Как выбрать смесительный узел для теплого пола

Альтернатива радиаторному отоплению – система теплых полов является современным решением, способная правильно обогреть здание любого типа. Теплый пол можно установить в отдельном взятом помещении или таким образом решить проблему отопления всего дома. Самое главное — данная система является автономной, потому что для нее необходимо подготовить теплоноситель с более низким температурным показателем. А за это отвечает смесительный узел для теплого пола – так называемая подготовительная станция.

Что собой она представляет? Чисто визуально смесительный узел – это группа трубопроводов, соединенных в определенном порядке. Их цель – это выдать один поток теплоносителя, который будет собран из двух потоков. Если рассматривать это соединение с конструктивной точки зрения, то можно продумать несколько вариантов. В настоящее время производители пользуются тремя:

1. Параллельный способ подсоединения. Не самый эффективный, поэтому встречается сегодня достаточно редко. Для этого в устройство коллектора устанавливается термоклапан для теплого пола двухходового действия. С его помощью производится подключение основного потока к вспомогательному (обратному).
2. Последовательный. Это более эффективный вариант за счет повышенной производительности узла. В нем практически весь поток направляется потребителю.
3. Комбинированный. Понятно, что в состав узла входит и параллельный способ подсоединения, и последовательный.

Смесительный коллектор из латуни

Обычно в узел входит несколько приборов: сами трубы с тройниками, блок автоматики, циркуляционный насос для теплого пола и различные клапаны (смесительные, трехходовые, регулирующие), которые устанавливаются как на подающем контуре, так и на обратном.

Внимание! Тот, кто пытается своими руками установить коллектор для теплого пола, должен знать, что он должен обязательно снабжаться системой отвода теплоносителя в канализацию и прибором, выводящим воздух из устройства. Их отсутствие приведет к проблемам, с которыми справиться будет просто невозможно.

Выбираем коллекторный узел

Чтобы правильно выбрать коллектор для теплого пола, необходимо в первую очередь определиться, для какого помещения этот теплый пол будет предназначаться. Все дело в размере площади помещения. Чем она больше, тем мощнее должна быть система отопления, тем выше температура теплоносителя потребуется. А так как смеситель (коллектор) для теплого водяного пола – деталь капризная и очень уязвимая, то небольшая ошибка, особенно в большую сторону, может привести к неприятным последствиям.

Смеситель с термоголовкой

С высокими температурами работать сложнее, чаще всего от их правильной коррекции зависит безопасность эксплуатации самой отопительной системы. Поэтому правильный подбор смесительного узла – дело серьезное и важное. Тем более, в нем должно проводиться смешивание двух потоков с разным температурным показателем. А чтобы добиться максимально правильной температуры в общем потоке, надо точно рассчитать пропорции двух смешивающихся. Поэтому выбор коллектора зависит от качества используемых в его конструкции материалом и устройств.

Материалы для смесительного узла

Чаще всего узел подмеса для теплого пола изготавливают из латуни или из нержавейки. Оба металла обладают высокими техническими характеристиками, из которых самой важной считается коррозийная стойкость. И чем дороже используемый материал, тем выше цена самого устройства.

Добавим сюда и количество используемых в конструкции термосмесителя для теплого пола различных приборов. Сегодня производители предлагают простейшие варианты и очень сложные. К простейшим обычно относятся конструкции, в состав которых входит минимальное количество труб с установленными на них термостатическими клапанами для теплого пола или обычными вентилями, перекрывающими тот или другой патрубок. В сложных конструкциях присутствуют не только запорная арматура, но и воздухоотводчики, краны для слива, датчики, которые регулируют и контролируют расход теплоносителя и другие параметры смесительного узла. Обязательно в таком узле присутствует сложная насосная группа для теплого пола, которая самостоятельно контролирует свою работу в соответствии с поставленными задачами перед коллектором.

Сложная коллекторная группа

Все большей популярностью пользуются коллекторы, в состав которых входит хорошо отрегулированная автоматика. Если в простых конструкциях все приходится делать своими руками методом «тыка», то в автоматическом смесительном узле надо просто задать параметры теплоносителя и дать команду к работе. Все остальное автоматика сделает сама. Она не только отрегулирует температурный режим и работу всех приборов и деталей (кстати, насос для теплого пола также работает от автоматики), но и будет следить за безопасностью.

Считается так, что на каждые 120 м² отапливаемой площади необходимо устанавливать один смесительный узел. Не стоит пренебрегать этим советом, возьмите его на вооружение, если своими руками пытаетесь собрать теплый пол. Иногда случается так, что в доме присутствуют несколько коллекторов. Их необходимо точно отрегулировать под каждое помещение, что бывает не всегда просто. Поэтому специалисты рекомендуют не жадничать. Лучше сразу же установить теплый пол с автоматикой, чтобы не было проблем с температурным режимом в разных частях здания.

Но, как это часто бывает, бюджет, выделенный на систему отопления теплый пол, может не вместить в себя покупку дорогого смесительного узла. Поэтому, к примеру, для маленьких помещений типа ванная, туалет и так далее, можно использовать простейший вариант, изготовленный из пластиковой трубы. Кстати, изготовить его своими руками – не проблема. Дополняют его простой запорной арматурой, даже можно установить небольшой расходомер и термосмесительный клапан для теплого пола, благо стоят они недорого.

Шкаф открытого типа

Место установки

Установка узла смешения для теплого пола обычно производится в специальном металлическом шкафу, который навешивается на стену или утапливается в подготовленную нишу. Они бывают двух вариантов:

1. Открытого типа – удобен в обслуживании, но снижаются защитные свойства внутреннего наполнения.
2. Закрытого. Это стандартное приспособление с дверцей.

Очень важный момент – где установить шкаф. Во-первых, советуем оценить расположение трубной разводки. К примеру, у вас контур из нескольких веток. Тогда лучше всего установить шкаф так, чтобы он оказался посередине расстояния между ветками, и как можно ближе к трубам подачи и обратки теплоносителя системы отопления дома. Специалисты считают, что эта точка является идеальной, чтобы гарантировать хорошую работу термосмесителя для теплого пола.

В том случае, если вы являетесь обладателем большого дома, то появляется необходимость организации отдельного смесительного узла, который лучше всего установить в отдельном помещении.

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