 3-х ходовым клапаном.

Для смешения и разделения используются два разных изделия, которые не взаимозаменяемы. Для маркировки на корпусе клапана указана схема движения воды.

Разделительный и смесительный клапаны.

Регуляция температуры

Узел подмеса для теплого пола работает с грамотным контролем температуры. Для этого используются термоголовки, термодатчики от которых крепятся к подающему или обратному трубопроводу. Какой вариант лучше выбрать? Каждый из них отличается нюансами.

Если регуляция будет проходить по температуре подающего трубопровода, то в ветки теплого пола будет подаваться теплоноситель постоянной температуры. Если термодатчик установить на «обратке», то постоянной будет именно температура в обратном трубопроводе. Во втором варианте в зависимости от увеличения или уменьшения теплосъема, похолодания или потепления температура подающего теплоносителя будет меняться. При этом средняя температура самой поверхности пола обычно более равномерна, чем в первом варианте.

Многие производители теплотехнического оборудования представляют программные продукты, для упрощения выбора насосов, клапанов и других приборов. Без того, чтобы изучать сложные формулы и таблицы.

После того как выбрана схема, комбинация комплектующих и характеристики насосов и клапанов приступают к сборке с соблюдением всех норм монтажа отопительного оборудования.

Совет! Если вам нужны мастера по ремонту пола, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России. Без вашего желания никто не увидит ваш номер телефона и не сможет вам позвонить, пока вы сами не откроете свой номер конкретному специалисту.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.