Смесительный узел для теплого пола своими руками — излагаем подробно

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.

Зачем нужно использовать смесительный узел

Самое главное отличие работы радиаторов, конвекторов от теплого пола – это температура рабочей жидкости.

Так для радиаторов используют температуру воды от 60 до 90 градусов, которая напрямую выходит из котла. А вот для теплого пола рекомендуемая температура жидкости примерно 30-40 градусов.

Принцип работы схож с работой обыкновенного смесителя.

Если мы подключим контуры в коллектор вместе с батареями, то теплый пол будет получать большое количество тепла, а это не приемлемо по ряду причин.

1. Так как слой стяжки над трубами составляет примерно 3-6 см, то большая температура приведет к растрескиванию и деформации слоя.
2. Трубы, которые находятся внутри стяжки, будут испытывать большую нагрузку, что приведет к локальным напряжениям, так как при высоких температурах линейное расширение значительно больше, а трубы ограничены слоем бетонной стяжки. Все это приведет к быстрому выходу труб из строя.
3. Напольные покрытия не любят горячих поверхностей, они начинают – расслаиваться и растрескиваться (ламинат, паркетная доска, паркет). В случае с керамической плиткой, возможно отслоение. Линолеум теряет свою форму, высыхает и деформируется.
4. Перегретая поверхность пола, нарушает микроклимат помещений.
5. Если принять, что поверхность пола будет прогреваться до 50 градусов, то по ней будет невозможно ходить босиком.

Из выше указанного следует, что смесительный узел просто не заменим. Так как отдельный котел на систему «теплый пол» вешать просто глупо и не выгодно.

А внести незначительные изменения в схему системы отопления (если отопление уже смонтировано) не составляет труда. А если вы монтируете схему с нуля, то это устройство следует предусмотреть заранее.

Следует сказать, что в продаже есть котлы, в которых сразу предусмотрена технология подогрева и вывода сразу двух жидких носителей разной температуры. Данное оборудование очень дорогое и не пользуется популярностью.

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 «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.

Смесительный узел для теплого пола: выбор и настройка

Водяной «теплый» пол является низкотемпературной системой обогрева общей линии, по которой теплоноситель подается к высокотемпературным радиаторам. Поэтому, появляется дополнительный элемент – смесительный узел для теплого пола, предназначенный для понижения температуры циркулирующей воды. Иначе, чрезмерный нагрев напольного покрытия вызовет дискомфорт при эксплуатации, стяжки будут испытывать критические нагрузки, что снизит ресурс конструкции.

Назначение смесительного узла для теплого пола

Стандартной температурой теплоносителя для радиаторов отопления на выходе из котла является 95 – 90˚С. реже применяются 85 – 70 градусные регистры обогрева. По действующим СНиП, СанПиН комфортной для эксплуатации напольного покрытия считается температура 50 – 35˚С. Поэтому, воду из котла нельзя пускать в напольные контуры напрямую. Вопрос ее понижения является актуальным для водяных систем любого типа. Обойтись без узла смешения можно, лишь при использовании теплового насоса. Наличие любого высокотемпературного потребителя (душ, ванна, настенные радиаторы) потребует установки узла подмеса.

Внешний вид смесительного узла для теплого пола

Смесительный узел для теплого пола монтируется на стене либо в нише в том же помещении, где проложены обогревательные контуры. Существуют модификации с двух, трех ходовыми клапанами, прозванными в народе «гребенками» за схожую форму. Нюансы подключения делают монтаж недоступным для домашнего мастера, требуется температурный расчет, поэтому, заказ услуги в специализированной компании предпочтительнее для увеличения эксплуатационного ресурса, исключения ошибок.

Схема работы узла подмеса

Кипяток из котла доходит до помещения с обогревательными контурами внутри стяжки, упирается в смесительный узел для теплого пола, где термостатом измеряется температура теплоносителя. При слишком высоком значении открывается клапан обратки, происходит подмес в кипяток жидкости, отдавшей тепловую энергию при прохождении по трубам одного из контуров. При достижении температуры, заданной в настройках, открывается основной клапан, вода поступает в систему. Существует две основных схемы включения узла в систему, выбор зависит от эксплуатационных условий в конкретном помещении.

Схема работы смесительного узла

Помимо регулирования температуры коллекторная «гребенка» обеспечивает нормальную циркуляцию теплоносителя. Узел состоит из следующих элементов:

• клапан – обеспечивает контроль температуры на выходе, периодически подмешивает холодную воду из обратки
• насос – необходим для циркуляции с заданными параметрами для обеспечения равномерного нагрева всей поверхности напольного покрытия
• байпас – монтируется опционально, защищает оборудование от перегрузок
• воздуходатчики – контролируют содержание в теплоносителе O2
• клапаны – отсекающий, дренажный, стабилизируют работу контуров

Для увеличения художественной ценности интерьеров коллекторный узел может выноситься в бойлерную, коллекторный шкаф в отдельном помещении. Второй вариант оптимален при наличии теплого пола в нескольких комнатах коттеджа/квартиры. Наиболее популярны трех, двух ходовые клапаны в различных схемах монтажа.

Двухходовой клапан в смесительном узле

Основным отличием схемы коллекторной «гребенки»с двухходовым клапаном является непрерывная подача из обратки без отсекающей арматуры. Смесительный узел для теплого пола периодически подмешивает в нее кипяток при остывании теплоносителя ниже заданного уровня.

Двухходовой клапан

Клапан называется питающим, в него встроен жидкостной датчик-термостат, отсекающий/добавляющий горячую воду по мере необходимости. Благодаря стабильной температуре по периметру конструкция имеет высокий эксплуатационный ресурс:

• резкие скачки сглаживаются малой пропускной способностью клапана
• диапазон регулирования температуры незначительный
• схема отлично зарекомендовала себя на практике

Единственным ограничением является чрезмерная величина контуров. При обогреве больше 200 квадратов падение температуры обратки слишком значительное, подмешивание кипятка становится не эффективным.

Трехходовой клапан в смесительном узле

Универсальным оборудованием считается смесительный узел для теплого пола с трехходовым клапаном.

В этом устройстве используется другая конструкция:

• кипяток смешивается с обраткой внутри корпуса
• функция питающего клапана объединяется с байпасной балансировкой
• в кран встроена заслонка с регулируемым положением

Этот тип регулирующей арматуры чаще оснащается погодозависимыми контроллерами, термостатами, сервоприводами. Она оптимально подходит для множественных контуров, обогревающих больше 200 квадратов.

Недостатки трехходовой конструкции – возможность впуска горячего теплоносителя, наличие избыточного давления, обеспечивающего резкие скачки. Это неблагоприятно для водяных труб, снижается ресурс конструкции. Точная регулировка температуры осложняется увеличенной пропускной способностью. Незначительный поворот заслонки приводит к изменению температуры напольного покрытия на 5 – 3˚С.

Погодозависимая арматура монтируется для саморегулирования обогревательных контуров по уличной температуре. При сильных заморозках теплопотери сквозь несущие конструкции, стеклопакеты увеличиваются, требуется интенсивный обогрев. Повышается расход кипятка, температура теплоносителя.

Схема включения смесительного узла

Изделия заводской готовности, прошедшие стендовую опрессовку, имеющие необходимые документы о произведенных гидроиспытаниях, являются оптимальным вариантом для монтажа внутридомовых систем обогрева. Узел имеет компактный вид, гарантию герметичности резьбовых, сварных соединений, эргономичное расположение органов управления. Для удобства монтажа промышленность выпускает щиты, шкафы для маскировки оборудования с сохранением доступа к регулирующей арматуре. Пример схемы включения «гребенки» приведен ниже:

Схема включения смесительного узла для теплого пола

Теплоноситель из трубы подачи, обратки может смешиваться в каждом отводе либо перед коллектором. Оптимальная схема рассчитывается специалистами, домашнему мастеру для этого обычно не хватает профессионального образования, практики.

Настройка узла подмеса

После монтажа коллектора производится его настройка со снятым сервоприводом, термоголовкой. Для регулировки температуры поверхности пола необходимо выполнить последовательность действий:

• установка max перепускного клапана – его переводят на 0,6 бар, при срабатывании этого узла при настройки результат будет неправильным
• расчет балансировочного клапана – для этого используются значения температур обратки, подающей линии, на выходе из котла, коэффициент 0,9 (формула пропускной способности К = 0,9 *[(tk – to/tp – to) – 1])
• настройка насоса – вычисляется расход кипятка, потери давления контуров либо выставляется минимальная подача, по мере необходимости скорость добавляется
• балансировка веток – регуляторы полностью открываются, плавно закрываются до нужного положения

Регулировка узла подмешевания

На последнем этапе останется увязать расход узла подмешивания с прочими отопительными приборами, отрегулировав положение закрытого на первом этапе балансировочного клапана. Монтаж расходомеров значительно облегчает точную настройку всех узлов. Значение обработки перепускного клапана выставляется на 10 – 7% ниже максимального давления насоса.