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

Системы управления теплым полом Uponor

Корпорация Uponor – мировой лидер среди производителей систем, предназначенных для формирования оптимальных микроклиматических условий внутри коммерческих и частных помещений. Это крупнейший поставщик на рынке Европы и Северной Америки. Среди немалого ассортимента компании отдельного внимания заслуживают функциональные и надежные устройства управления температурой. Их устанавливают в новой жилой и нежилой недвижимости, а также зданиях, где проводится капитальный ремонт.

Системы Uponor Smatrix: особенности и преимущества

Uponor Smatrix – безотказные интеллектуальные системы нового поколения. Они предназначены для контроля и управления охлаждением, лучистым отоплением, радиаторами, а также оснащены технологией автобалансировки. Таким образом удается экономить до 12% энергии, следовательно, снижать ежемесячные расходы на коммунальные услуги.

Каждая система Uponor Smatrix способна рассчитывать и составлять прогнозы, определять точный показатель мощности, необходимый для формирования оптимальных температурных показателей внутри контрактного помещения. Устройство выполняет полноценную оптимизацию отопления. Пользователям доступны беспроводные и проводные системы управления водяным, теплым полом, отличающиеся функционалом и стоимостью. Их устанавливают:

• ✓ в малогабаритных и больших квартирах;
• ✓ в частных домах, загородных коттеджах, на дачах;
• ✓ в офисных зданиях;
• ✓ на волейбольных, футбольных крытых площадках;
• ✓ в отдельно стоящих магазинах, торговых центрах;
• ✓ в ресторанах, гостиницах, салонах, мастерских;
• ✓ в финансовых, медицинских учреждениях;
• ✓ в учебных заведениях;
• ✓ в саунах, спортивных клубах, крытых развлекательных комплексах;
• ✓ на складах и т. д.

Благодаря инновационным устройствам создавать подходящие температурные условия на любых территориях совсем несложно. Потребителям доступен широчайший ассортимент высококачественных изделий, разработанных с учетом технологии управления Uponor, во всевозможных комбинациях для различных бытовых нужд.

Проводные устройства Smatrix Base для теплого пола

Использование универсальных проводных систем управления теплым полом Smatrix Base, позволяет:

• ✓ срегулировать выходную мощность всех контуров в соответствии с их протяжностью;
• ✓ сэкономить энергию (до 12%);
• ✓ суправлять температурным режимом по конкретному расписанию;
• ✓ сформировать подходящий климат;
• ✓ собеспечивать предотвращение конденсации.

Интеллектуальные проводные системы Uponor Smatrix Base предназначены для использования внутри помещений, исходная температура воздуха в которых колеблется от 0 до 45 градусов по Цельсию. Центральный контроллер питается энергией от сети, которая продуцирует 220 В.
Smatrix Base – это совокупность устройств, формирующих единую проводную сеть. Она:

• ✓ способна функционировать круглосуточно;
• ✓ считается автоматической;
• ✓ контролирует температуру воздуха и ее влажность в конкретных комнатах;
• ✓ сможет запускать профилактическое включение клапанов и насоса;
• ✓ симеет степень защиты, равную IP20;
• ✓ спередает данные через провода;
• ✓ споддается управлению через смартфон.

Проводная система позволяет регулировать температурный режим между уровнем экономии и режимом оптимального комфорта. Smatrix Base имеет немалое число комплектующих элементов:

• ✓ сконтроллер с каналами, который устанавливают в непосредственной близости к коллектору гидравлической системы;
• ✓ стермостаты (общий и допускающий добавление датчика измерения температуры пола);
• ✓ снапольный датчик для термостатов, для контроля температурных показателей пола;
• ✓ сдополнительное реле и таймер;
• ✓ сцифровой термостат;
• ✓ стермостат для скрытого монтажа, то есть заподлицо;
• ✓ стермостат с таймером.

Smatrix Base, как система, незаменима для управления работы напольного отопления в жилой и нежилой недвижимости. Подключенные к контроллеру разнообразные термостаты осуществляют управление приводных элементов, установленных непосредственно на коллекторах.

К примеру, когда термостат обнаруживает падение показателей температурных значений, ниже заданных пользователем, контроллер запускает процесс коррекции. В результате приводные элементы открываются и повышают тепловой поток в контуре системы отопления.

Беспроводные устройства Smatrix Wave и Smatrix Wave PLUS для теплого пола

Многофункциональные, современные и универсальные беспроводные системы управления теплым полом Smatrix Wave предполагают наличие панели управления с сенсорным экраном. Это одна из отличительных особенностей комплексного устройства, благодаря которому можно:

• ✓ создавать подходящий микроклимат в квартире, доме, на даче, в магазине или офисе;
• мостанавливать процесс конденсации;
• ✓ экономить электрическую энергию до 12%;
• ✓ осуществлять управление температурным режимом по заранее сформированному расписанию, графику, который подходит пользователям;
• ✓ выполнять регуляцию мощности контуров на выходе.

Примечательно, что панель управления Uponor Smatrix Wave PLUS оснащена сенсорным экраном, меню на нескольких языках, режимом отпуска, расширенными настройками, автобалансировкой.

Улучшенные, функциональные и инновационные системы Uponor Smatrix Wave используют внутри коммерческих и частных зданий. Оптимальные температурные условия для полноценной работы системы контроля варьируются от 0 до 45 градусов по Цельсию. Контроллер получает питание от сети, где подается 220 В.
Среди особенностей и преимуществ беспроводной Smatrix отмечают:

• ✓ круглосуточный бесперебойный режим работы;
• ✓ автоматический контроль температурных показателей воздуха;
• ✓ профилактический запуск клапанов и насоса;
• ✓ защиту со степенью в IP20;
• ✓ беспроводное подключение;
• ✓ возможность управления через гаджеты – ноутбук, смартфон.

Простая в примирении, интеллектуальная система осуществляет управление микроклиматом с задействованием функции автоматической балансировки. Происходит оптимизация потребления энергии за счет беспрерывного анализа и адаптации параметров системы к требованиям, которые поддаются изменениям.
Беспроводная сеть состоит из отдельных устройств, формирующих единую конструкцию. В базовый комплект обычно включены:

• ✓ контроллер, посылающий и принимающий сигналы от термостатов;
• ✓ таймер с понятным интерфейсом, лаконичным меню для беспроводного переключения режимов непосредственно на контроллере;
• ✓ беспроводной программируемый термостат цифрового типа с датчиком измерения влажности;
• ✓ термостат с дисковым регулятором и датчиком измерения температуры воздуха;
• ✓ специальное реле с 2 выходами;
• ✓ SMS-модуль.

Современная и интеллектуальная система Smatrix Wave почти не нуждается в обслуживании и проста в монтаже за счет минимального количества каких-либо проводов. Модульная структура поддерживает гибкий подход к разным требованиям. Высококачественная сеть гарантирует повышенный уровень комфорта, получаемый на фоне пониженных показателей потребления энергии. Беспроводная система Uponor не требует от пользователя ручную балансировку на коллекторе, сохраняет данные по статистике.

Итоговое заключение

Новейшие универсальные системы управления Smatrix – линейка популярных устройств от мирового производителя Uponor, которые предназначены для полноценно интегрированных систем управления отопления/охлаждения в автоматическом режиме.

Ассортимент Uponor Smatrix широк и состоит из надежных устройств, сочетающих в себе положительные качества, полезные для конечных пользователей, владельцев недвижимости, что обусловлено экономией энергии и уровнем комфортабельности. Очевидна польза и для инженеров, которые смогут реализовать любые идеи, определить оптимальные решения для оснащения разнообразных строительных проектов.