Коллекторная схема системы отопления. В чем превосходство?

Монтаж и запуск в эксплуатацию энергоэффективной, надёжной и недорогостоящей системы отопления всегда были одними из главных вопросов на стадиях проектировки и возведения жилого фонда. Чтобы создать уют для жильцов в зимнее время необходимо максимально точно рассчитать тепловую нагрузку и качественно установить необходимые компоненты отопления. Из года в год просматривается тенденция в необходимости снижения энергозатрат. Старые, неэффективные системы требуют срочной замены на более новые, с лучшими показателями теплоотдачи. Именно о таких, о коллекторных системах отопления будет идти речь в этой статье.

Виды отопительных систем и их отличие

Системы отопления в основе своей имеют принцип циркуляции горячей воды. Исходя из этого выделяют:

• систему отопления с циркуляцией на основе естественного давления;
• систему отопления с циркуляцией посредством насоса;

Не стоит особо останавливаться на описании первой системы, так как данная установка давно считается устаревшей и практически не используется при строительстве нового жилья из-за ее низкой эффективности. Такое отопление используется в небольших частных домах и некоторых коммунальных учреждениях. Укажем лишь что в основе её функционирования лежит принцип физической разницы плотности теплой и холодной воды, что приводит к её циркуляции.

Система отопления с принудительной циркуляцией предусматривает наличие специальных насосов, обеспечивающих циркуляцию. Этот способ даёт практическую возможность отапливать большее количество помещений, нежели первый. Соответственно, данная система считается наиболее эффективной. Существует огромный выбор насосов для циркуляции теплоносителя в системе, что дает возможность варьировать с их мощностью и другими качественными характеристиками исходя из размеров помещений и их количества.

Система отопления с циркуляцией посредством насоса делится:

• двухтрубная (подключение радиаторов и труб параллельным способом, что влияет на скорость и равномерность подогрева);
• однотрубная (последовательное подключение радиаторов, что определяет простоту и дешевизну в прокладке системы отопления).

Коллекторная система отопления отличается высокой энергоэффективностью по сравнению с вышеперечисленными благодаря тому, что каждый радиатор подключён персонально к одному подающему и одному обратному трубопроводу, подача воды по которым осуществляется с помощью коллекторов.

Особенности коллекторной системы и её отличия заключаются в следующем:

Коллекторная разводка системы отопления предусматривает, что каждый радиатор регулируется самостоятельно и не зависит от работы других. Кроме того, в коллекторной системе зачастую используются другие отопительные приборы, которые также работают автономно от коллекторов. Радиаторы монтируются параллельно к коллекторам, что по принципу работы делает коллекторную систему схожую с двухтрубной.

Монтаж коллекторов осуществляется в отдельном подсобном помещении, либо специально отведенном для этого шкафу-стенде, спрятанном в стене. Место под коллекторы необходимо заранее планировать, так как они могут быть довольно внушительных размеров. Размеры распределительных коллекторов зависят от мощности радиаторов, которые зависят от размеров помещений.

Коллекторная разводка системы отопления значительно выигрывает у других вышеперечисленных систем отопления возможностью производить демонтаж и замену радиатор без необходимости остановки всей системы. Также коллекторная разводка требует для своего функционирования большего количества трубопровода, чем двухтрубная система. Несмотря на значительные одноразовые затраты на этапе строительства, данные меры положительно сказывается на дальнейшей энергоэффективности системы. Именно поэтому коллекторная система отопления обладает наибольшим эффектом и быстро окупается при строительстве жилья с большой площадью.

Положительные и отрицательные стороны коллекторной схемы

Планируя установку отопления с коллекторной разводкой, следует тщательно изучить техническую сторону вопроса и определить все положительные и отрицательные качества этой системы. Учитывая данные качества при строительстве дома, вам удастся добиться наибольшей его энергоэффективности.

Положительные качества коллекторной системы:

• непосредственный контроль каждого отдельного радиатора системы;
• дифференцированный подход к распределению тепла в каждом помещении, что даёт возможность эффективно поддерживать необходимую температуру во всём доме, экономя при этом;
• простота в эксплуатации, возможность доступа к каждому компоненту системы без вмешательства в работу остальных;
• эстетическая составляющая, которая заключается в возможности монтажа трубопровода и вспомогательных узлов системы в стене или в полу;
• высокая окупаемость, связанная в эффективном потреблении энергоресурсов.

Отрицательные качества:

• высокие затраты на начальном этапе проектирования и установки, связанные с необходимостью использования труб и дополнительных компонентов;

Как видим, минусов не много, они не существенны в сравнении с плюсами системы. Поэтому коллекторную систему отопления по праву считают лучшим решением сегодня.

Компоненты коллекторной системы отопления

Комплекция коллекторной системы отопления подобна по своему набору двухтрубной (тройниковой) системе. Главным, самым дорогим компонентом является котёл. От его эффективности зависит энергоэффективность работы системы. Мощность котла зависит от отапливаемой площади и теплопотерь. В связи с этим, выбор котла и расчет его эффективности являются достаточно серьёзной частью проектирования, требующее консультаций со специалистом.

На втором плане по праву считают уровень теплоотдачи системы, за которую отвечают радиаторы. Но не стоит также забывать про возможные теплопотери. Для их минимизации стоит задуматься над качественным утеплением дома.

Коллекторная разводка систем отопления предусматривает наличие встроенного насоса для циркуляции теплоносителя. Насос увеличивает теплоотдачу системы, позволяя теплоносителю как можно быстрее циркулировать.

Важным элементом системы является коллектор. Коллектор выполняет функцию распределителя теплоносителя, способствуя эффективной подаче воды. Коллектор состоит из различных регуляторов, клапанов, термодатчиков, позволяющих регулировать комнатную температуру.

Принцип работы коллектора и как его выбрать

Коллектор, или «гребёнка», как его часто называют в народе, имеет в своём основании две главные трубы (подающую и обратную), к которым подведены патрубки. Каждый такой патрубок имеет в своём продолжении подающий либо обратный трубопровод, соответственно. На подающий коллектор устанавливают насос для циркуляции горячей воды.

На подающем коллекторе монтируют сервопривод, для перекрытия клапана. При достижении температуры воды заданным параметрам термодатчик, срабатывая, приводит в действие сервопривод, который передавливает клапан. Клапан, в свою очередь, блокирует дальнейшую подачу воды до очередного момента её охлаждения на определённое количество градусов.

После отдачи тепла через радиатор в помещение, вода по обратному кругу системы возвращается в котёл, где она снова подогревается и подается в коллектор для дальнейшей циркуляции.

Поддержание необходимого давления воды на подающем коллекторе достигается установкой специальных регуляторов. Они так же регулируют необходимое количество воды.

На выбор необходимого коллектора влияют такие факторы:

• площадь помещений;
• количество радиаторов;

Выбор труб

Главным моментом монтажа коллекторной разводки – правильный выбор труб. В монтаже данной системы используют большое количество соединений, что влечёт за собой применение большого количества зажимов, фитинга. Для этой цели наиболее подходящим будут мягкие, гибкие шовные металлопластиковые или полиэтиленовые трубы. Для выхода патрубков из коллектора используются медные трубы.

Данные трубы обладают свойствами предотвращения попадания воздуха благодаря специальному покрытию внешней стороны поверхности.

Наиболее оптимальный диаметр труб – 16 мм. Однако по данному вопросу следует проконсультироваться со специалистом.

Коллекторная разводка для тёплого пола

Монтаж тёплого пола коллекторной разводкой осуществляется подобно обычному водяному полу. Можно вмонтировать теплоотдающий элемент под покрытие пола с последующим подсоединением к коллектору. Практика показывает: возможно компоновать коллектор для отопления пола вместе с отоплением через радиаторы, но делать этого не стоит. Системы разнотемпературные.

Стоит помнить о терморегулировании: теплые полы имеют меньшую теплоотдачу, радиаторы — большую.

Коллекторная система отопления сегодня является наиболее эффективной, экономной, быстро окупаемой. Она удобна, проста, визуально не заметна, что делает максимально комфортным проживание там, где она установлена.

Коллектор для теплого водяного пола: правила выбора и популярные схемы подключения

Систему теплого водяного пола можно считать удачной альтернативой привычному радиаторному отоплению или же хорошим дополнением к ней. Она может быть рассчитана как на все здание, так и только на одно помещение. В любом случае, это будет автономная система, требующая определенной подготовки поступающего в отопительный контур теплоносителя.

Именно эту роль выполняет коллектор для теплого водяного пола. Это достаточно сложное устройство, выполняющее сразу несколько функций. Как оно работает и правильно подключается? Попробуем разобраться.

Коллектор: что это такое?

Теплый водяной пол представляет собой самостоятельную систему отопления, которая обязательно должна стыковаться с основной. Для этого используется коллектор или несколько таких устройств, если уложено несколько обогревательных контуров. Простейший коллектор представляет собой отрезок трубы, к которому подключаются другие трубы.

Один конец устройства соединяется с обратной или напорной (подающей) трубой, это зависит от назначения коллектора. К дополнительным же выводам подключаются отопительные трубы водяного пола.

Такие системы на практике встречаются достаточно редко, их сменили более сложные конструкции. Сегодня коллектор для теплого пола представляет собой технологический узел, включающий в себя несколько элементов. Его основной функцией является направление и регулирование потоков теплоносителя.

Отопительный прибор способен разогреть теплоноситель до 75-90С. Это нормально для радиаторов, но недопустимо для теплого пола. Если в его трубы поступит теплоноситель с такой температурой, человеку будет крайне некомфортно находиться в помещении. Кроме того, напольное покрытие может быть испорчено.

Именно поэтому и устанавливается коллектор, который выравнивает температуру обратного и прямого потоков, контролирует рабочие параметры системы при помощи датчиков и обеспечивает равномерный разогрев каждого из участков труб. Для максимально эффективной работы распределительный коллектор оснащается такими функциональными элементами:

• обратная и подающая гребенки;
• трех или двухходовые клапаны;
• циркуляционный насос;
• расходомеры;
• термостатические клапаны.

Устройство функционирует следующим образом. Две гребенки связаны между собой и соединены в общий коллекторный блок. Обратный и подающий поток смешиваются в особом смесительном узле, так же происходит и регулировка температуры теплоносителя.

К гребенкам подключается насосная группа, которая обеспечивает циркуляцию жидкости по трубопроводам. После того, как термодатчик сообщает о том, что в отапливаемом помещении достигнута заданная температура, клапаны автоматически перекрывают поступление горячей воды в подающую линию системы.

Смесительные клапаны

В зависимости от желаемого результата может существовать множество схем подключения. В любой из них обязательно используются смесительные клапаны. Устройства предназначены для смешивания охлажденной и горячей жидкостей. Первая поступает из отопительного контура, вторая – из котла.

Управлять системой можно в ручном или в автоматическом режиме, что потребует дополнительного монтажа управляющего устройства или сервопривода. Существует два вида смесительных клапанов.

Двухходовые элементы

Такие устройства иногда еще называют питающими клапанами. Их основное отличие от стандартных вентилей заключается в возможности пропускать жидкость только в одном направлении. В случае ошибочной обратной установки двухходовой клапан будет работать некорректно и быстро выйдет из строя.

В роли запорного элемента для него может использоваться шар либо шток специальной конструкции. Таким образом, регулировки проводятся или поворотом шара вокруг своей оси, или движениями штока. Для осуществления таких движений используются пневматические или электрические приводы, подключенные к датчикам.

Самый распространенный вариант – термостатическая головка, оснащенная жидкостным датчиком. Он осуществляет постоянный контроль над температурой поступающего в отопительный контур теплоносителя. В зависимости от его показаний головка закрывает или открывает клапан, в результате чего прекращается или возобновляется подача разогретого теплоносителя, движущегося от отопительного прибора.

Таким образом из обратки жидкость подается постоянно, а от котла – только по мере необходимости. Ее количество и регулируется двухходовым клапаном.

Принцип действия устройства объясняет главное достоинство коллектора, оснащенного питающим клапаном. Теплый пол с таким коллектором никогда не перегревается, что существенно продлевает срок его эксплуатации. Малая пропускная способность двухходового клапана обуславливает плавную регулировку температуры теплоносителя, резкие скачки здесь просто невозможны.

Питающие клапаны отличаются простотой в обслуживании и установке, а также надежностью в работе. Они очень часто включаются в схему коллекторов, однако имеют ограничения в использовании. Двухходовые клапаны не рекомендуется монтировать в системах, работающих в помещениях площадью свыше 200 кв. м.

Трехходовые устройства

Трехходовый элемент устроен иначе. Он совмещает в себе функции балансировочного байпасного крана и перепускного питающего клапана. Элемент представляет собой корпус с одним выходным и двумя входными отверстиями. Для регулировок используется либо вращающийся вокруг оси шар, либо двигающийся по вертикали шток.

Особенность трехходового клапана заключается в том, что регулирующий элемент не осуществляет полное перекрытие, а перераспределяет поступающие потоки жидкостей, чем производит их смешивание.

Регулирование температуры производится в автоматическом режиме, для чего клапан оснащается системой привода, которая снимает информацию с различных датчиков. Чаще всего трехходовые устройства оборудуются сервоприводами, которые управляются погодозависимыми контроллерами или термостатическими элементами.

Сервопривод приводит в действие запорный элемент, который устанавливается в нужное положение для получения необходимого соотношения количества горячего теплоносителя и обратки.

Погодозависимые датчики необходимы для изменения мощности системы теплого пола в зависимости от погоды. К примеру, при резком похолодании комната будет остывать намного быстрее, соответственно отопительной системе будет намного сложнее справляться со своей работой.

Чтобы упростить ей задачу необходимо увеличить расход теплоносителя и его температуру. К числу недостатков трехходовых клапанов относится их большая пропускная способность. В таких условиях даже небольшое смещение в регулировке клапана неизбежно приведет к существенному изменению температуры теплоносителя в контуре.

Еще один недостаток – возможность резких температурных скачков теплоносителя. Вполне вероятно, что клапан, сработавший по сигналу от термостата, впустит в систему теплого пола теплоноситель, разогретый до 95С. Такие скачки недопустимы для отопительного контура, который может не выдержать избыточного давления и лопнуть.

Трехходовые клапаны используются для коллекторов, установленных в помещениях площадью свыше 200С и для систем с множеством контуров. Кроме того, они незаменимы для конструкций, оснащенных погодозависимыми контролерами, которые определяют требуемую температуру пола с учетом внешних условий.

Как располагаются коллекторные отделы?

Для системы теплый пол можно установить один общий коллектор или же смонтировать перед каждым отопительным контуром индивидуальное устройство. В этом случае каждый коллектор должен быть оснащен терморегуляторами, расходомером и тремя основными элементами:

• Смесительным клапаном, который определяет степень нагрева теплоносителя в отопительном контуре.
• Запорным вентилем балансировки радиатора, связывающим коллектор с отопительной системой. Открывает и при необходимости закрывает подачу воды в контур.
• Переливным клапаном. Он отвечает за постоянное давление в трубах, для чего направляет лишний теплоноситель в байпас.

Схемы сборки могут быть самыми разными. Для системы с одной радиаторной трубой, к примеру, наличие байпаса обязательно. Причем он должен быть всегда открытым, так избыток горячего теплоносителя будет отводиться напрямую в радиатор.

При наличии обратного контура байпас необязателен. Если отапливаемая площадь невелика, коллекторный отсек можно разместить во вторичном контуре.

Правила выбора коллектора

Коллектор для теплого водяного пола можно собрать своими руками или же купить в готовом виде. В первом случае важно, чтобы все комплектующие были выпущены одним производителем. Некоторые компании производят уникальные соединительные элементы, не стыкующиеся с деталями от других поставщиков, что грозит собранному узлу потерей герметичности.

Во втором случае при выборе оборудования нужно учесть несколько важных моментов. Прежде всего, нужно определиться с материалом, из которого изготавливается коллектор. Это может быть:

Кроме того, коллекторы различаются по числу подключаемых контуров, количество которых может варьироваться от 2 и до 12. Выбор устройства основывается на точном расчете основных параметров работы системы и нужных дополнительных функций. Обязательно учитываются:

• количество отопительных контуров, их протяженность и пропускающая способность;
• максимальное давление;
• возможность добавления веток;
• наличие элементов, осуществляющих автоматический контроль работы устройства;
• количество потребляемой электроэнергии;
• внутренний диаметр коллектора.

Последний показатель должен подбираться так, чтобы обеспечивалась максимальная проходимость теплоносителя во всех отопительных контурах. Эффективность работы узла во многом зависит от шага укладки, диаметра и длины труб, входящих в отопительный контур.

На этапе проектирования системы обязательно проводится расчет и этих параметров. Это довольно трудоемкое мероприятие, которое лучше всего доверить специалистам. Можно произвести расчет в специальной программе-калькуляторе, которую можно найти в интернете.

При проведении расчетов очень важно учесть все параметры системы. Иначе она будет работать непродуктивно: возможна недостаточная циркуляция теплоносителя или его утечка, а также может появиться «тепловая зебра», так специалисты называют неравномерный нагрев поверхности.

Для правильного определения длины контура и шага укладки труб потребуются такие данные:

• вид финишного напольного покрытия;
• площадь комнаты с планом расстановки крупной мебели и бытовой техники;
• диаметр и материал труб;
• мощность отопительного котла;
• тип используемой теплоизоляции.

При расчете обязательно учитываем, что в контуре не должно быть стыков труб, поскольку использование муфт и соединений под бетонной стяжкой строго запрещено. Кроме того, учитываем гидравлическое сопротивление теплоносителя, которое будет повышаться с каждым поворотом ветки и по мере увеличения ее протяженности.

Оптимально, если к одному коллектору будут подключаться только равные по длине контуры. Возможно, лучшим решением для длинных веток станет деление их на несколько небольших.

Рекомендации по монтажу устройства

На этапе проектных работ следует определить место, где будет установлена коллекторная группа. Чаще всего ее монтируют в специальном шкафу, который должен иметь достаточные размеры для размещения всех элементов. Оборудование устанавливают на некоторой высоте от пола вблизи от магистральных труб.

При этом нужно разместить шкаф так, чтобы осталось свободное место для загиба подходящих к коллектору труб. Желательно, чтобы он помещался на одинаковом расстоянии от всех отопительных контуров. Шкаф при желании можно вмонтировать в специально сделанную нишу или просто прикрепить к стене.

Собрать укомплектованный коллектор для теплого пола достаточно просто. Однако перед началом работ следует внимательно ознакомиться с инструкцией, которую производитель обязательно вкладывает в упаковку оборудования. Все операции следует выполнять в точном соответствии с ее рекомендациями.

В общих чертах сборка проводится в такой последовательности:

• Вынимаем из упаковки трубки, предназначенные для обратного и подающего теплоносителя. Они уже должны быть снабжены датчиками расхода и клапанами. Если коллектор разделен на несколько секций, скручиваем их между собой.
• Собранные трубы закрепляем на штатных кронштейнах, что позволит работать дальше с большим удобством. Теперь распределитель представляет собой единый узел.
• Устанавливаем на место запорную арматуру, соединительные элементы, заглушки и приборы контроля.
• Закрепляем коллектор на стену. Можно встретить рекомендации, в которых предлагается сначала установить клапан и циркуляционный насос. Однако в этом случае будет очень неудобно впоследствии крепить собранный узел.
• Устанавливаем в соответствии с выбранной схемой циркуляционный насос и клапан с сервоприводом и термоголовкой.
• Подключаем к узлу трубы, идущие от отопительного котла, к отводам присоединяем трубы от контуров теплого пола.

Все пуско-наладочные работы следует провести до того, как будет залита бетонная стяжка. Это необходимо, чтобы удостовериться в герметичности всех выполненных стыков. Проводим настройки коллектора.

Проверяем работу всех приборов управления, позволяющих настроить нужный режим подогрева теплого пола, а также отрегулировать потоки теплоносителя в каждом контуре.

Как сделать коллектор своими руками?

Оборудование, изготовленное в заводских условиях, отличается достаточно высокой стоимостью. Поэтому некоторые домашние умельцы решаются собрать коллектор самостоятельно. Правда, полностью изготовить его не получится, некоторые элементы, такие как смесительный клапан, циркуляционный насос и запорная арматура, все равно придется приобрести.

Наиболее простой способ сборки самодельного коллектора – спаять его из фитингов и полипропиленовых труб. Для работы понадобятся отрезки трубы ППР нужного диаметра, обычно он составляет 32 или 25 мм, а также отводы и тройники аналогичного размера. Кроме того, нужно приготовить вентили.

Число кранов и фитингов зависит от количества отопительных контуров. Понадобится также специальный паяльник для полипропиленовых деталей с различными насадками, рулетка и ножницы. Сначала размечаем будущий коллектор. Для этого отмеряем и нарезаем фрагменты трубы, причем делаем это так, чтобы расстояние между тройниками было минимальным.

Иначе деталь будет слишком громоздкой и неэстетичной. Затем привариваем к тройникам переходы и краны. К готовому коллектору присоединяем остальные фитинги, при помощи которых он будет подключаться к насосу.

Нужно понимать, что собранный таким образом коллектор будет обладать некоторым количеством недостатков. Прежде всего, на подающем патрубке будет отсутствовать термостатический клапан, а на обратном – датчики протока. Это приведет к тому, что систему нужно будет регулировать вручную, что не совсем удобно и малоэффективно.

Конечно, все эти элементы можно приобрести и установить на коллектор. Но тогда стоимость изделия будет вполне сопоставима с готовым оборудованием из пластика, что делает его самостоятельное изготовление бессмысленным.

Как показывает практика, коллектор можно собрать своими руками. Однако целесообразно это делать только для самых простых моделей. Сложные устройства лучше покупать в готовом виде.

Еще один нюанс. Самодельные коллекторы обычно имеют множество стыков. Как бы ни старался мастер выполнить их предельно качественно, специфика работы прибора такова, что они обязательно дадут течь. Регулярные ремонтные работы, которые неизбежно будут проводиться для самодельного коллектора, существенно снижают срок его эксплуатации.

Поэтому стоит хорошо подумать, прежде чем решаться на самостоятельное изготовление оборудования.

Коллектор для теплого пола относится к числу незаменимых элементов. Без него система, особенно включающая в себя несколько отопительных контуров, не сможет обеспечить нужное качество обогрева или даже просто не сможет функционировать.

Установка и подключение коллекторной группы – наиболее ответственный и сложный момент в процессе обустройства системы теплого пола. Такие работы требуют определенных навыков и специальных знаний. Провести их самостоятельно можно, но велик риск ошибиться. Если нет уверенности в своих силах, лучше довериться квалифицированным специалистам.