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

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

Нюансы обустройства водяного подогрева пола без применения смесительного узла

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

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

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

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

Варианты установки системы обогреваемого пола без использования узла и коллектора

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

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

Схема укладки теплого пола от централизованной системы отопления

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

Укладка контура труб

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

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

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

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

Установка клапана термостатического для теплого напольного покрытия

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

Установка обогреваемого пола без использования смесительного узла

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

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

Теплый пол без насоса – это просто и легко

Иногда центральное отопление не обеспечивает в квартире или доме приемлемый уровень тепла во время морозов. Самое лучшее решение – это система теплого пола. Такая система квартире создает уютное тепло. И при этом для подключения даже не нужно нанимать специалистов. Практически каждый человек сможет самостоятельно подключить водяной пол без насосов и смесителей.

Самые лучшие и надежные схемы подключения системы

Водяной теплый пол – это система низкой температурой подачи ( до 45 оС). Система имеет температурные ограничения и для самой поверхности – от 26 до 31 оС. Есть много различных схем установки такой системы. Но есть самые лучшие схемы – их всего 4. Стоит рассмотреть каждую из этих схем подробно.

Схема 1 – от котла напрямую

Чтобы подключить систему с помощью этой схемы, нужно иметь арматуру безопасности с насосом и теплогенератор. Теплоноситель в этом случае выходит в коллектор распределения напрямую. После этого теплоноситель распределяется и уходит обратно к котлу.

Рекомендуется использовать для этой схемы именно конденсаторные котлы. Они лучше всего подходят для режимов с низкой температурой. Обычный котел может сломаться при такой эксплуатации. При использовании твёрдотопливного котла, придется установить специальную емкость для температурной регулировки. В целом это очень хорошая схема подключения. Её рекомендуют использовать многие специалисты.

Схема 2 – монтаж м трехходовым клапаном

Наиболее часто в такой схеме установки используется установка отопления до 80 оС и контур на 40 оС. При монтаже специалисты часто задаются вопросом как оптимизировать систему отопления под нужную температуру.

Здесь и приходит на помощь трехходовой клапан. Его следует устанавливать на подаче перед насосом. На обротке подмешиваются остудившийся теплоноситель к основному теплоносителю, полученному от контура и понижается до 40 оС.

У этого варианта подключения есть один существенный минус – нет возможности контролировать равномерность подмешивания теплоносителей. Из-за этого пол может быть либо недостойно теплым, либо излишне горячим.

Внимание! Достоинства «схемы 2» компенсируют её недостатки. Данная схема позволяет легко монтировать систему с минимальными затратами.

Данный вариант наиболее часто используют на производственных и коммерческих участках. В домах и квартирах её используют очень редко из-за нестабильности.

Схема 3 — насосно-смесительный узел

Работает по принципу подмешивания теплоносителя низкой температуры с обратки системы к теплоносителю с самого котла. Смесительные узлы имеют клапан балансировки, который позволяет производить дозировку остудившегося теплоносителя во время подмеса к горячему. Поэтому данная система обеспечивает высокий уровень комфорта. Также в комплекте с узлом могут быть такие элементы как:

• балансировочный клапан для котлового контура;
• байпас;
• шаровые краны.

Насосно-смесительный узел можно купить за 5-15 тысяч рублей. Цена зависит от типа модели. Есть достаточно много магазинов, где можно приобрести такое устройство.

Монтаж водяного теплого пола без смесительного узла

Смесительный узел, или коллектор, в системе теплого водяного пола нужен для корректировки температуры теплоносителя. Последний нагревается котлом по заданным программой устройства параметрам. Обычно подающая температура теплоносителя составляет 55 °C. Этого достаточно, чтобы теплый пол прогревался до температуры 30 °C. Это максимально комфортное значение для холодного времени года.

При наличии коллектора, высокая подающая температура не играет роли – смеситель сам понизит ее до нужного значения путем подмешивания холодной воды. Соответственно, если планируется водяной пол без коллектора, то теплоноситель должен поступать уже заданной температуры, из чего можно сделать вывод, что для теплого пола без смесительного узла должен быть установлен отдельный котел.

Таким образом, для индивидуального радиаторного отопления нужен второй котел либо наличие централизованной общедомовой радиаторной системы. По государственным нормативам температура подачи теплоносителя в радиаторы составляет в среднем 70-80 °C, что на 20 °C выше требуемой для теплого пола.

Нюансы устройства теплого пола без смесительного узла

Главный минус монтажа системы без коллектора – необходимость минимизировать потери температуры теплоносителя на пути «нагреватель теплоносителя – трубопровод» и в самой системе. Также нужно сохранить требуемую температуру на площади пола. Поэтому рекомендуется учитывать следующие требования:

• Утепление стен помещения;
• Укладка теплоизоляции на пол;
• Наличие качественных оконных систем;
• Укладка пола в непосредственной близости от нагревательного элемента;
• Площадь помещения не более 20-25 м 2 .

Главная и частая ошибка при монтаже такой системы без узла коллектора – попытка установки на слишком большую площадь.

Важно! Необходимо рассчитать длину контура и его схему таким образом, чтобы обратная температура теплоносителя не была слишком низкой. Иначе на теплообменнике котла будет образовываться большое количество конденсата, что приведет к быстрой поломке устройства.

Однако некоторые мастера утверждают, что в ситуации, когда «обратка» в любом случае будет холодной, может спасти установка конденсатного котла. У него высокий КПД и такому устройству не страшны низкие температуры для нагрева.

Способы монтажа теплого пола без коллектора

Понадобятся следующие материалы и устройства:

• Трубопровод;
• Комплектующие для трубопровода;
• Котел;
• Трехходовой термостатический клапан;
• Узел насоса.

Некоторые пытаются использовать самый простой способ монтажа – врезать систему теплых полов непосредственно в центральное общедомовое отопление. Однако такой подход грозит серьезными поломками трубопровода, т.к. температура для радиаторов намного выше, чем нужна для пола. Также при обнаружении такого «самодельного устройства» надзорными органами, собственнику квартиры грозят серьезные штрафные санкции и предписание полностью демонтировать теплый водяной пол.

Предпочтительны 2 варианта укладки трубопровода без коллектора: улитка и змейка. Причем обе схемы должны состоять из двойного трубопровода: 2 параллельные петли на теплый пол – подающая и обратная.

Плюс «змейки» в том, что можно распределять зоны нагрева. Например, обходить мебель или сантехнику. Преимущество «улитки» — более равномерный нагрев всей площади.

После укладки трубопровода его нужно подключить к котлу. Предварительно необходимо рассчитать мощность насоса. Используется следующая формула:

где G — производительность системы (л/ч),

Q — мощность системы (Вт),

0,86 — коэффициент преобразования в Ккал/ч,

Δt — перепад температуры «подача-обратка» (°C).

Насос нужен для обеспечения скорости движения теплоносителя по трубам. В зависимости от типа насоса, им можно управлять либо вручную, либо при помощи автоматики. Монтируется устройство на подающий трубопровод. В системе без смесительного узла устройство насоса располагают под котлом. Цепь между трубопроводом с насосом и котлом замыкает трехходовой термостатический клапан.

Чтобы теплый пол работал стабильно без установки смесительного узла, следует выбирать качественный мощный котел. Электрический или газовый – особого значения не имеет. Главное, чтобы мощность устройства была рассчитана конкретно на спроектированный теплый пол. Мастера рекомендуют выбирать модели с наличием насоса.

Монтаж клапана для системы без коллектора

Устанавливается клапан на трубу с подающим теплоносителем, к обратному потоку монтируется перемычка. Назначение трехходового термостатического клапана – регулировать температуру теплоносителя, который подается на насос. Фактически, это смеситель, внутри которого расположен термочувствительный элемент.

Клапан защищает систему от перегрева, а в случае поломки и прекращения подачи обратного потока, автоматически перекрывает подающий. Также клапан устраняет вероятность обратного хода подающего потока. Таким образом, клапан частично берет на себя роль коллектора.

Если площадь пола большая и наблюдаются серьезные теплопотери на «обратке», рекомендуется устанавливать клапан на холодном входящем конце. Благодаря этому, в теплообменнике не будет образовываться излишнего конденсата.

Монтаж теплого пола без насоса и смесительного узла

Необходимость в установке насоса отпадает, если отопительный котел оснащен мощным циркуляционным насосом, а площадь отопления минимальна. Главный плюс котла со встроенным насосом – грамотно подобранная комплектация. То есть, не нужно выбирать котел по отдельным характеристикам насоса, достаточно определиться с его общей мощностью.

Насосно-смесительные узлы для водяного теплого пола

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

Насосно-смесительный узел системы тёплого пола должен выполнять следующие основные функции:
• поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
• обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
• обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.

К вспомогательным функциям насосно-смесительного узла можно отнести следующие:
• индикация температуры (на входе и выходе);
• отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
• защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
• аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
• отведение воздуха из теплоносителя;
• дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла можно объяснить по тепломеханической схеме на рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T₁. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т₁₁. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т₁₁ выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т₂₁. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т₁ до Т₂₁ (∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁). Температуру Т₂₁ задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = Т₁₁ – Т₂₁ также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

Исходные данные:
• температура на входе в насосно-смесительный узел Т₁ = 90 °С;
• температура после насоса Т₁₁ = 35 °С;
• перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = 5 °С;
• тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.

Решение:
1. Температура на выходе из петель тёплого пола: Т₂₁ = Т₁₁ – ∆Т_тп = 35 – 5 = 30 °С.
2. Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁ = 90 – 30 = 60 °С.
3. Расход во вторичном контуре G₁₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
4. Расход в первичном (котловом) контуре G₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
5. Расход через байпас G₃ = G₁₁ – G₁ = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

Насосно-смесительные узлы VT.COMBI и VT.COMBI.S

В насосно-смесительных узлах VT.COMBI и VT.COMBI.S (рис. 2, 3) приготовление теплоносителя с пониженной температурой происходит при помощи двухходового термостатического клапана, управляемого либо термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленном в линии подающего коллектора (модель VT.COMBI), либо аналоговым сервоприводом, который работает под управлением контроллера VT.К200.М (модель VT.COMBI.S). Контроллер с датчиками температуры теплоносителя и наружного воздуха не входит в комплект поставки насосно-смесительного узла и приобретается отдельно.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Рис. 4. Узел VT.COMBI.S в комбинированной системе отопления

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 7) отличается от узла VT.COMBI меньшей монтажной длиной и отсутствием перепускного клапана. Узел рассчитан на установку циркуляционного насоса монтажной длиной 130 мм. Ручной воздухоотводчик узла расположен на регулировочной втулке балансировочного клапана вторичного контура.

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC