Сборка и установка коллектора водяного теплого пола

Насосно-смесительный узел и коллекторная группа водяного теплого пола предназначены для регулирования циркуляции теплоносителя в контурах, контроля давления в отопительной системе, устранения воздушных пробок и управления температурой. Как происходит сборка коллектора для теплого пола, основные схемы подключения и часто совершаемые ошибки, рассмотрим далее. Про устройство и принцип действия можно почитать здесь

Для чего нужен коллектор теплого пола

Система «водяной теплый пол» – эффективный способ равномерного обогрева всех помещений в доме. Монтаж такого вида отопления без коллекторной группы возможен при условии того, что будет проложен единственный контур. Однако, максимально возможная длина одной трубы не должна превышать 70 м, что фактически покрывает семь квадратных метров. Таким образом, в среднем на комнату потребуется минимум 2 контура.

Насосно-смесительный узел с минимальным количеством контуров

При прокладке водяных теплых полов одновременно в нескольких комнатах без включения коллектора, регулировать основные показатели корректной работы отопительной системы будет нельзя. Отсутствие коллекторной группы чревато серьезными проблемами:

• Невозможность регуляции давления в системе отопления и стравливания воздуха;
• При повреждении трубы водяного теплого пола, придется отключать его полностью во всем доме;
• Неравномерный обогрев помещений дома.

Неправильное функционирование системы приведет к дорогостоящему ремонту. Если вы обладаете некоторыми навыками, возможна установка узла без привлечения специалистов. Достаточно приобрести подходящую по параметрам насосно-смесительный узел коллекторную группу и подключить их с соблюдением технологии.

Из чего состоит коллектор для теплого пола

Система управления водяным теплым полом представляет собой совокупность клапанов, датчиков, приводов и других элементов. Принцип работы коллектора прост – нагретый теплоноситель проходит по контурам, остывая и возвращаясь к исходной точке для повторного нагрева. Конструкция смешивает циркулирующую жидкость разной температуры, что позволяет получить оптимальные параметры теплых полов.

Стандартный узел подмеса и распределения для теплого пола в сборе состоит из:

• Смесительного узла (1) для разбавления горячей воды из котла. Подмешивание происходит автоматически за счет наличия температурных датчиков и сервопривода, используемого в качестве терморегулятора.
• Циркуляционного насоса (2) на трубе подаче теплоносителя. Насос обеспечивает систему правильным давлением для повышения эффективности отопления;
• Распределительной гребенки (коллекторной группы) (3), укомплектованной отводами для подключения водяных контуров и расходомерами для зонального распределения циркулирующей жидкости по трубам. А также байпасом (5) для предотвращения перегрева насоса.

Кроме того, в дорогих моделях коллекторов присутствуют термодатчики (4), регулирующие температурный режим в зависимости от температуры, и воздухоотводчик (4) для стравливания воздушных пробок.

Комплектующие для водяного теплого пола

Сложная конструкция смесительного узла и коллекторной группы дополняется множеством вспомогательных деталей, выполняющих ту или иную роль в регуляции работы теплых водяных полов:

• Управление термостатическим клапаном производится вручную либо автоматически с использованием электротермического привода.
• Гидравлическая балансировка петель напольной системы отопления происходит за счет настроечных клапанов (есть варианты с расходомерами либо без них).
• Обеспечение постоянного давления выполняется с помощью переливного клапана, перенаправляющего лишнюю жидкость в байпас.
• Запорный вентиль балансировки радиатора служит для открытия/закрытия подачи воды между коллектором и отопительной системы.
• Байпас с перепускным клапаном, расширительный бак, предохранительный клапан, а также коммуникаторы и контроллеры отвечают за беспроблемную эксплуатацию водяных теплых полов и непрерывный контроль за работой системы отопления.

Смесительный узел может иметь двух или трехходовые смесительные клапана. Первый вариант считается более надежным, так как позволяет ограничить поступление воды напрямую из котла с помощью балансировочного клапана и термостатических регулировочных узлов. Это сохраняет контур от воздействия кипятка, что особенно ценно при использовании труб из полипропилена.

Конструкция с 3-хходовым клапаном более универсальна в плане рекомендуемой площади обогрева. В отличие от двухходовых узлов, которые не могут обслуживать более 200 м², трехходовой клапан создает оптимальное давление в теплых полах любой квадратуры.

Коллектор для теплого пола своими руками

На данный момент существует множество вариантов сборки насосно-смесительного и коллекторного узла водяного теплого пола. Далее расскажем о самых популярных из них.

Сборка готового комплекта

Самый простой и надежный способ, но более дорогой — это купить готовый комплект насосно-смесительного узла и коллекторной группы. Руководство по сборке заводского комплекта содержит пошаговые инструкции, что позволяет собрать его своими руками даже неопытному мастеру.

Подключение труб теплого пола к коллектору производится с учетом пропускной способности распределительных гребенок и составленной схемы с обозначением размеров труб, точек их соединения с элементами отопительной системы и местами укладки. Работы по подключению водяного контура проводят после установки коллектора и системы защиты (байпас, воздушный клапан).

По окончании работ, соединения проверяют на герметичность. Для этого коллектор для теплого пола с расходомером подключают к главному насосу, который нагнетает требуемое давление, и оставляют систему на 24 часа. Если за сутки не произошло изменение установленных параметров – смесительный узел можно смело эксплуатировать. Все проверки должны проводиться до укладки финишного напольного покрытия.

Если вы задались целью собрать систему распределения водяного теплого пола самостоятельно, а не покупать готовый комплект, то рассмотрим более дешевые варианты конструкций своими руками.

Из профильной металлической трубы

Перед изготовлением коллектора необходимо составить схему с расположением всех элементов узла. В качестве материала изготовления лучше выбрать стальные трубы с квадратным типом сечения. Такой вид несложен в обработке, что существенно снижает трудозатраты на установку патрубков.

Коллекторы из профильной трубы применяются в отопительной схеме объектов с большим количеством контуров и гидравлическим разделителем. Параметры трубы квадратного сечения – 80*80 или 100*100 мм

Поэтапный процесс производства сборной конструкции распределительного узла выглядит следующим образом:

Коллектор из полипропиленовых труб

Если для изготовления используются трубы из полипропилена, стоит обратить внимание на наличие в них армирующего слоя. При его отсутствии пластиковая конструкция может быть подвержена деформации от присутствующего температурного режима.

Подробный технический процесс сборки коллекторной группы:

Смесительные узлы из полипропилена имеют важное преимущество перед металлическими «собратьями» – небольшую стоимость. В остальном придется примириться с рядом недостатков:

• Полипропиленовые коллекторы монтируют в системы с малым количеством отводов (не более 5 штук);
• Нельзя установить расходомеры;
• Требуется защитный ящик большего размера из-за массивности конструкции;
• Обязательно обладать набором профильных инструментов и навыками пайки.

Сборка распределительного колектора из отдельных элементов

Для тех, у кого нет в наличии специальных инструментов, можно собрать гребенку из отдельных готовых элементов. Лучше подбирать комплектующие одного производителя.

Контуры подсоединяют по выбранной схеме, придерживаясь главного правила – трубы с теплым теплоносителем, крепят наверху. Трубы с остывшим теплоносителем, закрепляют снизу.

На финишном этапе необходимо произвести опрессовку и контрольный запуск отопления для своевременного определения скрытых или явных недостатков сделанной конструкции.

Советы по установке коллектора теплого водяного пола

Использование заводского комплекта исключает ряд распространенных ошибок при монтаже узла. Готовая коллекторная группа для теплого пола уже оснащена необходимыми вентилями и прочими важными элементами.

Обязательно учитывать следующие рекомендации:

• Расчет тепловой нагрузки на контур рассчитывают до начала монтажа, и на основании полученных данных производят настройку балансировочного клапана;
• Шкаф для смесительного узла размещают в месте, находящемся на одинаковом расстоянии от подсоединяемых труб;
• Габариты коллекторного ящика следует выбирать соответственно размерам прибора;
• Под блоком обязательно предусмотреть пространство для загиба каждого контура;
• Для возможного увеличения водяных контуров стоит оставить несколько свободных патрубков;
• Наиболее эффективная система отопления получается при условии внедрения мощного циркуляционного насоса;
• При установке нескольких насосов обязательно использовать обратные клапаны.

Кроме прочего, разработку схемы коллектора теплого пола лучше доверить профессионалам, даже если планируется сборка своими руками. Дело в том, что произвести точные расчеты без соответствующих знаний довольно проблематично. Экономия на квалифицированном расчете параметров коллекторного узла может привести к серьезным расходам в будущем.

Коллекторный шкаф: назначение, разновидности и преимущества

Коллекторный шкаф – защитная конструкция, оберегающая смесительный узел от постороннего вмешательства. По сути, это короб, установленный в горизонтальном положении, оснащенный крепежными механизмами и дверцей.

Использование такого шкафчика дает возможность расположить коллекторный узел в удобном месте без ущерба для интерьера и технического наполнения. Таким образом, коллекторно-смесительный узел можно разместить в любой комнате, не опасаясь, что содержимым заинтересуются дети и домашние питомцы.

Различают два типа коллекторных шкафов:

• Наружные монтируются на поверхность стены с помощью специальных крепежей и ножек (при необходимости корректировки по высоте). Выводные щели прикрываются съёмными металлическими накладками. Сам шкаф покрыт порошковой краской или антикоррозийным составом по бокам, дверца может быть в белом, бежевом или другом цвете по вкусу потребителя.

Наружный коллекторный шкаф

• Встраиваемые устанавливают в нишу либо закрывают вагонкой или гипсокартоном. Боковые части, как правило, не окрашены, так как в них расположены крепежные и выводные пролеты. Фасад окрашивается в белый цвет, но также возможны варианты.

Встраиваемый коллекторный шкаф

Оба вида конструкций обязательно имеют крепкий замок, защиту от возможных термических ожогов. Шкафы располагают не ниже уровня пола, но и не поднимают слишком высоко. После установки короба, процесс сборки коллектора водяного пола проходит согласно задуманной схеме. При этом, все отводы остаются легко доступны для укладки контуров.

Внутрь шкафа можно поместить также и счетчик водоснабжения, совместив все контуры в одной точке. На стене вся конструкция будет выглядеть в разы эстетичнее, нежели связка труб водяного контура отопительной системы с многочисленными датчиками, вентилями и кранами.

Практические советы по настройке систем напольного отопления. Настройка насосно-смесительного узла

Настройка насосно-смесительного узла не так сложна, как может показаться на первый взгляд, достаточно лишь понять, как какое-либо действие влияет на работу всей системы. Можно вычислить его настройку теоретически (этому посвящена статья «Насосно-смесительный узел VALTEC COMBI. Идеология основных регулировок»). Однако теория не всегда сходится с практикой, да и точнее всё-таки провести настройку на месте по показаниям термометров. Для того, чтобы правильно осуществить настройку без расчетов, необходимо иметь включенным котел и хотя бы минимальный теплосъёмом в помещениях. Желательно, чтобы на улице была температура ниже +5 ºС. В помещениях не должно быть открытых окон или каких-либо крупных тепловыделений (работающего камина и пр.).

Начнём с того, что опишем работу насосно-смесительного узла (рис. 1, 2).

Горячая вода из патрубка A поступает в насосно-смесительный узел, после чего через насос поступает в патрубок С, который подключается к подающему коллектору системы напольного отопления. Вода, проходя петли систем напольного отопления, делится на два потока. Часть воды идёт на смешение через байпас и клапан байпаса 3. Там она смешивается с новой порцией горячей воды из котла в такой пропорции, чтобы на входе в коллектор получилась необходимая температура воды.

Часть потока воды из патрубка B отводится обратно в котел через настроечный клапан первичного контура 5 в патрубок D. На термоэлементе термостатического клапана 1 либо на контроллере задается требуемая температура воды на входе в систему напольного отопления, при этом термоэлемент либо контроллер, отслеживая температуру в точке 4, приоткрывает или прикрывает термостатический клапан 1, увеличивая или уменьшая количество горячей воды из котла, подмешиваемой к общему потоку.

В большинстве случаев для настройки узла достаточно задать на термоэлементе либо контроллере требуемую температуру теплоносителя, которую необходимо подавать в теплый пол, и требуемую скорость насоса. Мощность, расход воды и разница температур между подающим и обратным трубопроводом взаимосвязаны между собой. К тому же, разница температур между подающим и обратным трубопроводом, как и температура настройки узла, влияют на среднюю температуру пола и его теплоотдачу.

В целом, мощность любой системы напольного отопления зависит от разницы между температурой воздуха и средней температурой на поверхности пола. Повышая эту среднюю температуру, мы повышаем мощность петли.

Теперь на примере рассмотрим – от чего зависит эта самая средняя температура пола. Предположим, что у нас имеется петля напольного отопления уложенная «змейкой», в которую подаётся вода с температурой 40 ˚С, при этом из петли возвращается вода с температурой 30 ˚С (рис. 3). Допустим при этом, что температуры в точках А и Б будут 30 и 25 ˚С соответственно. Средняя температура такого пола будет около 27,5 ˚С, что соответствует мощности 80 Вт/м².

Но такая работа пола, возможно, не будет устраивать владельца, так как разница температуры поверхности в точке А и в точке Б будет велика. И пользователь, стоя в точке А, будет ощущать перегретый пол, а в точке Б будет считать пол холодным. Данную проблему можно решить, увеличив расход воды. Допустим, мы увеличим расход воды в два раза. В этом случае температура в обратном трубопроводе будет увеличиваться. Причем при увеличении расхода в два раза разница температур между подающим трубопроводом и обратным снизится тоже в два раза и составит 40 ˚С на подаче и 35 ˚С на обратном трубопроводе. В точке А и Б температуры установятся приблизительно на уровне 30 ˚С и 27,5˚С а средняя температура пола вырастет примерно до 29,5 ˚С (рис. 4).

Чтобы снизить среднюю температуру пола до начального уровня и не допустить перегрева, достаточно снизить температуру воды, подаваемой в теплый пол. Если установить термостат на 38 ˚С, то температура в обратном трубопроводе установится примерно на уровне 32 ˚С, температуры в точках А и Б будут 29 ˚С и 26,5 ˚С. При этом средняя температура пола будет равна около 27,5 ˚С, то есть такая же, как и в первом примере, но разница температур между точкой А и Б на поверхности пола будет не столь значительна.

Чтобы выровнять температуру пола, можно применять схему «улитка», но ее надо предусмотреть ещё на стадии монтажа.

Исходя из вышеописанных примеров, можно дать следующие рекомендации по настройке расходов и температур пола:
• чем больше расход воды через контуры теплого пола, тем меньше разница температур на поверхности пола во всех помещениях. Мощность насоса (и соответственно расход) выставляется в зависимости от разницы температур на подающем и обратном коллекторе. Для петель, уложенных «змейкой», эта разница должна составлять 3–5 ˚С. Для петель, уложенных «улиткой», разница может быть увеличена до 3–10 ˚С.
  Таким образом, чтобы определить наиболее подходящую настройку насоса, необходимо задаться определенной скоростью насоса, и через полчаса замерить разницу температур между подающим и обратным коллектором. Если разница окажется слишком высокой, то скорость насоса необходимо увеличить, либо установить более мощный насос. Нет ничего страшного в том, что разница температур окажется маленькой, в этом случае нагрев помещения будет более равномерным по всей площади.
• температура воды, подаваемой в коллектор системы напольного отопления, напрямую влияет на среднюю температуру пола, которая в свою очередь влияет на мощность. Чем выше температура, тем выше мощность. Но необходимо выбирать эту температуру так, чтобы максимальная температура пола не превысила 29 ˚С, иначе перегретый пол будет доставлять дискомфорт.

Но зачем же нужны остальные вентили и клапаны на узле, если достаточно выставить настройки насоса и термоэлемента? Дело в том, что насосно-смесительный узел VT.COMBI за счёт своей конструкции является очень универсальным устройством, способным успешно работать в различных системах. Универсальным его делает наличие дополнительных органов регулирования, которые позволяют расширить зону его работы и увеличить максимальную мощность.

Если требуется внедрить узел в систему со специфическими параметрами теплоносителя или «выжать» из узла максимум возможной мощности, то помимо установки термоэлемента в требуемое положение необходимо так же осуществить несколько простых операций по настройке.

Настройка балансировочного клапана байпаса ( рис. 5)

Для того чтобы лучше понять, на что влияет настройка этого клапана, рассмотрим две гипотетические ситуации:
Из котла к насосно-смесительному узлу поступает теплоноситель с температурой 90 ˚С, при этом термостатический клапан настроен на поддержание температуры теплоносителя на входе в систему напольного отопления 30 ˚С, а из обратного коллектора возвращается теплоноситель с температурой 25 ˚С.
Термостатический клапан должен принять такое положение, при котором соотношение расходов теплоносителя с температурой 90 ˚С и 25 ˚С обеспечило температуру на выходе 30 ˚С (рис. 3).
Не сложно догадаться, что такая задача решается обычной пропорцией, и соотношение расходов воды из котла к воде из обратки должно быть 1 : 12. Иными словами, на каждый литр воды из котла должно приходиться 12 л воды из «обратки».
Если настроечный клапан байпаса настроен в положение близкое к минимуму, то через него и будет проходить минимальное количество теплоносителя. Предположим, что клапан байпаса «3» открыт в такой позиции, что через него в данной системе проходит 12 л/мин. воды. Тогда термостатический клапан должен закрываться до тех пор, пока расход воды через него не будет равен 1 л/мин. В этом случае на выходе мы получим необходимые нам 30 ˚С с расходом 13 л/мин. (12 л/мин. холодной воды и 1 л/мин. горячей).
А если начать открывать клапан байпаса? В этом случае расход теплоносителя через него начнет увеличиться. Предположим, что, открыв клапан до конца, мы получим расход 60 л/мин, при этом термостатический клапан займет такую позицию, чтобы пропускать в 12 раз меньше воды, т.е. 5 л/мин. В итоге мы получим те же 30 ˚С, но с расходом 65 л/мин. (60 л/мин. холодной воды и 6 л/мин. горячей).
Таким образом, мы видим, что при минимальном и максимальном положении клапана байпаса узел поддерживает необходимый расход теплоносителя, но чем ниже настройка клапана, тем меньше расход будет обеспечивать такой узел, а как было сказано выше увеличение расхода через петли обеспечивает более равномерный прогрев помещения.
Отсюда возникает вопрос – а зачем вообще закрывать клапан байпаса, если его закрытие приводит лишь к уменьшению расхода теплоносителя и как следствие уменьшение мощности системы? Чтобы ответить на этот вопрос представим себе другую гипотетическую ситуацию.

Исходя из вышесказанного, можно дать общие рекомендации по настройке этого клапана. В случае, если разница температур между температурой теплоносителя, поступающего из котла и температурой настройки узла велика, клапан необходимо открывать. Если температура теплоносителя из котла близка к требуемой температуре после смесительного узла, то клапан следует прикрывать. Но как же настроить точно узел в каждом конкретном случае, если температура теплоносителя, поступающая из котла и температура, которую необходимо поддерживать на входе в систему напольного отопления, не постоянны в течение года? Неужели придётся постоянно его подстраивать? Конечно же, нет! Задача монтажника – сделать так, чтобы узел смог обеспечить требуемую температуру в любой ситуации, которая может возникнуть во время эксплуатации, обеспечивая при этом максимальный расход теплоносителя. В остальные периоды узел будет поддерживать требуемую температуру теплоносителя за счёт термостатического клапана. По большому счету, монтажник задает максимальный диапазон температур, которые насосно-смесительный узел будет поддерживать. Если монтажник задаст слишком низкий диапазон, то узел не сможет обеспечить требуемую температуру в те моменты, когда из котла идёт теплоноситель с низкой температурой. Если монтажник задаст слишком высокий диапазон, то узел будет работать не на полную свою мощность.

Как уже было сказано выше, золотую середину можно найти, используя расчетные формулы, но можно и следующим образом – надо выставить на котле минимальную температуру, которую он будет поддерживать в течение года. Если котел в течение года будет настроен на одну и ту же температуру, то выставляется именно она. Далее с термостического клапана снимается термоголовка или сервопривод. Система в таком режиме должна проработать несколько часов, пока температура на входе в теплый пол не стабилизируется. Именно такой и будет максимальная температура, которую узел сможет поддерживать. Если эта температура намного выше той, которая необходима на входе в теплый пол, то клапан байпаса приоткрывается. В большинстве случаев желательно его открыть на позицию 3 и подождать от получаса до часа, после чего опять проверить температуру на входе в систему напольного отопления. Если она опять будет велика, то продолжать открывать клапан. Если температура будет на 2–5 ºС выше, то настройку можно считать оконченной. Если же температура после узла оказалась ниже требуемой, то балансировочный клапан байпаса следует зарывать. После окончания настройки на термостатический клапан обратно монтируется термоэлемент или сервопривод. Далее узел будет регулировать требуемую температуру самостоятельно.

Внимательный читатель, возможно, скажет: «А зачем эти сложности, если можно поставить трёхходовой клапан, у которого не надо настраивать клапан байпаса?». В какой-то степени читатель будет прав – узлы с трёхходовым клапаном устроены таким образом, что при увеличении потока воды из котла одновременно уменьшается поток воды через байпас, что позволяет обойтись без упомянутого выше балансировочного клапана байпаса. Но, к сожалению, на сегодняшний день не существует идеального узла, который бы без настроек и регулировок вписывался бы в любую систему отопления. И насосно-смесительные узлы с трёхходовым клапаном тоже не лишены недостатков, и тем более, их нельзя рассматривать как узлы, не требующие настройки.

На рис. 8 представлена схема насосно-смесительного узла собранная на базе трёхходового клапана VT.MR03 (рис. 9). Требуемая температура теплоносителя в таком узле достигается за счёт все той же пропорции воды, поступающей из котла и воды, поступающей из «обратки».

Рассмотрим работу такого узла на тех же примерах, что и в предыдущих случаях.

Из котла к насосно-смесительному узлу поступает теплоноситель с температурой 90 ˚С, при этом термостатический клапан настроен на поддержание температуры теплоносителя на входе в систему напольного отопления 30 ˚С, а из обратного коллектора возвращается теплоноситель с температурой 25 ˚С. Как уже было сказано выше, пропорция воды должна быть 1 : 12. Иными словами, на каждый литр воды из котла должно приходиться 12 л воды из «обратки».

Трёхходовой клапан за счёт термоэлемента займет такое положение, при котором из котла будет поступать 1 литр воды, а из байпаса будет поступать 12 литров. При этом, если температура воды на выходе из котла, допустим, снизится, то клапан займет новое положение, увеличив расход воды из котла и одновременно с этим уменьшив расход воды из обратного коллектора, таким образом, поддерживая необходимую температуру воды на входе в теплый пол.

К сожалению, в таком совершенном режиме узел работает только в теории. На практике часто встречаются ситуации, когда такой узел подает воду в систему напольного отопления почти без смешения. Из-за чего это происходит? Предположим, что в доме, отапливаемом напольной системой отопления, днем стало тепло (солнечная теплая погода) и все петли тёплых полов по сигналам термостатов закрылись. Узел стоит долгое время без расхода, так как все петли отключены. Вечером похолодало, и автоматика запустила работу петель напольного отопления. В течение дня вода, находящаяся в трубе между котлом и насосно-смесительным узлом, неизбежно остынет. Трёхходовой клапан в начальный момент времени будет находиться в полностью открытом положении (проход воды из котла будет максимально открыт, проход воды из байпаса будет закрыт). Далее, как только горячая вода из котла достигнет трёхходового клапана, он начнет закрываться, но приводы у клапана, как правило, имеют задержку минимум 2–3 минуты. Всё это время в петли теплого пола будет поступать теплоноситель с температурой близкой к 90 ºС. Скорость воды в петлях в основном составляет около 0,5 м/с. Таким образом, за 2 мин. до температуры 90 ºС прогреется по 60 м всех открытых петель, что, конечно же, не понравится жильцам такого дома.

Кроме описанного выше случая, такая ситуация часто возникает из-за гистерезиса котла при поддержании им определенной температуры. Гистерезис, это разница температуры воды, при которой котел отключается и включается. У некоторых котлов это значение может достигать 20–30 градусов. Получается, что котел, находясь в выключенном состоянии, не греет воду, и она потихоньку остывает до 60–70 ºС, затем, когда котел резко включится, может произойти такой же эффект резкого перегрева петель за счёт задержки трёхходового клапана.

Такие узлы, как VT.COMBI и VT.VALMIX (рис. 14) лишены такого недостатка, так у них смешение происходит постоянно, даже при полностью открытом термостатическом клапане. За счёт этого в этих узлах невозможно резкое увеличение температуры в петлях.

Узлы с трёхходовым клапаном, несмотря на вышеописанный недостаток все же имеют право на существование. Такие узлы хорошо себя зарекомендовали в системах с гидравлической стрелкой. Гидравлическая стрелка выравнивает колебания температур во вторичных контурах.

Установка перепускного клапана в насосно-смесительный узел с трёхходовым клапаном позволяет так же снять негативный момент, возникающий при остывании воды в трубе между котлом и узлом при длительном простое. Специально для таких случаев VALTEC выпустил готовый узел с трёхходовым клапаном MINIMIX, объединяющий в себе компактность и простоту настройки (рис. 10).

Настройка балансировочного клапана первичного контура (рис. 11)

Порой встречается такая ситуация, что при открытии балансировочного клапана байпаса до максимальной позиции (Кv = 5), температура на выходе из узла все равно остается слишком большой. Можно конечно оставить все как есть, ведь термостатический клапан во время своей работы уменьшит её до необходимого значения. Однако в таком режиме узел будет обладать недостатками узла с трёхходовым клапаном описанным выше. А именно, при резких колебаниях температур в первичном контуре узел может не успеть среагировать и подать в теплый пол теплоноситель с завышенной температурой.

Происходит это, как правило, из-за котлового насоса с чрезмерной мощностью. За счёт большого напора котлового насоса при открытом термостатическом клапане в узел поступает слишком большой расход котловой воды, для разбавления которой, не хватает расхода обратки даже с открытым балансировочным клапаном на байпасе.

Конечно же, эту проблему с точки зрения энергосбережения лучше решать, уменьшая мощность котлового насоса, но если его мощность выбрана, исходя из обеспечения необходимым расходом удаленных радиаторов, а на насосно-смесительном узле напор оказался большим из-за близкого расположения к насосу, то на выручку приходит как раз балансировочный клапан первичного контура. При помощи него можно ограничить максимальный расход котловой воды.

Его настройка схожа с настройкой балансировочного клапана байпаса. Если при настройке балансировочного клапана байпаса оказалось так, что он дошёл до максимального значения, при этом температура после узла все ещё слишком велика, то тогда приступаем к закрытию балансировочного клапана первичного контура. Его желательно закрывать постепенно по 0,5–1,0 оборотов, после чего следить за изменением температуры воды после узла. Как только температура после узла станет на 2–5 ºС выше требуемой, то настройку можно считать оконченной.

Настройка перепускного клапана (рис. 12)

К сожалению, на сегодняшний день многие производители насосно-смесительных узлов пренебрегают данным устройством, более того, многие даже не понимают, зачем перепускной клапан нужен, и вводят в заблуждение коллег сомнениями о его необходимости. На самом деле, у него несколько функций, он нужен для защиты насоса от работы на «закрытую задвижку», для предотвращения влияния петель теплого пола друг на друга во время регулировки и для поддержания узла в рабочем режиме в течение длительных простоев.

Перепускной клапан предотвращает работу на закрытую задвижку следующим образом: как только происходит закрытие сервоприводов, расход воды в контуре напольного отопления снижается. При снижении расхода воды через насос увеличивается напор. Перепускной клапан устроен так, что при достижении определенного перепада давлений он открывается. Таким образом, как только напор насоса достигнет определенной точки, это будет свидетельствовать о том, что насос работает при расходе близким к нулю. Максимальный напор, развиваемый насосом, указывается непосредственно на корпусе насоса и, как правило, выбирается из ряда 2, 4, 6, 8 метров водяного столба. Если поставить перепускной клапан на давление чуть меньшее максимального напора насоса, то он откроется, как только расход в системе упадет до минимума и предохранит его от перегрева. Конечно же, подобную защиту от работы «на закрытую задвижку» можно осуществить при помощи средств автоматики.

Например, коммуникатор VT.ZC6 отслеживает сигналы от всех термостатов, и, если все термостаты дали команду на закрытие, то он отключает насос и включает его только тогда, когда хотя бы один термостат даст команду на открытие сервопривода. Но данный коммуникатор не решает остальных проблем, которые решает перепускной клапан.

Вторая проблема — это выравнивание потоков теплоносителя и исключение влияния петель друг на друга. Данная проблема заключается в том, что при работе системы автоматики петли будут закрываться сервоприводами независимо друг от друга. При закрытии одних петель, расход воды на оставшихся петлях будет увеличиваться. Увеличение расхода воды происходит за счёт того, что стандартный трёхскоростной насос устроен таким образом, что при уменьшении расхода, он самостоятельно увеличивает напор, а в петлях теплого пола при увеличении напора создаваемого насосом увеличивается расход. Приведем конкретный пример:

Предположим, что у нас имеется насосно-смесительный узел с насосом 25/4, настроенным на скорость «2». К нему подключен коллекторный блок с пятью выходами. Так же предположим, что длина всех петель одинаковая, и при этом все петли настроены на одинаковый расход 2 л/мин (0,12 м³/ч). По графику (оранжевые линии на рис. 13) можно увидеть, что все петли при таком расходе (суммарный расход составит 0,6 м³/ч) будут иметь потерю давления 3 м вод.ст. (или 30 кПа).

Но что произойдет, если 4 из 5 петель закроют сервоприводы. В этом случае расход воды будет стремиться к расходу через одну петлю, т.е. 0,12 м³/ч. Но при этом такой расход будет идти и через насос. Насос же в свою очередь при изменении расхода, увеличит напор до 4 м вод ст. (зеленые линии на рис. 13). В свою очередь расход по единственной оставшейся петле увеличится. Данная задача выходит за рамки этой статьи и более подробно описана в статье «Особенности расчёта систем отопления с термостатическими клапанами». Стоит отметить, что в результате совместной работы оставшейся петли и насоса в итоге расход и напор установятся в среднем положении. Т.е. расход будет равен примерно 0,3 м³/ч. Отсюда мы видим, что расход воды в оставшейся петле увеличится с 2 до 5 л/мин.

Подобное увеличение расхода повлечет за собой увеличение температуры теплоносителя на выходе из этой петли, что в свою очередь увеличит среднюю температуру пола. Возможно, подобные колебания средней температуры пола для многих пользователей не являются проблемой, однако в грамотной системе отопления недопустимо, чтобы тепловой режим соседних помещений каким либо образом влиял друг на друга.

В этом случае перепускной клапан работает тем же образом, что и для защиты насоса. При закрытии петель напор насоса начинает расти. Перепускной клапан при увеличении напора открывается и перепускает часть теплоносителя в обратный коллектор. За счёт этого напор и расход теплоносителя остается практически неизменным во всех петлях. Для того чтобы перепускной клапан работал в этом режиме, необходимо его настроить на перепад чуть меньший, чем в первом случае. Если коллекторный блок оснащен расходомерами, то определить настройку достаточно просто. Для этого сначала во всех петлях настраивается требуемый расход теплоносителя. Затем выбирается самая короткая петля либо петля с наименьшим расходом. Как правило, это одна и та же петля. Далее при помощи регулирующих клапанов закрываются все петли кроме выбранной, при этом отслеживается изменение расхода в выбранной петле. Как только все петли будут закрыты, необходимо начать открывать перепускной клапан (уменьшать давление открытия). Клапан открывается до тех пор, пока расход воды в оставшейся петле не вернется к изначальному значению. На этом настройка перепускного клапана считается оконченной. Если после насосно-смесительного узла установлен коллекторный блок без расходомеров, то единственный известный автору статьи способ настройки перепускного – это рассчитать потерю давления в самой длинной петле и выставить это значение на клапане.

Как и ранее, данную функцию может взять на себя система автоматики. А именно – насос с частотным управлением типа VT.VRS25/4EA. У такого насоса есть режим, при котором он автоматически изменяет скорость вращения рабочего колеса при изменении расхода, поддерживая постоянный напор. Но подобные насосы, как правило, дороже обычных трёхскоростных наcосов, и их установка требует технико-экономического обоснования.

И наконец, функция поддержания узла в рабочем режиме в течении длительных простоев. Бывают ситуации, особенно в осенне-весенний период, когда средняя температура днём на улице достаточно высокая, и отопление большую часть дня не работает. Ночью температура на улице опускается, и в этот момент отопление включается. Вода в трубах в период простоя днём без циркуляции остывает, и когда автоматика вечером дает команду на запуск системы, требуется некоторое время, пока остывшая вода сменится горячей водой из котла.

Если система достаточно объёмная, то нагрев займет некоторое время. В случае же использования перепускного клапана насосно-смесительный узел будет работать и поддерживать температуру воды на заданном уровне в течении всего дня. При этом, если вода в самом узле остынет, то за счёт термостатического клапана узел подаст небольшое количество горячего теплоносителя в контур и оставит температуру на заданном уровне. Узел в любой момент будет готов подать воду с требуемой температурой в контур системы напольного отопления.

Как уже было сказано выше, функции перепускного клапана не всегда нужны, и при желании их могут на себя взять другие элементы, такие как коммуникаторы или насосы с частотным преобразователем.

Именно поэтому в 2016 году специалистами компании VALTEC был разработан насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 14). Данный узел оптимизирован и имеет более компактный корпус и, в отличие от узла VT.COMBI, не имеет встроенного перепускного клапана. Однако в этом узле, так же как и в узле VT.COMBI, имеется балансировочный клапан байпаса, балансировочный клапан первичного контура, которые позволяют осуществить его настройку практически для любой системы.

В конце статьи приведу наиболее часто встречающиеся вопросы, не освещенные выше и ответы на них:

Вопрос 1. Почему регулировка температуры воздуха в комнате, отапливаемой теплым полом, осуществляется только в режиме «открыто/закрыто»? Почему нельзя отрегулировать температуру, как на радиаторе — постепенным уменьшением расхода?

Действительно, можно осуществить регулировку систем напольного отопления «вентилем» и снижать мощность теплого пола, снижая расход через петли. Однако к теплому полу, в отличие от радиаторов, предъявляются дополнительные требования. Одно из таких требований — это распределение температур на поверхности пола. В случае, если разница температур по поверхности пола будет слишком высока, она будет явственно ощущаться человеком, что будет доставлять дискомфорт. Разница температур на поверхности пола зависит от шага укладки трубопроводов и разности температур воды на входе и выходе из петли теплого пола. И если шаг трубы во время эксплуатации вряд ли поменяется, то разность температур — это величина не постоянная, и зависит она в основном от расхода. Уменьшение расхода в два раза приведет к тому, что разница температур теплоносителя увеличиться в два раза.

Вопрос 2. У меня установлен насосно-смесительный узел и контроллер VT.K200. По графику регулирования контроллер должен поддерживать на входе в систему напольного отопления температуру 30 ºС. А у меня по факту термометр на самом контроллере показывает температуру 35 ºС. Почему так происходит?

В этом случае ситуация с завышенной температурой связана с тем, что балансировочный клапан байпаса закрыт сильнее, чем это требуется. Проверить это легко – если в тот момент, когда после узла завышена температура, сервопривод полностью закрыт (цилиндр сервопривода находится в нижнем положении) (рис. 15, 16), то это значит, что контроллер и так уже полностью перекрыл подачу горячей воды в насосно-смесительный узел и в данный момент просто находится в режиме ожидания пока температура в контуре теплого пола опять не опустится до необходимого уровня.

Это произошло из за того, что перед узлом резко выросла температура воды из-за запуска системы после простоя, либо из- за резкого пуска котла. Клапан не смог молниеносно среагировать на подобные изменения, и узел «зачерпнул» слишком много горячей воды.

Данная проблема решается увеличением позиции настройки балансировочного клапана байпаса и, если он и так настроен в максимальное положение, то балансировочным клапаном первичного контура.