Коллектор с расходомерами для теплого пола

Сегодня многие владельцы жилья отдают предпочтение системам отопления жилых помещений, в которых ведущее место отводится теплым водяным полам. Используя тепловую энергию жидкого теплоносителя, можно добиться высоких качественных показателей в обогреве жилья. Сама конструкция отопительной системы уже на первый взгляд дает все основания считать подобный способ обогрева эффективным. Принцип работы водяных полов в корне отличается от традиционных способов обогрева. В данной ситуации важна функциональность каждого элемента, прибора и устройства, включенных в единый комплекс оборудования.

Смесительный узел системы тёплых полов с расходомерами и термостатами

Качественная работа системы обогрева во многом зависит от того, насколько грамотно расходуется теплоноситель в трубопроводах водяных полов. С этой задачей справляются коллекторы теплого пола, которые вместе с расходомерами обеспечивают рациональное распределение котловой воды в отопительные контуры. Что собой представляет технологическая связка «коллектор – расходомер», насколько важны ее функции, и каким образом она действует? Постараемся ознакомиться более детально с этими и многими другими вопросами.

Теплый пол и место, которое занимает в нем коллектор с расходомерами

Особенность теплого пола как отопительной системы заключается в том, что подогретый теплоноситель, двигаясь по отопительному контуру, передает часть тепловой энергии поверхности пола. Таким образом, за счет нагрева пола происходит передача тепла воздушной массе, циркулирующей внутри помещения, в направлении снизу вверх. Подачей теплой воды в отопительные контуры, интенсивностью и скоростью потока занимается целый ряд устройств, включая:

Контроль над распределением теплоносителя осуществляет расходомер для теплого пола. Этот прибор играет одну из ключевых ролей в работе всей насосно-смесительной группы. Коллектора для теплого пола рассчитаны на подачу горячей воды и сбор отработанного теплоносителя для его дальнейшего использования в трубопроводе системы отопительной системы. В насосно-смесительном узле осуществляется смешивание горячей воды, поступающей от источника нагрева, с возвращаемым в контур теплоносителем — обраткой. На этом принципе действия базируется функциональность и эффективность греющих полов.

Смесительный узел с ротаметрами системы тёплого водяного пола

Вместе с работой предохранительных клапанов, ротаметры рассчитаны на регулировку температуры теплоносителя в отдельных контурах водяного пола. Благодаря этим устройствам обеспечивается необходимый объем подготовленной воды, поступающей в систему тёплого водяного пола. Другими словами, это оборудование отслеживают количество теплоносителя в водяном теплопроводе, следовательно, и функциональность всей системы отопления.

Функциональность расходомера

Ротаметр или, если давать полное определение этому узлу, поплавковый ротаметр, на первый взгляд, обычное механическое устройство. В основу конструкции изделия входит пластмассовый корпус (встречаются модели из латуни), внутри которого размещен полипропиленовый поплавок. Корпус оснащен прозрачной колбой, на которой нанесена разметочная шкала. Перемещение поплавка вверх-вниз внутри прибора указывает на определённое значение на шкале, по которому можно судить об объёме теплоносителя, циркулирующего в системе трубопроводов — достаточно ли его для полноценной работы отопительных контуров.

Традиционный расходомер для коллектора теплого пола в различных вариантах исполнения: слева — в пластиковом корпусе, справа — латунный.

С точки зрения теории, система отопления может работать и без этого прибора. В этом случае придется вручную регулировать объём поступающей в контур воды, основываясь на личных ощущениях при изменении температуры воздуха в помещении.

На заметку: по звуку работающего насоса и по интенсивности нагрева теплого пола можно судить о степени полноценности снабжения горячим теплоносителем всех обогревательных контуров.

Отказаться от использования расходомера при устройстве тёплых полов чреват следующими проблемами:

• отдельные контуры водяного пола будут снабжаться теплоносителем без учёта особенностей помещения, в результате чего значения температуры напольной поверхности отапливаемых комнат будут различаться;
• расход энергоносителя, используемого для работы нагревательных приборов (электричество или газ), будет повышенным.

К примеру, вы планируете отапливать одновременно ванную и детскую комнату. Автономный газовый котел будет греть воду для ванной и детской одинаково, в одном температурном режиме. Однако, ванная комната меньше по площади, и для ее обогрева потребуется меньше котловой воды, чем для снабжения теплого пола в детской. Добиться оптимального снабжения теплоносителем теплых полов в каждом помещении можно с помощью расходомера. Следовательно, за счет работы этого устройства удастся добиться в ванной и детской комнате индивидуальных для комфорта значений температуры.

Оценивая работу и принцип действия устройства, можно сделать следующие выводы:

• прибор функционирует полностью автономно, не требуя дополнительных источников питания;
• принцип работы расходомера позволяет создать оптимальный расход теплоносителя для отопительных контуров, существенно снижая энергозатраты нагревательных приборов;
• конструкция прибора обеспечивает визуальный контроль над количеством воды в трубопроводах;
• коллектор вместе с расходомерами для теплого пола существенно облегчает контроль над работой всей системы, прост в установке и неприхотлив в обслуживании.

Важно! Монтаж прибора осуществляется строго в вертикальном положении, просто вкручивая прибор в специальное гнездо коллектора. Фиксируется прибор с помощью накидной гайки.

На заметку: монтируя теплый пол, старайтесь добиться одинаковой протяжённости тепловодов всех водяных контуров — несмотря на возможные различия в конфигурации, это существенно упрощает регулировку всей системы отопления и позволяет добиться оптимальных температурных параметров.

Принцип работы расходомера. Монтаж и настройка

При монтаже коллектора и подключении нагревательных контуров теплых полов расходомер ставится на собирающую гребенку, в которую поступает отработанная вода. Когда температура теплоносителя достигает заданного значения, в обратной части коллектора срабатывает клапан, сужая или полностью перекрывая просвет для поступления воды. Чтобы система работала по описанной схеме, насосно-смесительный узел и коллектор оснащают термостатами.

Колба расходомера со шкалой расхода теплоносителя

Для того, чтобы уровень воды в прозрачной колбе совпадал с делениями шкалы по горизонтали, прибор должен занимать вертикальное положение. Поэтому для нормальной работы контролирующей группы коллектор следует устанавливать с использованием отвеса или пузырькового уровня, добиваясь строго горизонтального положения комплектующих оборудования. Установка коллектора с отклонениями может стать причиной некорректной работы отопительного оборудования.

Важно! Финишная отделка помещений, установка коллекторного шкафа могут привести к повреждениям отдельных элементов смесительной группы, поэтому агрегаты и приборы системы отопления должны быть расположены компактно.

Установка и регулировка приборов выполняется в соответствии с инструкций по монтажу и эксплуатации, обычно в следующей последовательности:

• при помощи ключа вкрутить расходомер в технологическое отверстие сборной части коллектора;
• вращая колбу расходомера против часовой стрелки, подготовить прибор для работы;
• демонтировать заводской предохранитель (обычно в виде кольца);
• выставить нужный напор поворотом по часовой стрелке латунного кольца в корпусе до нужной отметки — место расположения поплавка будет демонстрировать выполненную юстировку;
• для предотвращения механических повреждений прибора закрыть латунное кольцо специальной накладкой;
• проверить работу прибора в составе всей системы отопления.

В заключение

При эксплуатации водяного теплого пола колба расходомера на коллекторе должна быть доступной визуальному контролю и, при необходимости, техническому обслуживанию.

Каждый водяной контур, подключенный к коллектору, оборудуется индивидуальным расходомером.

На качество отопления и функциональность системы водяных полов выбор модели прибора особо не влияет — при соблюдении правил установки и эксплуатации оборудования тёплых полов можно добиться необходимых показателей установкой любых приборов качественного исполнения.

Коллектор (смесительный узел) для водяного теплого пола

При устройстве водяного подогрева пола укладывается немалое количество труб — несколько отрезков, которые называют контурами. Все они заводятся на устройство, раздающее и собирающее теплоноситель — коллектор для теплого пола.

Назначение и виды

Теплый водяной пол отличается большим количеством контуров труб и невысокой температурой циркулирующего в них теплоносителя. В основном требуется нагрев теплоносителя до 35-40°C. Единственные котлы, которые способны работать в таком режиме, — конденсационные газовые. Но они устанавливаются редко. Все остальные виды котлов на выходе выдают боле горячую воду. Однако ее с такой температурой в контура запускать нельзя — слишком горячий пол это некомфортно. Чтобы снизить температуру и нужны узлы подмеса. В них, в определенных пропорциях, смешивается горячая вода с подачи и остывшая из обратного трубопровода. После чего, через коллектор для теплого пола, она подается на контура.

Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом

Чтобы во все контура поступала вода одинаковой температуры она подается на гребенку теплого пола — устройство с одним входом и некоторым количеством выходов. Подобная гребенка собирает остывшую воду с контуров, откуда она поступает на вход котла (и частично идет в узел подмеса). Это устройство — гребенки подачи и обратки — называют еще коллектором для теплого пола. Он может идти с узлом подмеса, а может — только гребенки без какой-либо дополнительной «нагрузки».

Материалы

Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:

• Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
• Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.
• Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.

Коллектор для теплого пола на 6 контуров

При установке к подающей гребенке коллектора подключаются входы контуров теплого пола, к гребенке обратного трубопровода — выходы петель. Подключаются они попарно — чтобы проще было регулировать.

Комплектация

При устройстве водяного теплого пола рекомендуют делать все контура одной длины. Необходимо это для того, чтобы теплоотдача каждой петли была одинаковой. Жаль только что этот идеальный вариант встречается нечасто. Намного чаще отличия по длине есть, причем существенные.

Для выравнивания теплоотдачи всех контуров на подающей гребенке ставят расходомеры, на обратной гребенке — регулировочные вентили. Расходомеры — это устройства с прозрачной пластиковой крышкой с нанесенной градуировкой. В пластиковом корпусе находится поплавок, который отмечает с какой скоростью движется теплоноситель в данной петле.

Понятно, что чем меньше проходит теплоносителя, тем прохладнее будет в комнате. Для корректировки температурного режима изменяют расход на каждом контуре. При такой комплектации коллектора для теплого пола делают это вручную при помощи регулировочных вентилей, установленных на обратной гребенке.

Расход изменяют поворотом ручки соответствующего регулятора (на фото выше они белого цвета). Чтобы проще было ориентироваться, при монтаже коллекторного узла, все контура желательно подписать.

Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)

Такой вариант неплох, но регулировать расход, а значит, и температуру приходится вручную. Это далеко не всегда удобно. Для автоматизации регулировки на входах ставятся сервоприводы. Они работают в паре с комнатными термостатами. В зависимости от ситуации, на сервопривод подается команда закрыть или открыть поток. Таким способом поддержание заданной температуры автоматизируется.

Строение смесительного узла

Смесительная группа для теплого пола может строиться на основе двухходового и трехходового клапана. Если система отопления смешанная — с радиаторами и теплыми полами, то в узле присутствует еще и циркуляционный насос. Даже если в котле имеется свой циркуляционник, все петли теплого пола «продавить» он не сможет. Потому и ставят второй. А тот, который на котле, работает на радиаторы. В таком случае эту группу иногда называют насосно-смесительным узлом.

Схема на трехходовом клапане

Трехходовой клапан — это устройство, которое смешивает два потока воды. В данном случае — это разогретая вода подачи и более холодная вода с обратного трубопровода.

Принцип работы трехходового клапана

Внутри этого клапана установлен подвижный регулирующий сектор, который регулирует интенсивность потока более холодной воды. Управляться этот сектор может от термореле, ручного или электронного термостата.

Схема смесительного узла на трехходовом клапане проста: к выходам клапана подключается подача горячей воды и обратка, а также выход, который идет к подающей гребенке коллектора для теплого пола. После трехходового клапана устанавливается насос, который «давит» воду в сторону подающей гребенки (направление важно!). Чуть дальше насоса установлен температурный зонд от термоголовки, установленной на трехходовом клапане.

Схема смесительной группы для теплого водяного пола на трехходовом клапане

Работает все так:

• От котла поступает горячая вода. В первый момент она пропускается клапаном без подмеса.
• Датчик температуры передает на клапан информацию о том, что вода горячая (температура выше заданной). Трехходовой клапан открывает подмес воды из обратки.
• В таком состоянии система работает до тех пор, пока температура воды не достигнет заданных параметров.
• Трехходовой клапан перекрывает подачу холодной воды.
• В таком состоянии система работает пока вода не станет слишком горячей. Далее снова открывается подмес.

Алгоритм работы несложный и понятный. Но данная схема имеет существенный недостаток — есть возможность того, что при сбоях в контура теплого пола будет подаваться горячая вода напрямую, без подмеса. Так как трубы в теплый пол укладываются в основном из полимеров, при длительном воздействии высоких температур они они могут разрушиться. К сожалению, данный недостаток в этой схеме не устранить.

Обратите внимание, что на схеме выше зеленым цветом нарисована перемычка — байпас. Она нужна для того, чтобы исключить возможность работы котла без расхода. Эта ситуация может возникнуть тогда, когда все запорные вентили на коллекторе для теплого пола будут закрыты. То есть возникнет ситуация, когда расхода теплоносителя не будет совсем. В этом случае, если байпаса в схеме нет, котел может перегреться (даже перегреется наверняка) и сгореть. При наличии байпаса вода с подачи через перемычку (делается трубой, диаметр которой на шаг меньше магистральной) будет подаваться на вход котла. Перегрева не произойдет, все будет работать в штатном режиме до тех пор, пока не появится расход (не понизится температура в одном или нескольких контурах).

Схема на двухходовом клапане

Двухходовой клапан ставится на подаче от котла. На перемычке между подающим и обратным трубопроводом устанавливается балансировочный клапан. Это устройство регулируемое, оно настраивается в зависимости от требуемой температуры подачи (регулируется обычно ключом-шестигранником) . Он определяет количество подаваемой холодной воды.

Двухходовой клапан нужно установить управляемый с датчиком температуры. Как и в предыдущей схеме, датчик ставится после насоса, а насос гонит теплоноситель в сторону гребенки. Только в этом случае изменяется интенсивность подачи горячей воды от котла. Соответственно, меняется температура подаваемой воды на входе насоса (поток холодной настроен и стабилен).

Схема смесительного узла на основе двухходового клапана

Как видите, подмес холодной воды в такой схеме идет всегда, так что в данной схеме попадание воды в контура напрямую от котла невозможно. То есть схему можно назвать более надежной. Но смесительная группа на двухходовом клапане может обеспечить обогрев только 150-200 квадратных метров теплых водяных полов — нет клапанов с большей производительностью.

Выбор параметров клапанов

И двухходовые и трехходовые клапана характеризуются пропускной способностью или производительностью. Это величина, отображающая количество теплоносителя, которое он в состоянии через себя пропустить в единицу времени. Чаще всего выражается в литрах в минуту (л/мин) или в кубометрах в час (м 3 /час).

Вообще, при проектировании системы, требуется сделать расчет — определить пропускную способность контуров теплого пола, учесть гидравлическое сопротивление и т.п. Но если коллектор для теплого пола собирается своими руками, расчеты делают крайне редко. Чаще основываются на опытных данных, а они таковы:

• клапана с расходом до 2 м 3 /час могут обеспечить нужны примерно 50-100 кв.м. теплого пола (100 квадратов — с натяжкой при хорошем утеплении).
• если производительность (обозначается иногда как KVS) от 2 м 3 /час до 4 м 3 /час, их модно ставить на системы, в которых площадь теплого пола не более 200 квадратов;
• для площадей более 200 м2 требуется производительность более 4 м 3 /час, но чаще делают два узла подмеса — это получается проще.

Материалы из которых делают клапана — двухходовые и трехходовые — латунь и нержавеющая сталь. При выборе эти элементы стоит брать только фирменные и проверенные — от их работы зависит работа всего теплого пола. Есть три явных лидера по качеству: Овентроп, Эсби, Данфос.

Название	Подсоединительный размер	Материал корпуса/штока	Производительность (KVS)	Максимальная температура воды	Цена
Danfoss трехходовой VMV 15	1/2″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	2,5 м3/ч	120°C	146€ 10690 руб
Danfoss трехходовой VMV-20	3/4″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	4 м3/ч	120°C	152€ 11127 руб
Danfoss трехходовой VMV-25	1″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	6,5 м3/ч	120°C	166€ 12152 руб
Esbe трехходовой VRG 131-15	1/2″ дюйм	латунь/композит	2.5 м3/ч	110°C	52€ 3806 руб
Esbe трехходовой VRG 131-20	3/4″ дюйм	латунь/композит	4 м3/ч	110°C	48€ 3514 руб
Barberi V07M20NAA	3/4″ дюйм	латунь	1.6 м3/ч	предел регулировки — 20-43°C	48€ 3514 руб
Barberi V07M25NAA	1″ дюйм	латунь	1.6 м3/ч	предел регулировки — 20-43°C	48€ 3514 руб
Barberi 46002000MB	3/4″ дюйм	латунь	4 м3/ч	110°C	31€ 2307руб
Barberi 46002500MD	1″ дюйм	латунь	8 м3/ч	110°C	40€ 2984руб

Есть еще один параметр, по которому надо выбирать — пределы регулировки температуры теплоносителя. В характеристиках обычно указывается вилка — минимальная и максимальная температура. Если вы проживаете в Средней Полосе или южнее, на период межсезонья комфортная температура в помещении поддерживается если нижний предел регулировки 30°C или меньше (при 35°C уже жарко). В этом случае пределы регулировки могут выглядеть так: 30-55°C. Для более северных регионах или при плохом утеплении пола берут с пределом регулировки от 35 градусов.

При сборе смесительная группа устанавливается перед коллектором для теплого пола. Тогда в контура попадает теплоноситель нужной температуры.