Насосно-смесительные узлы для водяного теплого пола

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

Насосно-смесительный узел системы тёплого пола должен выполнять следующие основные функции:
• поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
• обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
• обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.

К вспомогательным функциям насосно-смесительного узла можно отнести следующие:
• индикация температуры (на входе и выходе);
• отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
• защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
• аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
• отведение воздуха из теплоносителя;
• дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла можно объяснить по тепломеханической схеме на рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T₁. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т₁₁. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т₁₁ выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т₂₁. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т₁ до Т₂₁ (∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁). Температуру Т₂₁ задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = Т₁₁ – Т₂₁ также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

Исходные данные:
• температура на входе в насосно-смесительный узел Т₁ = 90 °С;
• температура после насоса Т₁₁ = 35 °С;
• перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = 5 °С;
• тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.

Решение:
1. Температура на выходе из петель тёплого пола: Т₂₁ = Т₁₁ – ∆Т_тп = 35 – 5 = 30 °С.
2. Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁ = 90 – 30 = 60 °С.
3. Расход во вторичном контуре G₁₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
4. Расход в первичном (котловом) контуре G₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
5. Расход через байпас G₃ = G₁₁ – G₁ = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

Насосно-смесительные узлы VT.COMBI и VT.COMBI.S

В насосно-смесительных узлах VT.COMBI и VT.COMBI.S (рис. 2, 3) приготовление теплоносителя с пониженной температурой происходит при помощи двухходового термостатического клапана, управляемого либо термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленном в линии подающего коллектора (модель VT.COMBI), либо аналоговым сервоприводом, который работает под управлением контроллера VT.К200.М (модель VT.COMBI.S). Контроллер с датчиками температуры теплоносителя и наружного воздуха не входит в комплект поставки насосно-смесительного узла и приобретается отдельно.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Рис. 4. Узел VT.COMBI.S в комбинированной системе отопления

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 7) отличается от узла VT.COMBI меньшей монтажной длиной и отсутствием перепускного клапана. Узел рассчитан на установку циркуляционного насоса монтажной длиной 130 мм. Ручной воздухоотводчик узла расположен на регулировочной втулке балансировочного клапана вторичного контура.

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC

Подключение теплого пола к уже существующей системе отопления

На почту сайта часто приходят вопросы о том, как подключить один или несколько контуров теплого пола к уже существующей системе отопления.

В этой статье Вы узнаете, как это сделать. Контур теплого пола можно подключить к системе, например, радиаторного отопления используя локальный модуль подключения теплого пола. Для этого необходимо приобрести этот модуль или изготовить его собственными руками.

Рассмотрим житейский пример: У вас в доме смонтирована система радиаторного отопления и Вы смонтировали контур теплого пола, например, в пристройке и хотите подключить его к вашей системе отопления, но при этом ломаете голову как это сделать правильно. А в интернете, я вам скажу, очень много противоречивой информации относительно такого подключения.

Вот почему в этой статье я решил поделиться с вами своим опытом подключения контура теплого пола к уже существующей системе отопления.

Сначала рассмотрим, как должна быть устроена система отопления, к которой можно подключить контур теплого пола. Система должна быть со своим циркуляционным насосом. Может быть двух трубной, однотрубной (Ленинградкой ) или гравитационной.

Подключение теплого пола к двухтрубной системе отопления

Первым и самым идеальным вариантом для подключения контура теплого пола является система двухтрубного радиаторного отопления. При этом монтируем контур теплого пола и подключаем его к подающему и обратному трубопроводу системы радиаторного отопления. Можно сделать как через модуль подключения теплого пола, а можно просто с помощью двух шаровых кранов.

Подключение теплого пола к однотрубной системе отопления

Второй вариант подключения контура теплого пола к системе радиаторного отопления, называемой Ленинградка. Или простая однотрубная система. В этом случаем вам необходимо подключить подачу контура теплого пола после циркуляционного насоса, а обратку теплого пола перед насосом. Регулировать температуру помещения при этом можно так же с помощью модуля подключения теплого пола, так и с помощью шаровых кранов.

Подключение теплого пола к гравитационной системе отопления

Третий вариант, например, чисто гравитационная горизонтальная система отопления без циркуляционного насоса. Так как система в этом случае идет под уклоном и можно подключить контур теплого пола, например, в одной комнате, используя ту же систему уклона. Для этого подключаем подачу контура теплого пола в начале комнаты, а обратку контура в другом конце комнаты. Хочу сразу сказать, что придется очень повозиться, чтобы подключить контур теплого пола к гравитационной системе отопления. Проще врезать в такую систему циркуляционный насос и сделать подключение по второму варианту.

Условия подключения

Теперь поговорим об условиях для контура теплого пола, подключаемого к системе радиаторного отопления. Для начала необходимо понимать, что смонтированная система радиаторного отопления не резиновая. Следовательно, имеет некоторые ограничения. И должна быть сделана правильно. Я очень часто вижу, как люди монтируют системы радиаторного отопления, используя при этом, например трубу ППР дм 25 мм. И как в этом случае подключить к системе теплые полы? Вот почему я всегда рекомендую монтировать трубы, для радиаторной системы отопления начиная с диаметра 32 мм и выше.

Теперь о длине контура теплого пола. Длина не должна превышать 40-50 метров для двухтрубной системы, в зависимости от выше перечисленных характеристик. Монтировать можно как змейкой начиная, например, от наружных стен, так и спиралью.

Длинна контура теплого пола для Ленинградки с принудительной циркуляцией не должна превышать 20-30 метров. При этом если у вас длинна контура выходит больше, то необходимо делить ее на равные части.

Трубу для монтажа контура теплого пола в этом случае я рекомендую использовать металлопластиковую дм 16-18 мм максимум. Дм 20 мм используют для гравитационных систем. Обычно температура теплоносителя в системах радиаторного отопления не менее 70 градусов. При этом, трубы PEX-AL-PEX выдерживают температуру 90 градусов. Есть так же аналоги труб из сшитого полиэтилена с кислород непроницаемым слоем, которые так же выдерживают температуру 90 градусов по Цельсию.

Модуль подключения теплого пола к системе отопления

Теперь поговорим о работе и устройстве модуля подключения контура теплого пола. Работает модуль регулировки теплого пола по всем законам системы теплого пола. То есть модуль за счет термоголовки отключает или включает подачу теплоносителя в контур теплого пола. При этом модуль монтируют на обратке. Для этого в модуле и смонтирован автомат воздухосброса. Чтобы выгнать воздух из контура теплого пола.

Модуль собран к пластиковой коробке с крышкой и служит для скрытого монтажа внутрь стены. В крышке имеется отверстие, из которого выглядывает термостатическая головка для измерения температуры помещения. А, следовательно, возобновления или прекращения циркуляции теплоносителя в контуре теплого пола.

Термоголовка монтируется на отсечной клапан под термоголовку. Клапан в свою очередь соединен с тройником, в который вкручен автомат воздухосброса. Все это расположено внутри коробки.

Монтаж контура теплого пола начинают с монтажа модуля теплого пола. Для этого необходимо выбрать место внутри помещения около двери. Именно со стороны ее открывания. На высоте не более 1000 мм. Сделать углубление в стене из кирпича или каркас в стене из гипсокартона. Так же необходимо от углубления сделать штрабу до пола размером 50х50 мм.

Теперь монтируем модуль регулировки теплого пола. Монтируем пирог теплого пола по всем законам жанра (подробно здесь) и подключаем трубы контура теплого пола к системе радиаторного отопления, следуя этой схеме.

Но не так все гладко в наше время. Модули подключения контура теплого пола дороги и не всегда их можно найти. В этом случае модуль для контура можно изготовить своими собственными руками.

Для этого берем, например, щиток для монтажа электричества. Щиток или распределительная коробка может быть пластиковой или металлической. Так же подойдут распределительные коробки. Размер при этом выбираем 200х300 мм. 300 мм именно в высоту. Теперь берем прямой радиаторный клапан под термоголовку. Направлением ставим вверх. Снизу крепим фитинг для подключения труб. Может быть пресс или ТМ. Сверху накручиваем отвод ½ дюйма с внутренней и наружной резьбой. На отвод накручиваем тройник ½ дюйма. Сверху вкручиваем автомат воздухосброса. Снизу фитинг для подключения труб. Может быть пресс или ТМ. Теперь с помощью металлических хомутов на шпильке монтируем эту конструкцию в щиток.

Подключаем к модулю контур теплого и наслаждаемся его работой и теплым полом.