Варианты обустройства теплого пола без насоса и смесительного узла: нюансы обустройства, установка клапана

Смесительный узел в водяной системе обогреваемого пола нужен для корректирования температуры теплоносителя. Установленный котел нагревает теплоноситель до требуемой температуры – 55 градусов. Этого хватает для прогрева пола до 30 градусов. Данный показатель комфортен для холодного периода года. В коллекторе смеситель самостоятельно смешивает горячую и холодную воду до нужной температуры. Если планируется теплый пол без насоса, то теплоноситель подается в систему с заданной температурой, но для этого требуется отдельный котел или наличие централизованной отопительной системы.

Нюансы обустройства водяного подогрева пола без применения смесительного узла

Главный минус укладки системы водяного отопления без узлов смесителя и коллектора состоит в том, что требуется минимизировать потери температуры воды на пути следования «нагреватель – контур», ведь температуру на покрытии пола нужно держать постоянной. Поэтому рекомендуется учитывать такие требования:

1. утеплить стены здания;
2. уложить теплоизоляционный материал в пирог напольного покрытия;
3. установить качественные конструкции оконных рам;
4. смонтировать напольное покрытие в максимальной близости с нагревателем;
5. площадь комнаты не должна быть больше 20 кв. м.

Внимание! Главная ошибка в установке водяной бесколлекторной системы пола – попытка ее применения на больших площадях. Поэтому надо подсчитать продолжительность труб и схему укладки так, чтобы температура в обратной трубе не оказалась слишком низкой. Иначе в котле образуется много конденсата, а это приведет к его поломке.

Отдельные экспеты говорят, что при холодной «обратке» спасает подсоединение конденсатного котла с высоким коэффициентом полезного действия – ему не страшны низкие температуры теплоносителя.

Варианты установки системы обогреваемого пола без использования узла и коллектора

Для устройства системы водяного отопления подогреваемых полов без использования коллектора требуются следующие материалы и устройства:

• трубы для контура;
• котел;
• комплектующие к трубопроводу;
• трехходовой термостатический клапан.

Схема укладки теплого пола от централизованной системы отопления

Некоторые мастера стараются применить наиболее легкий метод монтажа – обустроить систему подогрева, присоединив ее к центральному отоплению. Это решение грозит впоследствии неисправностями трубопровода, так как температура теплоносителя батарей существенно выше, чем требуется для пола. А если надзорные организации обнаружат присутствие этого «самодельного устройства» без разрешения соответствующих органов, собственнику собственнику выпишут немалый штраф и потребуют демонтировать систему водяного теплого пола.

Укладка контура труб

Для укладки контура трубопровода используется несколько способов, самые приемлемые – улитка и змейка. Эти схемы состоят из двух параллельных петель водяного пола (подающая и обратка). Преимущество «змейки» заключается в распределении зон нагрева, к примеру, можно обойти сантехнику. Преимущество «улитки» – равномерный прогрев площади. После монтажа трубы по схеме подключения присоединяют к котлу.

Для ускорения движения воды по трубам под котлом монтируют на подачу насос, который управляется автоматически или вручную. В системе, где нет смесительного узла, схему между трубопроводом и котлом замыкает трехходовой термостатический клапан.

Внимание! Чтобы теплый пол функционировал без насоса, рекомендуется выбрать мощный котел, неважно, газовый или электрический. Главное, чтобы его мощности хватало на теплое напольное покрытие. Стоит выбрать котел с встроенным насосом.

Читайте также: Смесительный узел для теплого пола — принцип работы, установка узла своими руками

Установка клапана термостатического для теплого напольного покрытия

Монтируют клапан на подачу теплоносителя, а к обратной трубе устанавливается перемычка. Клапан предназначен для регулировки температуры теплоносителя, он представляет собой смеситель, внутри которого установлен термочувствительный элемент. Клапан защищает систему – он автоматически прекращает поток на трубе подачи в нужный момент.

Установка обогреваемого пола без использования смесительного узла

Потребность в монтаже насоса полностью отпадает, если приобрести и установить котел с встроенным насосом. Главное преимущество такого котла – хорошо подобранная комплектация. Это значит, что не следует выбирать котел по каким-то характеристикам, достаточно определить нужную мощность.

Описанные способы установки имеют место, но лучше один раз приобрести все элементы, подключить правильно систему теплого водяного пола и не переживать, что потраченные средства на обустройство такого пола будут потрачены зря.

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

Монтаж теплого пола без смесительного узла (коллектора)

Коллектор в устройстве теплого водяного пола служит для корректирования температуры в теплоносителе. Нагрев, которого происходит котлом с регулировкой параметров при помощи программ. Стандартные показатели тепла равны 55 градусов Цельсия, что бы комфортная температура теплого пола составляла 30 °С.

Если система имеет смесительный узел, который может самостоятельно отрегулировать высокую подачу температуры способом добавления холодной воды.

Но при монтаже теплого пола с отсутствием коллектора горячая вода должна поступать нужной температуры, соответственно это требует установки в системе отдельного котла.

Индивидуальный радиаторный вариант отопления пола нуждается во втором котле или в подключении к центральному отоплению. Средние нормы тепла в батареях равны 69-79 градусов Цельсия. А это на 20 градусов больше рекомендованного тепла для пола с подогревом.

Особенности подключение теплого пола без смесительного узла

Часто возникающая оплошность при установке системы с отсутствием смесительного узла – это монтаж на очень крупные размеры помещения.

Основные требования при установке:

1. Стены в помещении должны быть утеплены (снаружи или внутри);
2. На полу должна быть проложена теплоизоляция;
3. Качественные стеклопакеты;
4. Монтаж пола вблизи от системы обогрева;
5. Площадь комнаты не больше 25 м2.

Недостатки системы без коллектора:

Большие потери тепла на пути от нагревательного прибора и самом агрегате трубопровода. Соответственно необходимо сберечь тепло на поверхности пола.

Монтаж конденсатного котла с высоким КПД помогает при холодной «обратке», на прибор не влияет низкая температура при нагреве.

Способы сборки

Элементарный принцип сборки – это присоединить конструкцию теплых полов к центральному отоплению. Минусом такой системы является риск поломок трубопровода теплого пола из-за подачи высокой температуры воды в радиаторах.

Два лучших способа для укладки труб без смесительного узла:

• змейка помогает распределять районы нагрева (обойти мебель либо сантехнику);
• улитка способствует равномерному нагреву площади пола.

Оба способа должны быть сконструированы из двойной системы трубопровода – для подачи и возвращения воды.

После того как трубопровод проложен его подключают к котлу. Насос нужной мощности обеспечит скорость движения элемента нагрева по трубопроводу.

Модели насосов бывают ручного и автоматического управления. Прибор ставится на подающую часть трубы. При отсутствии в системе коллектора насос размещается под котлом.

Соединительную конструкцию завершает клапан, который следует установить между трубой и насосом.

Отличия конструкций радиаторного отопления и водяного теплого пола

1. Радиаторному отоплению характерны высокие температуры теплоносителя, температура подачи примерно равна 70 градусам, а обратная отдача 50 °С. Особенности монтажа – насос устанавливается не на подающую сторону, что бы исключить вероятность перегрева.
2. Температура пола при обогреве должна быть не больше 26-30 °С, комфортная температура для щадящей работы насоса составляет 40 °С.
3. Циркуляционная скорость радиаторного отопления не велика, из-за перепада температуры вполне будет достаточно установить котел со встроенным в него насосом.
4. Тонкие пластиковые трубы являются радиатором теплого водяного пола. Длина труб может достигать более ста метров в одной монтажной системе. Соответственно и насосное устройство должно быть мощным, чтобы проталкивать воду через трубопровод.

Система с трехходовым клапаном

Сборка термостатического клапана (трехходового) производится на трубы подачи тепла, к противоположному потоку присоединяется перемычка.

Данный прибор регулирует температуру подачи тепла, которая подводится к насосу. Клапан функционирует как смеситель с термочувствительным элементом.

Преимущества клапана — это защита системы от слишком высоких температур (перегрева) и при необходимости во время поломки автоматически перекроет подачу теплоносителя и обратного потока. Благодаря этому клапан берет на себя часть работы смесительного узла.

Выбираем насос

Можно ли обойтись без смесительного узла? Можно, но без насоса вряд ли. Циркуляционная станция увеличит давление и равномерно прогреет воду, не будет делать избыточное давление, и протолкнет воду с требуемой скоростью.

Перед выбором насоса нужно определиться с фирмой, моделью, материалом из которого он состоит.

Для эксплуатации в бытовых условиях рекомендуется использовать два вида оборудования:

1. Насос с мокрым ротором. Данная техника не имеет большую мощность, но может обеспечить работу пола с подогревом, площадь которого равна 350-400 м2. Ротор носит «мокрое» название из-за расположенного колесика в теплоносителе, охлаждение и смазка проходит при его использовании. Прибор пользуется популярностью благодаря тихой работе, надежности и экономной потребности электроэнергии.
2. Модель с сухим ротором – достаточно мощный прибор, в котором ротор расположен в непроницаемой ёмкости. Данный тип техники используют для обустройства фонтанов в частных домах или парковых зонах. Модель нуждается в периодическом техническом обслуживании.

Большинство распространенных ошибок, которые допускаются при монтажных работах:

• Трубы залили в пол и забыли про изоляцию. Фольгированная подложка не подходит, лучше, если это будет вспененный полистирола. В противоположном случае половина тепла уйдет на обогрев перекрытий либо грунта.
• Монтаж производится лишь под плитку (исключение — электрический вид полов с подогревом). При профессиональной сборке можно отапливать постройки с толстым слоем покрытия на полу.
• Конструкция теплого пола подключена к котлу без смесителя. Это необходимая часть, которая поддерживает температуру для питания системы.
• Укладка металлопластиковых труб улиткой во всех помещениях.

Различные комнаты нуждаются в разных подходах монтажа. Например, труба, которая проходит от наружных стен на расстоянии 40-80 см, должна быть смонтирована плотно для компенсации потери тепла.

Вывод

Схема монтажа теплого пола подбирается с расчетом площади конкретной комнаты, исходя из варианта его обогрева. Укладка труб улиткой – универсальный и экономный способ обогрева помещения при любых погодных условиях.

Чем больше длина пластиковых труб, тем мощнее должен быть насос. Ведь потребуется хороший напор и необходимость преодоления большого гидравлического сопротивления.

Лучше приобретать и устанавливать регулируемые насосы, которые имеют три скорости.

Полезное видео

Регулировка теплого пола без смесителя на видео ниже: