Принцип работы гребенки для водяного теплого пола, схемы подключения и регулировка

Распределительная гребенка для теплого пола – это не какая-то отдельная деталь, а целый коллекторный узел, отвечающий за корректную работу контуров водяного напольного отопления. Наш материал поможет владельцам частных домов, планирующим обогреваться теплыми полами (сокращенно – ТП) , разобраться в устройстве и принципе действия этого узла, а также ознакомиться со схемами и разновидностями гребенок.

Принцип работы гребенки теплого пола

Задача напольного отопления – греть помещения всей поверхностью пола за счет теплоносителя, циркулирующего по трубам, которые заделаны в конструкцию перекрытия. Зачем нужна распределительная гребенка ТП:

1. От источника тепла идет 2 трубопровода – подающий и обратный, а греющих петель бывает 10 и больше. Воду от котла нужно распределить по контурам, причем не равномерно, а сообразно потребности в тепле.
2. Напольный обогрев — это низкотемпературная система отопления. Теплоноситель греется максимум до 55 °С, а рабочий график лежит в диапазоне 35—45 °С. Обеспечивать такой режим с помощью котла затруднительно и неэкономично. Поэтому применяются гребенки для теплого пола, регулирующие температуру воды.

При напольном обогреве гребенка нужна не всегда. Для 1—2 греющих контуров известные производители (например, Oventrop, Herz Armaturen и Danfoss) предлагают упрощенные недорогие приспособления с механическими терморегуляторами. Например, под брендом Oventrop продаются локальные регуляторы настенного монтажа Unibox и Unidis.

Базовый комплект распределительного узла включает в себя такие элементы:

• коллектор теплого пола на 2 и более отвода с термостатическими вентилями и расходомерами (ротаметрами);
• отсекающая арматура (шаровые краны);
• автоматические воздухоотводчики на каждую коллекторную ветвь;
• краны либо пробки для опорожнения;
• термометры;
• шкаф металлический.

Магистрали с теплоносителем, идущие от котла, присоединяются к коллектору, туда же подключаются подводки от греющих контуров теплых полов. За расход нагретой воды в каждой петле отвечают термостатические вентили, настраиваемые вручную либо управляемые автоматически. Величину расхода показывают колбы ротаметров, установленные на подающем (или обратном) коллекторе ТП.

Распределительная гребенка ТП в базовой комплектации

Справка. Коллекторы изготавливаются из латуни, нержавеющей стали и качественного пластика. С технической стороны разницы между ними нет, а по цене пластик обойдется дешевле металла на 15—20%.

В зависимости от выбранного принципа работы гребенки и способа регулировки температуры теплого водяного пола базовый комплект дополняется необходимыми элементами. Методы регулирования и соответствующие комплекты гребенок в сборе мы рассмотрим далее.

Регулировка количества (расхода) теплоносителя

Это наиболее простой и дешевый способ автоматического регулирования температуры напольного покрытия. Заключается в ограничении потока теплоносителя через контуры с помощью специальных термоголовок типа RTL, устанавливаемых на термостаты коллектора. В этом случае схема подключения петель теплого пола к гребенке реализуется без дополнительного циркуляционного насоса, как сделано на фото:

Так выглядят термоголовки RTL, очень похожи на обычные радиаторные

Принцип работы гребенки основан на способности термоголовок RTL ориентироваться на температуру обратного потока теплоносителя, а не окружающего воздуха.

На шкале головки устанавливается требуемая температура обратного потока (обычно – 40 °С). При ее достижении термочувствительный элемент нажимает на шток клапана, перекрывающего проходное сечение. Количество проходящего через контур теплоносителя снижается, нагрев поверхности пола прекращается. Когда вода в петле остывает ниже 40 °С, термоголовка снова отпускает шток, позволяя порции горячего теплоносителя от котла затечь в контур.

Устройство термостатического клапана и установка сервопривода вместо термоголовки

Чтобы напора центрального циркуляционного насоса хватало на преодоление гидравлического сопротивления греющих контуров, их длина не должна превышать 60 м, это обязательное условие. Иначе поверхность станет прогреваться неравномерно, как и помещение. Сборка такой гребенки для теплого пола не представляет сложности, при желании выполняется своими руками. Подробнее о количественной регулировке температуры ТП на коллекторе расскажет эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:

Качественное (температурное) регулирование ТП

В основу данной методики положен принцип смешивания остывшего теплоносителя, поступающего из системы напольного отопления, с горячей водой от котла. В результате в контуры подается теплоноситель заданной температуры 35…45 °С. К базовому комплекту гребенки добавляются элементы смесительного узла:

• дополнительный циркуляционный насос для теплого пола;
• двух– либо трехходовой клапан, смешивающий горячую и остывшую воду;
• термоголовка с выносным датчиком температуры;
• термостат безопасности, управляющий работой насоса.

Вместо приведенного набора деталей можно купить готовый смесительный узел с насосом, стыкующийся с гребенкой теплого пола. Ниже на рисунке показаны подобные узлы от бренда Danfoss, рассчитанные на тепловую мощность напольного отопления 9 и 13 кВт:

Схема подключения гребенки теплого пола с двухходовым клапаном и термоголовкой работает следующим образом:

1. На стадии нагрева двухходовой термостатический вентиль, установленный на подающей магистрали, находится в открытом положении, пропуская весь теплоноситель в систему напольного отопления.
2. При достижении температуры воды установленного значения (обычно — 45 °С) жидкость в колбе накладного температурного датчика расширяется и воздействует на сильфон термоголовки. Последний нажимает на шток 2-ходового термостатического клапана.
3. Вследствие дальнейшего роста температуры в котловой магистрали клапан перекрывает поток полностью. Теплоноситель циркулирует внутри системы теплых полов, побуждаемый собственным насосом.
4. После остывания воды в контурах на 1—2 °С жидкость в колбе датчика сжимается и клапан приоткрывается, подмешивая в контуры порцию горячей воды извне. Так температура теплоносителя на выходе из гребенки в теплые полы поддерживается на постоянном уровне.
5. Задача накладного термостата безопасности – остановить работу напольного отопления в аварийной ситуации, когда в контуры попадает вода с температурой более 55 °С. Термостат отключает циркуляционный насос и блок управления сервоприводами (при наличии). Рабочая схема гребенки со смесительным узлом показана на рисунке:

Примечание. Показанный на схеме перепускной клапан служит для запуска теплоносителя по кругу через байпас, когда вследствие автоматического регулирования все греющие контуры вдруг закрылись и насосу некуда качать воду (работа на закрытую задвижку).

Схема с трехходовым клапаном

Более плавную и точную регулировку температуры теплоносителя дает смесительный узел с 3-ходовым клапаном. Тогда распределительная гребенка работает немного иначе – смешивание происходит внутри клапана, а не в подающем коллекторе. Алгоритм работы такой же, как и в предыдущем случае, только регулирование происходит непрерывно и более точно. Устройство гребенки с трехходовым смесительным клапаном показано на схеме:

Насосный агрегат заставляет циркулировать теплоноситель по греющим контурам теплых полов

Управление смешивающим узлом осуществляется такими способами:

1. Вручную. Рукоятка на клапане фиксируется в 1 положении, потоки смешиваются в неизменных пропорциях. Это примитивный и непродуктивный способ, поскольку расход тепла системой напольного отопления – величина переменная.
2. Автоматически от термоголовки с выносным температурным датчиком. Используется смесительный термоклапан с нажимным штоком. При снижении температуры в обратном коллекторе термоголовка отпускает шток клапана и происходит подмешивание горячего теплоносителя, идущего от котла (показано выше на схеме).

Представленный способ – наиболее дорогой по стоимости комплектующих, монтажа и настройки, зато самый эффективный.

Управление греющими контурами

При качественном регулировании теплоносителя по температуре его расход остается неизменным, если не установить дополнительные средства автоматизации. Без них объем проходящей через контур воды настраивается только вручную – вентилями и ротаметрами, расположенными на подающем/обратном коллекторе. Но термоклапанами можно управлять и автоматически, если поставить на них сервоприводы.

Сервоприводы крепятся к термостатическим вентилям на обратном коллекторе и управляют ими по команде контроллера

Система работает так: в помещениях стоят проводные либо беспроводные терморегуляторы, следящие за температурой воздуха и связанные с единым блоком управления (контроллером). Он, получая сигналы от комнатных термостатов, посредством сервоприводов открывает и закрывает вентили на гребенке теплых полов. Таким способом контроллер может управлять напольным обогревом и радиаторной системой одновременно, что и показано на схеме:

Помимо температурного регулирования совместно с термостатами, контроллер умеет делать еще ряд интересных вещей:

• реагировать на изменения погодных условий на улице;
• заранее прогревать необходимые помещения к заданному времени;
• отключать обогрев теплыми полами в неиспользуемых комнатах;
• управляться дистанционно через GSM связь или интернет.

Использование сервоприводов и средств автоматизации не только повышает комфорт для проживающих, но и позволяет экономить 15—20% средств, затрачиваемых на оплату энергоносителей и таким путем снижать цену отопления частного дома.

Гребенка для теплого пола своими руками

Поскольку распределительная гребенка для теплых полов в сборе стоит немалых денег, есть парочка способов сэкономить, изготовив подающий и обратный коллектор своими руками:

• собрать узел из латунных или пластмассовых тройников, предназначенных для отопления.
• самостоятельно спаять гребенку из полипропилена.

В обоих случаях придется купить термостатические вентили и прочие элементы согласно выбранной схеме регулирования. Тройники соединяются на резьбе, а полипропиленовые фитинги – сваркой (пайкой). Количество соединений довольно велико, каждый стык нужно сделать надежно, чтобы впоследствии не возникло протечек. При изготовлении гребенки из полипропилена следует выдерживать время прогрева и соединять детали максимально быстро.

Главный недостаток гребенок для теплых полов, сделанных своими руками, — сложность предварительной настройки и регулировки без расходомеров. Расход теплоносителя придется определять наугад, даже когда длины труб в контурах одинаковы, поскольку теплопотери в помещениях разные.

Выводы и рекомендации

Судя по отзывам на форумах, домовладельцы знакомы с гребенками, оснащенными смесительным узлом и насосом. Примечательно, что далеко не все мастера знают о существовании термоголовок типа RTL. А они позволяют значительно снизить цену гребенки теплого пола, устанавливаемой в загородном доме небольшой или средней площади (до 250 м²). Отсюда рекомендации:

1. По возможности используйте заводскую или самодельную гребенку с термоголовками RTL, тогда не придется покупать циркуляционный насос и клапаны. Главное условие – протяженность контуров не более 60 м.
2. Если количество петель достигает 10 и более, а подающая магистраль от котла довольно длинная, подберите более мощный основной насос. Можно поставить агрегат Grundfos Alfa-2 15—60 с функцией Autoadapt для экономии электричества.
3. При длине контуров до 100 м, площади дома свыше 250 м² и сложной отопительной системе используйте гребенку с двух– или трехходовым клапаном (качественное регулирование).
4. При возможности оснащайте гребенку и систему напольного отопления средствами автоматизации. Для этого рекомендуется проконсультироваться со специалистом в данной сфере.

Примечание. Проектировщики и производители комплектующих для теплого пола категорически не рекомендуют делать длину трубы в одной петле более 100 м (Ø16 мм).

Желательно избегать ситуации, когда гребенка распределения стоит на 1 этаже, а теплые полы сделаны на 2 и 3 этажах. Узел лучше расположить ближе к контурам и провести к нему 2 магистрали, вместо того, чтобы прокладывать 10 или 20 труб от гребенки по стенам и сквозь перекрытия. Ответы на многие вопросы вы получите, просмотрев видео:

Как настроить байпас смесительного узла TIM JH-1036

Насосно-смесительная группа TIM JH-1036 имеет регулируемый байпас. Есть шкала с градацией от 0 до 5, но что означают эти цифры уже невозможно узнать после установки байпаса. Сложно понять и зачем он нужен, ведь в других смесительных узлах для теплого пола нет подобного приспособления.

Мне же пришлось очень подробно изучить работу байпаса смесительного узла в результате неправильного подключения его ввода и вывода к системе отопления.

После предыдущей установки смесительного узла TIM JH-1036 настроить байпас не было возможности, поскольку нет инструкции по его настройке, а конструкцию перед установкой не изучил — не снимать же его. Теперь перед установкой изучил и сфоткал внутреннее устройство смесительного узла.

Что регулирует байпас смесительного узла TIM JH-1036.

Смесительный узел имеет условную камеру смешивания, через которую проходит контур отопления теплых полов и контур отопления котла.

Обычно смесительный узел теплого пола имеет один параметр регулировки — температура воды в контуре теплых полов. У смесительного узла TIM JH-1036 есть еще какой-то байпас, да еще и с возможностью регулировки. И это не тот перепускной балансировочный байпас, который срабатывает по излишнему напору, развиваемому насосом.

балансировочный байпас по давлению можно увидеть на фото — самая правая причиндаль.

Он мне нужен, поскольку возможно перекрытие всех направлений отопления теплого пола в результате автоматического регулирования. Кстати, как регулировать балансировочный байпас TIM M307-4 я так и не выяснил — может кто подскажет.

Что же касается байпаса камеры смешивания, то можно найти такое графическое пояснение работы байпаса смесительного узла:

Мало что понятно из этих схем.

Тем более не понятно что означают цифры на шкале и к чему привязано текущее значение. Все это можно выяснить только держа смесительный узел TIM JH-1036 в руках:

Оказывается, регулировочный винт крутит цилиндр, в котором есть прорезь, перекрываемая при повороте. Через эту прорезь вода может прокачиваться циркуляционным насосом, минуя условную камеру смешивания.

Нужно учитывать, что наклейка со шкалой от 0 до 5, может быть наклеена произвольно.

Максимальному открытию прорези (на фото выше) соответствует установка регулировочного винта в положение 5 (на фото ниже).

За условную точку считывания значения шкалы можно принять технологический уступ на корпусе камеры смешивания. При значении шкалы 0 щель максимально закрыта. В этом положении вся вода, прокачиваемая циркуляционным насосом по контурам теплого пола, проходит через камеру смешивания.

При полностью закрытом байпасе тепловая мощность отбора энергии смесительным узлом из системы отопления максимальна.

Если байпас полностью открыт, то часть воды циркулирует по контурам отопления, не попадая в камеру смешивания — и тепловая мощность отбора минимальна.

Но на практике выяснилось, что байпасом регулируется не только тепловая мощность.

Экспериментальное выяснение значения, установленное байпасом.

Перед установкой байпаса не мешало бы убедится какому значению соответствует полное открытие и закрытие байпаса.

Только осторожно — края щели острые, как лезвия.

Если смесительный узел уже установлен, а наклейка со шкалой 0-5 наклеена иначе — можно произвести эксперимент.

Вращая регулировочный винт ключом на 10 выяснить в каком положении шкалы максимальный и минимальный расход воды на расходомерах коллектора теплого пола.

Если нет коллектора или расходомеров, что очень зря, можно найти максимальную и минимальные температуры при ограниченной температуре теплоносителя в основной системе (на входе в смесительный узел) и максимально возможной установке термостатической головки смесителя.

Температуру теплоносителя на котле ограничивается так, чтобы смеситель не справлялся с установленной температурой.

Как работает байпас смесительного узла TIM JH-1036.

Казалось бы: устанавливаем тепловую мощность смесительного узла на максимум, полностью закрывая прорезь байпаса — и все.

Но расходомеры коллектора теплого пола позволяют узнать, что байпасом регулируется не только тепловая мощность. При закрытии байпаса полностью поплавки расходомеров резко всплывают.

Оказывается, что расход воды через контура отопления при полностью открытом байпасе более чем в два раза больше, чем при полностью закрытом.

Это не удивительно — прокачивание воды сквозь камеру смешения требует затрат мощности насоса, что сказывается на скорости потока воды.

При максимальной тепловой мощности смесительного узла скорость потока воды по контурам теплого пола минимальна. Для равномерного прогрева всего контура теплого пола может быть потребуется включение насоса на вторую скорость,что увеличит шум системы отопления.

Выяснилось, что в моей системе достаточно минимальной тепловой мощности смесительного узла, чтобы обеспечить на подающем коллекторе температуры теплоносителя 32 градуса при открытых всех направлениях отопления теплым полом даже при старте холодного теплого пола.

Но в других случаях может оказаться что потребуется увеличение мощности отбора.

Как влияет на систему отопления установка байпаса смесительного узла TIM JH-1036.

Внимательно изучить работу смесительного узла пришлось в результате неправильного подключения смесительного узла к системе отопления.

Разное положение регулировки байпаса приводило к тому, что теплым был разный из патрубков присоединения смесительного узла к контуру отопления.

То-есть подача и обратка смесительного узла менялась местами при изменении положения регулировки байпаса. Мистика.

Так я выяснил что подключение осуществил не правильно, перепутав подачу и обратку в смесительный узел.

Теоретически, циркуляционный насос смесительного узла теплого пола никак не должен был влиять на контур котла отопления — насос смесительного узла отдает воду в той же точке, откуда и берет. Цркуляционный насос смесительного узла качает воду по контурам теплого пола, а циркуляционный насос котла прокачивает воду через камеру смешивания смесительного узла.

Но невольные эксперименты позволили выяснить, что даже минимальной мощности насоса смесительного узла при закрытом байпасе достаточно, чтобы осуществлять дополнительную циркуляцию еще и в основном контуре отопления.

Это возможно, если предположить что эквивалентная схема (по аналогии с задачами по электротехнике) системы отопления со смесительным узлом TIM JH-1036 получается такая:

Где «R1» и «R2» — сопротивления в камере смешивания, регулируемые байпасом.

«Контур котла» — старая система отопления с батареями и котлом.

Не зря на смесительном узле четко указано — какой патрубок должен быть подающим. На фото уже правильно подключенный смесительный узел.

Тут я решил, что все-таки не мешало бы ознакомиться с теоретическими основами работы водяных теплых полов в результате чего завел страницу со ссылками на теорию.

В качестве шутки.

Материала еще много, поэтому предлагаю отдохнуть и развлечься — узел, подобный TIM JH-1036, на AliExpress по цене намного дороже, чем в местных магазинах.

Два насосно-смесительных узла теплого пола в одной системе отопления.

У меня получилось в одной системе отопления два смесителя теплого пола.

Один я сделал сразу на первом этапе ремонта и установил его временно.

Пока это смеситель управлял одной веткой теплого пола. Потом предполагал перенести его по окончанию ремонта в других комнатах. Заложил трубы в пол, чтобы к смесителю в новом месте подключить эту ветку.

Но ничего не бывает более постоянного, чем временное.

И в новом месте установил еще один такой же смеситель.

Когда нибудь первый смесительный узел уберу — у коллектора второго смесительного узла присутствуют штуцера для подключения этой ветки и уже проложены трубы.

Обратите внимание на то, что смеситель на первом фото не способен обеспечить температуру подачи теплоносителя больше 25 градусов при температуре, установленной на котле, 50 градусов.

На фото видна температура теплоносителя 30 градусов, достигаемая при температуре на котле 60 градусов и установке термостатической головки смесителя на 40 градусов.

Это как раз понятно при таком то подключении.

Парадокс заключается в том, что этого (25 градусов) хватает, чтобы относительно быстро нагревать помещение на пару градусов, поддерживая установленную температуру.

Выбор значения 0-5 ргулировки байпаса в зависимости от ситуации.

На примере этих двух смесителей теперь можно показать в чем разница между разными регулировками байпаса смесительного узла TIM JH-1036.

Значение установки байпаса 0.

Первый смеситель работает в условиях, когда узким местом системы является подача тепла из системы.

Он подключен, как радиатор в однотрубную систему.

На всякий случай на участке подключения сделал утолщение с 25 до 32 диаметра и поставил кран, поскольку сомневался в затекании достаточного кол-ва воды и обеспечения достаточной мощности.

Эта локальная подсистема отопления построена, понятно, на одном смесительном узле без коллекторной группы.

Проблем же с циркуляцией по одному контуру быть не должно.

Поэтому значение болта регулировки байпаса устанавливаем в 0.

Мы циркуляцию сквозь контур теплого пола делаем минимальной, а циркуляцию сквозь камеру смешивания максимальной.

Выше было показано, что тут насос смесителя будет еще немного помогать циркуляции по системе отопления.

Значение установки байпаса 5.

В этом случае наоборот — смеситель теплого пола подключен сразу к котлу параллельно однотрубной системе с батареями.

Проблем с обеспечением подачи требуемой тепловой мощности на смеситель нет.

А вот крутить 4 контура отопления будет уже не так легко, как один.

Поэтому значение регулировки байпаса ставим в 5.

Мы циркуляцию сквозь контур теплого пола делаем максимальной, а циркуляцию сквозь камеру смешивания минимальной.

Кроме того, такой установкой мы еще ограничиваем влияние этого циркуляционного насоса на основную систему.