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.

Узел подмеса для тёплого пола

На сегодняшний день, среди систем отопления используемых в быту, набирают популярность теплые водяные полы. Повышенное внимание со стороны потребителей к этому способу обогрева объясняется высокой эффективностью греющих полов, тем более, когда делается акцент на качество внутренней отделки жилых помещений. Радиаторы отопления далеко не всегда выглядят эстетично, тогда как спрятанный в пол водяной контур абсолютно незаметен.

Подкупает в данном случае и монтаж отопительного оборудования. При правильном планировании и соблюдении всех необходимых технологических тонкостей, сделать теплые полы в собственном доме вполне реально и под силу каждому. Для того, что бы добиться успеха, достаточно иметь представление о том, как работает теплый пол, что входит в комплект оборудования. В процессе работы вам придется столкнуться не только с выбором способа нагрева теплоносителя, подбором и укладкой труб водяного контура и оборудованием стяжки. Ключевым элементом системы отопления «теплый водяной пол» является узел подмеса теплого пола.

Что это за оборудование? Какова его конструкция и назначение? Разберемся с этим вопросами детальнее.

Зачем для системы отопления теплый пол нужен узел подмеса

Теплые полы сегодня можно встретить практически в любых жилых помещениях. Городские квартиры, если позволяют конструктивные особенности жилого объекта, нередко отапливаются подобным образом. Во многих частных домах, в коттеджах водяные полы явление распространенное. Благодаря особенностям конструкции, система теплых полов может использоваться как полноценный, основной обогрев жилых помещений, так и в качестве вспомогательного варианта отопления. Грамотный монтаж, наличие соответствующего оборудования позволит вам использовать водяные полы с максимальной эффективностью. А поможет вам в этом, узел подмеса для ваших теплых полов.

Теплые водяные полы представляет собой низкотемпературную систему отопления. В отличие от радиаторов, для нормальной работы греющих водяных контуров необходимо иметь теплоноситель, температура которого варьируется в пределах 35-55 0 С. Вода, которая циркулирует в системе центрального отопления значительно горячее, не говоря уже о теплоносителе, нагреваемом в результате работы отопительного котла. Работу по подготовке воды для водяных контуров выполняет смесительный узел. Вдобавок ко всему, через систему входов коллектора осуществляется распределение теплоносителя по трубопроводу теплого пола.

На заметку: следует сказать, что смесительный узел или узел подмеса необходим тогда, когда вы изъявили желание сделать у себя в доме отопление посредством греющих полов. Для других вариантов обогрева подобная техника не требуется.

Принцип работы смесительного узла

Как и все остальные системы отопления, в которых использует жидкий теплоноситель, отопление за счет водяных теплых полов работает по аналогичной схеме:

• источник нагрева (автономный котел или стояк центрального отопления);
• подающий и обратный трубопровод, водяные контуры, укладываемые в пол отапливаемого помещения;
• устройства и приборы регулирующей группы.

Вода нагревается за счет работы котла или подается в систему из магистрали ГВС и центрального отопления. В автономном котле вода нагревается до температуры 75-95 0 С, в системе ЦО температура воды немного меньше, 55-75 0 С. В соответствии с санитарными нормами идеальная температура нагрева пола должна составлять 31 0 С, благодаря которой в отапливаемом помещении создается зона комфортного пребывания. Для того, что бы добиться таких температурных параметров в петли водяного пола подается вода, нагретая до температуры 35-55 0 С. Слоеный пирог отбирает на себя лишнюю тепловую энергию, выдавая на поверхности пола оптимальные температурные показатели.

Для того, что бы направить в водяной контур поток воды нужной температуры, устанавливается узел подмеса для теплого пола. В противном случае система отопления теплый пол будет пустой тратой денег. Без регулировки температуры теплоносителя ваш пол превратиться в горячую сковороду, а бетонная стяжка и напольное покрытие придут в скором времени в негодность.

Важно! Следует помнить, что смесительный узел способен работать только в том случае, если в системе отопления циркулирует обычная вода.

Монтируется узел в непосредственной близости от отапливаемого помещения, где на поверхность выходят петли отопительного контура. Подключение оборудования делается на обе трубы, на трубопровод подачи горячей воды и на магистраль обратного потока. В результате своей работы, чрезмерно горячий теплоноситель смешивается с остывшей, остывшей отработанной водой, давая в итоге оптимальную температуру воды для греющих труб.

Важно! Если вода в системе имеет не столь критичные для теплых полов значения, узел подмеса ставить не обязательно. Если автономный котел работает на обогрев и обеспечивает подачу горячей воды в бытовых целях, без смесительного узла не обойтись.

Будет уместным сказать. Не следует путать смесительный узел и коллектор. Первый представляет собой комплект оборудования, каждое из которых в отдельности выполняет возложенные на него функции. Коллектор является составной частью узла подмеса и рассчитан на сбор и распределение потоков воды в системе отопления.

Исходя из комплектации, вытекает и принцип работы смесительного блока.

Теплоноситель от источника нагрева поступает к коллектору. Наличие предохранительного клапана и термостата не позволяет горячей воде свободно двигаться дальше. При высокой температуре воды включается в работу автоматический режим. Открывается впускной клапан и к горячему потоку жидкости добавляется холодная вода, поступающая в обратном направлении. При достижении воды необходимых температурных значений, клапан в автоматическом режиме закрывается, прекращая подачу горячей воды в систему. Этот процесс происходит постоянно и бесперебойно во время работы отопительной системы.

Комплектность узла подмеса

Принцип действия оборудования прост и понятен. Другое дело, какие приборы и оснастка обеспечивает функциональность всего блока. Самый простой вариант, который можно сделать своими руками – это смеситель, оснащенный коллектором, предохранительным клапаном и циркуляционным насосом.

Первый выполняет задачи распределения поток по водяным трубам теплого пола. Предохранительный клапан обеспечивает подачу горячей воды в коллектор и контроль за температурой нагрева воды.

Циркуляционный насос сообщает водяному потоку необходимую скорость, обеспечивая интенсивность и равномерность подачи воды в систему теплых полов.

Более сложная конструкция смесителя представляет собой целый набор дополнительных элементов. Помимо уже озвученных приборов, коллектора, предохранительного клапана и подающего насоса, в комплект обычного смесительного узла входят:

• Байпас – элемент, предохраняющий ваше оборудование от перегрузки и перегрева;
• Дренажный, спускной клапан;
• Отсекающий клапан;
• Воздухоотводчики;
• Термореле.

Смесительный узел должен представлять собой компактную конструкцию, способную удачно спрятаться в коллекторный шкаф.

На заметку: если предполагается оборудовать теплые полы в нескольких помещениях, для каждого из них потребуется свой, отдельный смесительный узел. Можно установить один единый блок для всех отопительных контуров, только в этом случае лучше использовать коллектор с большим числом входов и дополнительное количество предохранительной арматуры.

Для оснащения смесителей обычно используются трехходовые и двухходовые клапаны. Второй еще принято называть питающим клапаном. Благодаря его начинке, термостат и датчиком, клапан реагирует на малейшее изменение температуры нагрева воды в системе, открывая или перекрывая подачу воды.

Для отапливаемых помещений площадью свыше 200 м 2 использование двухходового клапана не рекомендуется.

Трехходовой клапан имеет несколько функций. За счет своей конструкции клапан способен выполнять отвод и смешивание. Благодаря такому устройству в смесительном узле происходит смешивание горячей воды, поступающей от нагревательного прибора с обраткой. Обычно на подмес ставятся клапана с сервоприводами, которые самостоятельно, в автоматическом режиме регулируют уровень подмеса. Дополнив смесительный блок трехходовым клапаном в комплекте с погодозависимым контроллером, вы получите полностью автоматизированную систему регулировки температуры нагрева. К тому же трехходовой клапан рассчитан на работу с теплыми полами большой площади.

Если вы хотите сэкономить на оснащении, используйте клапана регулировки с ручной настройкой. Сэкономив на автоматизации, вы получите для себя лишние хлопоты. При ручной настройке довольно трудно определить оптимальный поток теплоносителя в системе. Автоматика решает эти вопросы проще и быстрее.

Монтаж смесительного узла. Особенности установки

При правильном подборе комплектующих, при соблюдении всех необходимых технических условий, установка смесителя не должна вызывать трудности. Определив место расположения смесительного блока, смоделировав конструкцию коллекторного шкафа, начинайте сборку.

На будущее. Блок управления теплыми полами должен иметь свободный доступ. В противном случае вам придется столкнуться с трудностями во время эксплуатации.

Сначала подключаются трубопроводы, идущие от нагревательного прибора. Следом устанавливается коллектор. В завершении систему можно оснастить датчиками регулировки напора, давления и термометрами. Важно определить способ расположения гребенок коллектора. От того, к какому источнику нагрева подключена ваша система, зависит способ подключения распределительных гребенок. Это может быть торцевое подключение или обычное, сверху и снизу.

Для магистрали подачи горячей воды лучше использовать металлопластиковые трубы или полимерные материалы. Эти комплектующие способны справится со скачками давления в системе, и прекрасно выдерживают высокие температуры.

Подключение оборудования к водяным контурам осуществляется в четкой последовательности при помощи фитингов. К синим входным патрубкам подключаются трубы, по которым идет остывшая вода в обратном направлении. К красным патрубкам подключается водяная петля, обеспечивающая нагрев пола в отапливаемом помещении.

Если вы планируете сделать теплый пол для обогрева помещений большой площади, вам обязательно потребуется циркуляционный насос. Большая длина водяного контура, большое количество изгибов и малый диаметр греющей трубы приводят к тому, что циркуляция теплоносителя в системе заметно ослабевает. Установив циркуляционный насос, вы обеспечите нормальную подачу подготовленной воды в отопительные контуры. Ставить насос рекомендуется в начале смесительного узла, где подходят подающая труба и подключена обратка.

Монтаж насоса осуществляется в строго горизонтальном положении. Рекомендуется устанавливать насосы с несколькими режимами скоростей. Такие модели позволяют вам в ручном режиме определять необходимую скорость подачи и интенсивность потока.

В заключении

Ознакомившись с тем, какое значение играет для системы отопления «теплые водяные полы» узел подмеса, как устроена его работа, можно сказать пару слов о настройке оборудования. Не имея соответствующей подготовки, такую процедуру лучше доверить специалистам – теплотехникам. Несмотря на то, что монтаж теплого пола и установка смесителя задачи, с которыми вы можете справиться самостоятельно, настройка регулирующей группы требует соответствующей квалификации и знаний.

Дл общей информации отметим пару шагов, с которыми связан процесс настройки смесителя.

• Термоголовки или клапана с сервоприводами лучше снять, что бы они не оказывали влияние на настройку смесительного узла;
• Перепускной клапан выставляется на максимальное значение -0,6 атм, сделав его на данный момент не рабочим;
• Положение балансировочного клапана выставляется согласно расчетам пропускной способности;

Расчеты будут примерно такими:

Где, t1 — это температура воды в подающей трубе от автономного котла или системы ЦО;

t2подачи – это температура воды на входе в водяной контур;

t2обр – это температура воды в обратке, поступающей из петли водяного контура;

Kυт – общепринятый коэффициент, который равен значению 0,9.

Цифры для расчетов берем средние, для работы автономного котла:

В результате получаем:

Это и есть значение, которое мы выставляем на балансировочном клапане.

Далее настраиваем насос, учитывая пропускную способность балансировочного клапана и необходимую интенсивность потока воды. Если настроить насос с учетом оптимальных параметров вы не можете, установите на нем минимальные режимы работы. В дальнейшем, когда станет ясно, что рабочей скорости насоса не хватает, переустановите агрегат на большую скорость.

• Последний этап связан с балансировкой петлей водяного пола. С этой задачей справляются балансировочные клапаны. Если у вас одна ветка отопительного контура, балансировка не потребуется.

В завершении следует сказать, что собранный узел подмеса и подключенный к системе, требует обязательной обвязки со всей системой обогрева. Соблюдая все необходимые инструкции и рекомендации специалистов, доверив выполнение гидравлических и тепловых расчетов специалистам, вы можете рассчитывать на благополучный исход вашего мероприятия. Смесительный узел, собранный по всем правилам, позволит работать вашей домашней системе отопления максимально эффективно. К тому же, вы существенно повысите уровень комфорта в доме и собственную безопасность.