Принцип работы смесительного узла теплого пола

Узел подмеса для тёплого пола необходим для регулировки температурного режима водяного тёплого пола. На первый взгляд вся система, включающая различные тепловые реле, переходники и клапана, выглядит для дилетанта довольно пугающе.

Однако, создать смесительные узлы в помещениях, снабжённых подобными системами обогрева, можно своими руками, не привлекая для этого специалистов-сантехников. В данной статье постараемся разобраться, как сделать самодельный смесительный узел для тёплого пола в частном доме с автономным отоплением.

Предназначение смесительных узлов

Узел смешения для тёплого пола необходим в том случае, если его питание производится от общедомовой отопительной системы. Это может быть как отопительная система центрального водоснабжения многоквартирного здания, так и система автономного отопления частного дома.

Узел смешения

Если же схема подключения для водяного отопления подразумевает наличие индивидуального теплогенератора, то монтаж смесительного узла тёплого пола будет излишним.

Наиболее распространённая область их применения – частный дом с индивидуальным водяным отоплением. В таблице показана максимальная температура для различных зон жилого помещения.

Несмотря на то, что максимальная температура теплых полов, согласно нормативам эксплуатации жилых помещений, не должна превышать 35ºС, фактическая температура на выходе отопительного котла может превышать 90 ºС.

Учитывая все энергопотери нагревательных элементов, расположенных в жилых помещениях, теплоноситель имеет температуру порядка 60 градусов. Такая температура является вполне приемлемой для настенных отопительных радиаторов, но для тёплых полов подобный температурный режим будет совершенно неподходящим.

Особенности применения

Тёплые полы в отличие от настенных радиаторовотносятся к низкотемпературным отопительным системам. При превышении рекомендованного температурного режима в 30 – 35ºС люди в помещении будут испытывать явный дискомфорт. Всё дело в различии схем нагрева помещения при использовании этих двух способов отопления.

Настенные радиаторы, прежде всего, осуществляют прогрев верхней половины помещения. Поэтому в данном случае температура у пола может в разы отличаться от температуры воздуха у потолка.

Способы укладки труб теплого пола

Схема нагрева помещения при использовании тёплых полов совершенно противоположна – зона наибольшего прогрева в этом случае находится в нижней части помещения, там, где обычно располагаются люди. Поэтому превышение рекомендованной температуры теплоносителя приводит к ощутимому дискомфорту для обитателей жилья.

Кроме того, повышенная температура контура обогрева может привести к деформации финишного напольного покрытия или его отслаиванию. Во избежание этого и предназначается смесительный узел теплового пола. Тёплый пол без смесительного узла будет совершенно невозможно регулировать.

При установке максимального показателя температуры на термостате следует принимать во внимание характер напольного покрытия. Если полы в помещении застелены ламинатом, паркетом или коврами, это может значительно уменьшить теплоотдачу. В данном случае порог максимальной температуры нужно будет поднять до 40 – 55 ºС.

Принцип действия

Смесительный узел для тёплого пола предназначен для регулировки температуры теплоносителя в системе нагревательных элементов (труб). Происходит это следующим образом:

1. Разогретый теплоноситель (вода, антифриз, масло и т.д.) из водогрейного котла поступает в систему отопления.
2. Доходя до распределительного коллектора, она останавливается клапаном.
3. В случае, если температура теплоносителя не превышает максимальные установленные показатели, теплоноситель продолжает движение по системе.
4. В случае превышения допустимой нормы, термостат открывает клапан, и горячий теплоноситель из подающей ветки отопительной системы смешивается с уже охлаждёнными обратной ветки. Смешивание происходит до достижения приемлемой температуры, после чего клапан закрывается.

Комплектующие детали

Насосно-смесительный узел для теплового пола состоит из нескольких деталей, позволяющих при необходимости подмешивать холодную жидкость систему обогрева.

Циркуляционный насос

Он предназначается для создания давления в системе и перемещения теплоносителя в трубах. Также с помощью насоса производится принудительное смешивание холодного и горячего теплоносителей в коллекторе.

Блок коллектора

Основная часть коллекторной системы, включающая собранные в один блок отводы для всех необходимых приборов. Каждый блок рассчитан на определённое количество отопительных контуров – от 2-х и более.

В магазине сантехники можно приобрести готовое к установке устройство или изготовить своими руками. Для этого берётся кусок водопроводной трубы, который глушится с одной стороны. Далее на трубу приваривается несколько отводов – по два на каждый отопительный контур.

Принцип работы циркуляционного насоса

Но, как показывает практика, намного проще приобрести коллекторный блок в магазине, чем пытаться сделать его самому.

Термостат

Термостат служит для поступления горячей воды в коллектор при понижении температуры в нагревательных элементах ниже установленной границы. Клапан термостата может быть 2-х или 3-х ходовым.

2-х ходовый клапан обеспечивает подачу в обогревающий контур пола жидкости из обратного контура, а при необходимости поднимает рабочую температуру теплоносителя и добавляет в неё горячую воду из подающего контура. Такой клапан обладает небольшой пропускной способностью, поэтому изменение температуры воды в трубах водяного пола происходит постепенно.

3-х ходовый клапан совмещает в себе одновременно со смесителем и функции байпаса. Поэтому при его установке использовать дополнительный балансировочный клапан давления не нужно. Часто такой клапан имеет сервоприводы для управления термостатами и контроллерами. Также 3-х ходовый клапан может работать в комплексе с погода зависимыми датчиками — в случае похолодания клапан автоматически увеличивает подачу воды в питающий контур. О том, как можно регулировать температуру нагрева без смесителя, смотрите в этом видео:

В частном доме целесообразно применять 2-х ходовый клапан. Он способен обеспечить нормальную работу контура смесительного коллектора для дома с общей площадью помещений до 200 кв. м. При этом его стоимость существенно ниже, чем у 3-х ходового клапана.

Балансировочный клапан

Балансировочный клапан предназначен для сброса излишков теплоносителя из подающего контура в обратный в случае превышения давления в коллекторе подмеса тёплого пола.

Кроме перечисленных деталей схема смесительного узла тёплого пола может включать фильтры, термометр, манометр, клапаны для сброса воздуха и иные дополнительные приборы контроля и управления.

Монтаж смесительного узла

Установка смесительного узла тёплого пола не представляет большой сложности. Для этого можно использовать одну из нескольких схем подключения. Все подробности сборки смотрите в этом видео:

Место расположения

Устанавливать систему в своём доме можно в любом месте, например, между водогрейным котлом и системой тёплых полов. Точки подключения смесительного узла могут находиться в следующих местах:

• Непосредственно в помещении, оборудованном системой водяных полов.
• В котельной, в любой удобной для этого точке.
• В специальном шкафу, если с помощью коллектора осуществляется управление нагревательными контурами сразу в нескольких помещениях.

Особенности установки коллектора

Для правильной и безопасной работы системы при её монтаже следует соблюдать ряд нюансов:

• клапан подмеса воды с термостатом устанавливается всегда на входе в тепловой контур;
• все электрические приборы, входящие в состав узла, должны быть заземлены;
• следует исключить в процессе эксплуатации любую возможность попадания влаги на электроприборы.

Собранный коллектор подмеса следует соединить с трубами подачи и обратки, согласно выбранной вами схемы монтажа. Если же вы не сильны в сантехнике или же не имеете возможности лично собирать смесительный узел из отдельных деталей, можно приобрести уже готовый узел в различных комплектациях. В этом случае вам останется лишь подключить его к отопительной системе. Подробнее о настройке автоматического терморегулятора смотрите в этом видео:

После того, как вы оснастили свой дом узлом регулировки теплоносителя, следует осуществить его подключение к электропитанию и настройку приборов.

Настройка приборов управления

Настройка смесительного узла производится в несколько этапов.

1. Снимаем терморегулятор с сервоприводами, чтобы он не мог влиять на настройку клапанов.
2. Устанавливаем перепускной клапан на максимальную отметку, чтобы он не сработал во время настройки системы.
3. Регулируем балансировочный клапан. Принимая за основу показатели температуры на выходе из котла за 95 ºС, а максимальную температуру в трубах водяного обогрева пола на входе за 45, а на выходе — за 35ºС, после расчётов по представленной ниже формуле получаем коэффициент 4. Его и выставляем на нашем балансировочном клапане.
4. Следующим шагом регулируем давление циркуляционного насоса. Ставим мощность насоса на минимум и постепенно увеличиваем её до тех пор, пока давление в системе не достигнет нужного показателя.
5. Последним шагом производим настройку перепускного клапана. Выставляем на нём показание на 10% выше максимального рабочего давления в перепускном клапане.

Если смесительный узел обеспечивает работу нескольких обогревательных контуров, следует произвести балансировку давления в них, регулируя соответствующую запорную арматуру, установленную на входе каждого контура.

Смесительный узел для теплого пола: принцип действия и описание

Организация теплых водяных полов в доме с применением высокотемпературного отопительного оборудования (котел, радиаторы) невозможна без использования специального смесителя. Официальное название устройства — смесительный узел, обеспечивающий соблюдения СНиП и строительных норм по эксплуатации систем нагрева воздушных масс снизу помещений.

Его необходимо устанавливать и в том случае, когда обогрев объекта выполняется с помощью высоко- и низкотемпературных систем, и в том случае, когда низкотемпературная система играет роль основной и функционирует за счет автономного котла отопления. Выясним, можно ли установить смесительный узел для теплого пола своими руками, как он работает, и зачем используется.

Зачем устанавливать смесительный узел?

При организации системы водяного нагрева пола ее подключают к отопительному оборудованию — котлу. Он подает нагретый до 70-950С теплоноситель (воду) в радиаторы и автоматически в трубы водяного пола. В результате поверхность напольного покрытия раскаляется до 65-850С. Но нормам СНиП такой температурный режим недопустим. Правила четко оговаривают допустимый диапазон — 27-330С — нагрева напольной поверхности. Получить требуемую настроечную температуру позволяет установка смесителя в систему теплого пола — оборудование для принудительного распределения водных потоков.

Благодаря ему горячий теплоноситель, поступающий из котла, автоматически смешивается с остывшей водой, поступающей из обратки. В подающую трубу попадает среда оптимальная по температурным данным для нагрева поверхности пола — 35-550С.

Установкой насосно-смесительного узла для теплого пола решают и ряд других проблем:

• Обеспечение максимально комфортных условий проживания в доме. Оптимальный температурный режим достигается посредством регулировки t0 носителя тепла;
• Узел смешения позволяет создать безопасные условия для перемещения по полу босиком. Ходить по поверхности, t0 которой достигает даже 400С крайне некомфортно;
• Гарантия безопасной эксплуатации стяжки;
• Защита напольного покрытия. Особенно если в качестве отделки выбран ламинат или линолеум, паркетная доска или другой настил;
• Гарантии безопасной эксплуатации системы нагрева воздушных масс снизу помещений. Грамотно установленный смеситель для теплого пола позволяет обеспечить защиту труб системы от термического расширения.

Как работает и из чего состоит смесительный узел для теплого пола?

Узлы продаются в различных вариантах сборки. Классический смесительный узел состоит из трехходового (предохранительного) клапана и циркуляционного насоса. В магазинах можно встретить и модели с расширительным баком, коллектором. При этом нужно учитывать, что даже в том случае, если котел отопления уже снабжен насосом, его будет недостаточно для нормальной работы системы обогрева. Он будет работать на снабжение горячей средой радиаторов, поэтому узел подмеса для теплого пола обязательно должен иметь автономным насос — нужен для обеспечения регулировки t0 среды в системе нагрева воздушных масс снизу.

Помимо этого смесительный узел для теплого пола оснащается термостатом, который отключает подачу жидкой среды, если в подающей трубе t0 теплоносителя превышает заданную пользователем. То есть предохраняющий датчик соединен непосредственно с насосом системы водяного нагрева пола. Описать принцип работы смесительного узла теплого пола достаточно просто:

• нагретый до заданной температуры теплоноситель подается насосом к коллектору вспомогательной системы нагрева;
• у трехходового клапана, работающего совместно с предохранительным датчиком t0, регистрируется его градус;
• клапан срабатывает, если t0 выше заданных градусов в параметрах;
• начинается подача остывшей среды из обратки;
• узел для теплого пола выполняет подмес холодной среды к горячей субстанции;
• регистрация t0 среды после смешивания;
• если температура достигла установленной нормы, клапан срабатывает;
• подача горячей субстанции закрывается;
• подача в трубы теплоносителя корректной температуры.

Классический смесительный узел выполняет не только функцию подмеса остывшей среды в горячую жидкость, но и обеспечивает его движение по петлям. Именно эту функцию берет на себя циркуляционный насос. Современный термостатический смеситель для теплого пола может оснащаться и отводчиком воздуха, и байпасом (предупреждает перегрузки), и отсекающими/дренажными клапанами. Набор входящего в состав оборудования напрямую зависит от тех задач, которые поставлены перед системой нагрева. Поэтому если перед вами стоит проблема, как собрать смесительный узел для теплого пола своими руками, то первоначально рекомендуют определиться с функциональностью отопительного оборудования, а затем только закупать составляющие.

Устанавливается смесительный узел строго до контура системы. Место размещения не играет существенной роли — в комнате, где оборудован теплый пол, котельной и т.д. Хотя многие эксперты рекомендуют при обогреве свыше 2 комнат монтировать узлы подмеса локально — в обогреваемом помещении. Грамотно продумав устройство смесительного узла для теплого пола, можно организовывать водяные системы в квартирах многоквартирных домов. То есть проводить подключение вспомогательного нагрева к однотрубной системе. Также при сборке узла подмеса можно использовать двухходовые клапаны. Выяснив, из каких составляющих собирается смесительный узел для теплого пола и, разобрав принцип работы оборудования, рассмотрим схемы подключения.

Разновидности узлов смешения для теплого пола и схемы подключения

Недостаточно разобраться с тем, как самому собрать смесительный узел для теплого пола, нужно определиться с типом оборудования. На рынке можно найти:

• Узел распределительный последовательного вида смешивания.

Этот класс подмеса сред называют наиболее энергоэффективным. Это связано с тем, что среда обратки имеет низкую t0. А это значит, что теплоотдача максимальна. Но при этом узел последовательного смешения для теплого пола еще и наиболее производителен. Доказано, что расход циркуляционного насоса поступает непосредственно в петлю, для которой осуществлялась сверка t0 среды. Благодаря этим особенностям смесительный узел этого класса подмеса является идеальным оборудованием для низкотемпературных систем.

• Смесительный узел параллельного класса смешивания.

Применяется в системах водяных полов довольно редко, поскольку считается наименее производительным. Полный расход циркуляционного насоса поступает не в петлю водяной системы, а по разные стороны насосного узла для теплого пола, что создает существенные потери. При этом производители предлагают модели оборудования, в которых имеется и внутренние потери. Невысока и его энергоэффективность. Дело в том, что t0 среды идущей от оборудования приблизительно равна t0 настроечной среды. Поэтому эксперты не рекомендуют использовать смесительный узел для теплого пола, а устанавливать на высокотемпературные обогревательные системы.

Выбирая распределительное устройство, обращают внимание, что есть приборы последовательного подмеса с центральным и боковым смешиванием. Тип оборудования подбирается индивидуально по характеристикам системы. Устанавливая смесительный узел для теплого пола своими руками, нужно строго следовать рекомендациям производителя.

Двух- и трехходовой смесительный узел для теплого пола и схемы подключения

При организации вспомогательного нагрева воздушных масс снизу помещения можно установить своими руками смесительный узел для теплого пола с трехходовым краном или двухходовым. Схема и принцип функционирования систем будут разными. Применение двухходовых клапанов обеспечивает создание простейшей конструкции.

Их также можно найти в магазин под названием питающие краны. Двухходовый узел теплого пола снабжается термоголовкой и датчиком среды жидкостного класса. Благодаря дополнительным устройствам происходит контроль t0 среды.

Принцип функционирования системы будет следующим:

• постоянно циркулирующей средой системы является обратка — охлажденная субстанция;
• к ней при значительном остывании подается горячая жидкость от котла;
• после подачи среды от нагревательного котла установленный своими руками узел подмеса для теплого пола выполняет смешивание субстанции.

Главное преимущество двухходовых устройств — плавность нагрева среды. Они гарантируют отсутствие перегрузок системы, поскольку обладают низкой пропускающей способностью. За счет этого применять питающий смеситель для теплого водяного пола наиболее рационально в небольших помещениях — ванная или детская комната, спальня, кухня. Для обогрева площадей свыше 60 м2 его использование неразумно.

Трехходовой насосно-нагревательный узел для теплого пола выполняет две функции — балансировочного и питающего крана. Его принцип работы заключается в смешивании горячей среды с охлажденной обраткой (детально описан выше). Преимущество термосмесительного узла в возможности оборудовать систему дополнительными устройствами, позволяющими расширить ее возможности и упростить регулировку. Его считают универсальным оборудованием. Рекомендуют использовать:

• при обустройстве водяных систем на больших площадях;
• при снабжении отопительного оборудования погодными контролерами;
• в системах с количеством петель от 4 и более.

Имеет трехходовой смеситель теплого пола и недостатки. Главный из них — высокая пропускающая способность. Она при малейших отклонениях в работе заслонки устройства неизбежно приведет к существенному повышению t0 среды. Неизбежны перегревы. Второй недостаток — насосный узел может приводить к скачкам температуры. Если объем среды, идущей от котла, больше объема обратки, нестабильной работы не избежать. Именно поэтому в схемах смесительного узла с трехходовым клапаном всегда присутствует дополнительное контрольное оборудование — сервопривод, датчики, контролеры и пр.

Монтаж обоих видов устройств проводится строго по схеме. А как правильно установить трехходовой клапан на теплый пол, подскажут рекомендации производителя устройства.

Как отрегулировать теплые полы водяные на узле смешивания?

После подключения трехходового клапана к теплому полу, нужно проверить его корректность установки и отрегулировать работу. Для новичка эта процедура может показаться длительной и трудоемкой, но если следовать инструкции, представленной ниже в тексте, можно избежать ошибок. На первом этапе потребуется снять сервопривод. Затем действовать так:

• Выставить клапан в позицию 0.6 бар. Это предельное значение.
• Выставить балансировочный клапан петли.

Рассчитываем положение по формуле .

_{Кv6=〈〈t1 – t2обр〉/〈t2подачи – t2обр〉-1〉 * Кvt}

Цифрой 1 обозначаются контур радиаторов, а двойкой — водяной системы. Чтобы определить, какая должна быть пропускающая способность клапана для выбранной схемы теплого пола с трехходовым клапаном, нужно подставить все известные в формулу. Учитывают, что коэффициент К=0.9.

_{Кv6=〈〈t1 – t2обр〉/〈t2подачи – t2обр〉–1〉 * Кvt=((95-35)/(45-35)-1)*0,9=4,05}

• Отрегулировать в соответствии с полученными данными расход и потери насоса. Провести отладку его работы непросто. Поэтому эксперты рекомендуют выставить оборудование на минимум. В ходе эксплуатации водяной системы с распределительным узлом для теплого пола станет понятно, что мощности агрегата недостаточно. Значит, добавляется скорость ровно на 1 положении. Снова тестируется система. Если опять не хватает мощности, добавляют еще на 1 положение. Так до тех пор, пока желаемая скорость среды в системе не будет выставлена корректно.
• Настройка работы петель. Если в схеме коллектора теплого водяного пола с 3 х ходовым клапаном предусмотрен только 1 контур, этот этап можно смело пропустить. Балансировка петель выполняется только при наличии 2 и более контуров.
• Связывание термосмесительного узла для теплого пола с другими устройствами отопления. Чтобы выполнить эту процедуру необходимо все радиаторные клапаны поставить в положение открыто.
• Регулировка перепускного крана. Здесь выставляется значение давления на 10% больше максимального параметра насоса. Его можно посмотреть в технической документации к оборудованию.
• Проверка функциональности насосного смесительного узла в системе. Процедура выполняется для каждой петли по отдельности. На этом этапе также рекомендуется оценить физическую работу системы нагрева воздушных масс — равномерность, прогрев холодных зон и т.д.

На этом регулировка теплых полов в смесительном узле завершена. При выявлении на каком-либо этапе отклонений проводят сброс настроек и повторную регулировку. Процедура непростая, особенно если используется самодельный смесительный узел для теплого пола, поскольку есть немалый шанс некорректного подбора оборудования и сборки конструкции. Поэтому монтаж и регулировку водяной системы (самой сложной в подключении и настройке) разумнее доверить специалисту.

Здесь приведено несколько схем подключения трехходового смесительного клапана теплого пола, а также варианты систем с двух- и 4-ходовыми элементами. Их выбор зависит от индивидуальных особенностей системы и целесообразности. Купить насосно-смесительный узел теплого пола можно в специализированных магазинах. Лучшими считаются узлы смешивания для теплого пола производства торговой марки VALTEC, Uni Fitt Solomix, Oventrop, Watts и других. При выборе обращают внимание на комплектацию оборудования — с насосом и клапаном, без насоса и т.д.