рамка управления теплым полом
Монтаж коллектора теплого пола своими руками: схема подключения и настройка
Традиционная система отопления в виде радиаторов, долгое время была единственным источником тепла, но сегодня её вытесняют тёплые полы. Они бывают электрическими и водяными. Залог эффективной работы водяного отопления — наличие коллектора и правильный его монтаж.
Данная статья будет полезна тем, кто собирается установить тёплый пол в своём доме, и произвести монтаж коллектора самостоятельно. В ней мы расскажем о существующих видах этого оборудования, их устройстве и способе монтажа.
Зачем нужен коллектор
По сути, коллектор — это труба с отверстиями для входа и выхода теплоносителя, он ещё называется распределительно-смесительный узел. Функция устройства — поддержание требуемого температурного уровня в системе и управление водяным потоком.
Прибор предназначен для смешивания воды поступающей от котла, где она нагревается, с охлаждённой жидкостью, идущей из обратки, до нужного уровня для тёплых полов. Ведь в котле теплоноситель прогревается обычно до +90 градусов, а для пола с обогревом это высокая температура.
Для него требуется +40 — 45 градусов, поэтому без коллектора не обойтись. Если вода будет поступать на прямую от источника тепла в контуры, это приведёт к перегреву системы и выходу её из строя.
Кроме того, контуры имеют различную длину, и потребность в тепловой энергии у них различна. Поэтому, между котлом и трубопроводом нужен специальный узел, который будет распределять потоки горячей воды по петлям.
Виды и принцип работы
Коллекторные устройства различаются по материалу из которого они изготовлены — латунь, пластик или нержавеющая сталь. А также по виду клапана:
Кроме того, коллекторы бывают 4 видов:
Любая модель оборудована отводами для спуска воды и воздуха.
Принцип работы
Общий принцип функционирования узла, вне зависимости от вида клапана (двух или трёхходовой), заключается в распределении потока воды по петлям греющего пола, которая циркулирует под воздействием насоса. Количество теплоносителя поступающее в каждую ветку регулируется механически или автоматически — сервоприводом.
Процесс работы выглядит так:
Когда градус нагрева теплоносителя в магистрали снижается до требуемого уровня, происходит подмешивание нагретой воды от источника, за это отвечают двух или трёхходовой клапан.
Устройство коллекторного шкафа
Коллекторный шкаф — конструкция, в которую входит насосно-смесительный узел и коллекторный блок.
Принцип работы гребенки для водяного теплого пола, схемы подключения и регулировка
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:
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:
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.
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
Обзор центральных блоков зонального управления водяным теплым полом
Для управления водяным теплым полом в каждом помещении установлен комнатный терморегулятор, который управляет соответствующей электрической моторизированной головкой направления на коллекторе теплого пола.
Казалось бы этого достаточно.
А вот чтобы исключить работу насоса смесительного узла вхолостую потребуется дополнительное устройство. Это устройство поможет также выключать котел отопления, когда во всех помещениях достигнута заданная терморегуляторами температура.
Забегая на перед, скажу, что себе для решения этой задачи выбрал Beok CCT-10, который и описал в отдельной статье: Тестирование контроллера теплых полов Beok CCT-10.
Необходим центральный блок управления теплыми полами, который будет на основании полученных от терморегуляторов сигналов, запускать котел и насос смесительного узла.
Алгоритм работы центрального устройства очень простой: сложение по схеме ИЛИ сигналов от комнатных терморегуляторов и выдача результирующего сигнала на насос и котел.
Оказалось что не у меня одного возникла такая задача и существуют приборы промышленного производства для ее решения.
Контролер управления зонами отопления COMPUTHERM Q4Z.
Есть беспроводной аналог.
Это замечательное устройство и в нем реализовано даже больше, чем мог придумать я: три, суммирующих разные зоны, выхода и возможность ручного управления зонами.
Такой контроллер мне бы подошел если бы не одно но.
К контроллеру зон можно подключить любой комнатный термостат переключения. Так написано в паспорте и это можно понять, что термостат должен иметь нормально разомкнутые контакты.
Так уж исторически сложилось, но большинство терморегуляторов у меня оказалось более подходящих для управления электрическим теплым полом. Они выдают управляющий сигнал в виде 220В.
Вот классическая схема подключений терморегуляторов для отопления теплыми полами:
Этот сигнал, кроме управления обогревателем, можно использовать для управления насосом или моторизированными головками. Для логических операций с полученными сигналами такого вида уже нельзя применить это устройство.
Но нашел бы кому привести его с Барабашово, будь он мне нужен.
Мне не подойдет, поскольку требует только контакты реле.
Контроллер для управления водяным теплым полом Tech L-5.
Стоит 5238р.
Предназначен для управления термостатическими приводами клапанов с помощью проводки, для сбора и обработки информации, полученной от компонентов сиcтемы, а также для передачи им управляющих команд.
Это самая простая модель с урезанным функционалом и существуют более сложные устройства: с радиотермостатами, WiFi, облачным сервисом и пошло поехало.
Позволяет контролировать температуру в восьми различных отопительных зонах.
Возможность управления 22 термостатических сервоприводов с помощью 8 комнатных регуляторов:
– 3 комнатных регулятора дают возможность обслуживать до 12 сервоприводов;
– 5 комнатных регулятора дают возможность обслуживать до 10 сервоприводов.
Один выход 230V на насос.
Выход сухой контакт для управления дополнительным нагревательным устройством.
Цена 5-6 тысяч за такое устройство не кажется большой.
Вот только входные сигналы для этого контроллера тоже должны быть контактами реле.
Красивый. Клеммы подключения скрыты. Мне не подойдет, поскольку требует только контакты реле. Очень жаль.
Проводной центр коммутации Salus KL06.
Стоит 4281р.
Контроллер KL06 предназначен для соединения термостатов и исполнительных приводов в единый коммутационный узел. Есть индикация состояния сервоприводов.
Управление насосом и котлом возможно только после подключения дополнительных модулей Salus PL06 или PL07 (1700р и 2800р).
Если внимательно почитать инструкцию Salus KL06, то можно выяснить что это более хитрое устройство, чем может показаться.
Полнофункционально работает с терморегуляторами Salus.
СИСТЕМЫ PWM, VP, NSB
Системы, применяемые в терморегуляторах Salus серии ERT, обеспечивают более эффективное управление половым отоплением.
В связи с большой инерцией полового отопления, применение системы PWM у контроллеров серии ERT гарантирует нам четкое поддерживание постоянной температуры в помещениях. Система PWM контролирует рабочее время, а также частоту открытия и закрытия использованных сервомоторов по отношению к росту температуры в помещении. Результатом чего является добавочная экономия, комфорт, а также отсутствие перенагрева помещения.
Это система, которая защищает и удлиняет срок работы сервомоторов. Один раз в неделю открывает и закрывает сервомотор, даже если система в данный момент не работает (время вне отопительного сезона).
Функция NSB в регуляторах активируется посредством внешнего сигнала, передаваемого планке Salus KL06 при помощи недельного терморегулятора Salus ERT50. Этот регулятор должен быть подключен к полю, обозначенному номером 1.
Все регуляторы должны быть подключены при помощи 4-х жильного провода, согласно схеме номер 1.
Если Вы не подключите поле, обозначенное часами, то функция MSB не будет активна, но остальные функции регулятора (PWM и VP) будут работать.
Вот эти схемы подключения терморегуляторов.
Похоже, терморегулятор управляет именно 220В, пропуская или не пропуская через себя. Если так, то контроллер Salus KL06 может и подойти для работы с терморегуляторами, выдающими 220В на управление нагрузкой.
Мне он не нравится визуально, и с модулем подключения насоса и котла стоит уже дороже 6000р и имеет открытые клеммы. терморегуляторов Salus у меня не будет, поэтому «умные» функции недоступны.
Модуль управляющий Watts WFHC-BAS.
Watts WFHC-BAS на 6 зон, 220В, нормально закрытых сервоприводов стоит 5650р.
Модуль можно применять как самостоятельное устройство и как компонент системы автоматизации. Есть варианты расширения и применения радиомодулей.
Если применять модуль с функцией программирования и родные термостаты, то можно программировать все термостаты с одного модуля.
Рассмотрим схемы соединения из этого паспорта.
Похоже это именно то что мне надо. Возможно подключение терморегуляторов, выдающих 220В! К тому же клеммы подключения скрыты и по фото видно, что качественный продукт.
Теплоконтроллер Teplocom TC-8Z.
Из паспорта выясняем схемы подключения.
Ка понять фразу «подключите термостаты 220В»?
Нам поможет изучение термостатов, рекомендуемых к использованию с этим теплоконтроллером.
Часть этих термостатов выдает напряжение 220В при включении и нет контактов реле.
Этот термоконтроллер подойдет для моих теплых полов, да еще знакомого производителя и самый дешевый. Можно закрыть глаза на то что имеет открытые клеммы и придется приобрести стандартный бокс под него.
Теплоконтроллер для лучевой системы отопления Teplocom Луч TC-5Z LUX
Стоит 4920р.
Контроллер-концентратор Beok CCT-10 на 8 каналов.
Стоит 2720р.
Есть также в ассортименте магазина подобный концентратор, но с возможностью подключить радио-терморегуляторы.
Изучим в паспорте схемы соединений.
PS. Это устройство в итоге я и заказал для своей задачи. Обзор и тестирование в статье: Тестирование контроллера теплых полов Beok CCT-10.
Lieve.
Безымянный в Homeimprove Store.
Центр управления напольным отоплением Saswell SCU209.
Радио-вариант на 5 зон стоит 4700р.
Проводной вариант должен стоить 3600р (на Amazon 44 евро).
К сожалению сейчас в этом магазине на AliExpress только вариант с подключением комнатных терморегуляторов по радио.
Но есть в другом магазине точно такой же безымянный гаджет за 2600р в магазине Homeimprove Store.
Этот центральный блок по рисунку платы (фото нет) очень похож на Beok, который я купил.
AVATTO ME280 (ME208-8).
Стоит 2800р (правда сейчас распродажа).
У этого центрального блока три выходных реле.
Но нет регулировки времени задержки.
Тоже интересный вариант.
FH901.
Стоит 2740р + 560р доставка.
Если бы не Beok CCT-10, то был бы куплен этот контроллер.
Блок коммутации AURATON 8D PRO.
Стоит 5355р.
Предназначен для управления сервоприводами, установленными на коллекторе теплого водяного пола. Крепление блока предусмотрено на DIN-рейку. Встроенный модуль управления насосом и котлом.
Заслуживающее внимание устройство но мало присутствует на рынке в России
Uponor Base X25.
Рассмотрим самый простой проводной контроллер Uponor Base X25 с реле насоса.
Стоит это устройство более 9400р.
— Поворотный селектор каналов для удобной регистрации исполнительных механизмов;
— Защита от перегрузки;
— 6 каналов (термостатов);
— 12 исполнительных механизмов.
Дорогое устройство, но линейка устройств Uponor достойна изучения.
Elsen EKK 230/24В.
Стоит 6000р.
Качественное устройство. Тут есть какие-то функции ограничения температуры и системные часы, но разбираться неохота.
Uni-Fitt 380M.
Коммутационная коробка Uni-Fitt 380M на 6 каналов 230В стоит 5600р.
Это близнец Elsen EKK.
Kermi x-net.
Модульный центральный узел Kermi x-net на 6 каналов 230В Стоит 5800р.
Возможно расширение функций, посредством простого крепления дополнительных модулей и нам потребуется дополнительный модуль отключения насоса за 4800р.
Дорого будет, если вместе с модулем управления насосом.
REHAU.
Raumatic M 230 стоит 4700р.
Это близнец Kermi x-net.
Valtec VT.ZC.
Коммутационная коробка Valtec VT.ZC на 8 каналов 220В стоит 6000р.
Неyжели нельзя было что-то интересное придумать? Или думают что налепили «Сделано в России» и схавают?
Изучение паспорта показало, что в этом контроллере есть всякие разные переключатели, позволяющие группировать выходы и настраивать каскадное управление. Возможно наличие переключателей и повлияло так на цену.
1500р ему цена. Да и термостаты ему нужны только с контактами.
Контроллер управления сервоприводами радиаторов отопления SMART CHR-08.
Стоит 7950р.
В линейке оборудования почему-то такого контроллера на 220В нет. Поэтому рассмотрим контроллер SMART CHR-08, который управляет сервоприводами на 24В.
Непонятно зачем это устройство нужно за такие деньги, ведь это по сути клеммник с лампочками.
Insolo.
Зональный коммуникатор Insolo Pro Aqua стоит 14135р.
Это устройство явно больше чем клеммная коробка. Коммуникатор может регулировать температуру подающего теплоносителя напольного отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха, а также контролировать и исключать его перегрев выше 55 °С, путём регулирования сервопривода смесительного клапана, с использованием дополнительного датчика температуры наружного воздуха.
Коммуникатор имеет релейные выходы для управления работой котла и циркуляционного насоса.
Режим ночного понижения температуры теплоносителя. Защита от отсутствия теплоносителя.
ЖК дисплей, отображающий состояние входов и выходов. Программирование с панели коммуникатора.
Есть модель без дисплея и кнопок, но с Wi-Fi.
В принципе, задан уровень, к которому надо стремиться производителям подобных устройств.
Многоканальный температурный регулятор.
Стоимость таких устройств 3500-5500р.
Внедрение такого способа зонального регулирования температуры будет не очень удобным.
Релейная логика.
Мне с моими терморегуляторами подойдет простая релейная логика. Можно собрать контроллер отопления самому, тем более что это будет очень просто.
Для пяти направлений понадобится 6 реле.
Катушки 5-ти реле будут подключены параллельно приводам клапанов. Их замыкающиеся контакты будут соединены параллельно для включения насоса смесительного узла, если включено хотя бы одно направление.
Шестое реле будет управлять котлом и предназначено, чтобы удалить высокое напряжение с контактной группы. Катушка этого реле будет подключена параллельно насосу смесительного узла.
Самое дешевое реле с гнездом будет стоить 200р.
Плюс еще бокс с din-рейкой 200р.
Итого: 6*200 + 200 = 1400р.
Ну что же еще надо?
Что еще хотелось нам.
1. Возможность управления скоростью насоса в зависимости от количества включенных направлений. Практика показывает, что при включении больше двух направлений не мешало бы перевести насос смесительной группы на вторую скорость.
2. Возможность выключать насос при падении температуры теплоносителя на входе подачи в смесительный узел. Например, при длительном принятии ванны с двухконтурным котлом.
3. Наличие дополнительных сигнальных выходов «сухой контакт» при включении направлений. Это понадобится для мониторинга работы теплых полов, например при помощи Arduino.
4. Ручного надежного управления, как в первом устройстве из обзора.
Например, если исчезнет сеть 220В, чтобы замкнуть управляющие контакты на котел вручную.
Или принудительно включить сервопривод на одно из направлений ручным способом.
В следующей статье рассмотрим способы организации зонального управления теплым полом на менее профильном оборудовании: Универсальный контроллер для зонального управления водяным теплым полом.