устройство коллектора для теплого пола
Коллектор для теплого водяного пола: правила выбора и популярные схемы подключения
Систему теплого водяного пола можно считать удачной альтернативой привычному радиаторному отоплению или же хорошим дополнением к ней. Она может быть рассчитана как на все здание, так и только на одно помещение. В любом случае, это будет автономная система, требующая определенной подготовки поступающего в отопительный контур теплоносителя.
Именно эту роль выполняет коллектор для теплого водяного пола. Это достаточно сложное устройство, выполняющее сразу несколько функций. Как оно работает и правильно подключается? Попробуем разобраться.
Коллектор: что это такое?
Теплый водяной пол представляет собой самостоятельную систему отопления, которая обязательно должна стыковаться с основной. Для этого используется коллектор или несколько таких устройств, если уложено несколько обогревательных контуров. Простейший коллектор представляет собой отрезок трубы, к которому подключаются другие трубы.
Один конец устройства соединяется с обратной или напорной (подающей) трубой, это зависит от назначения коллектора. К дополнительным же выводам подключаются отопительные трубы водяного пола.
Такие системы на практике встречаются достаточно редко, их сменили более сложные конструкции. Сегодня коллектор для теплого пола представляет собой технологический узел, включающий в себя несколько элементов. Его основной функцией является направление и регулирование потоков теплоносителя.
Отопительный прибор способен разогреть теплоноситель до 75-90С. Это нормально для радиаторов, но недопустимо для теплого пола. Если в его трубы поступит теплоноситель с такой температурой, человеку будет крайне некомфортно находиться в помещении. Кроме того, напольное покрытие может быть испорчено.
Именно поэтому и устанавливается коллектор, который выравнивает температуру обратного и прямого потоков, контролирует рабочие параметры системы при помощи датчиков и обеспечивает равномерный разогрев каждого из участков труб. Для максимально эффективной работы распределительный коллектор оснащается такими функциональными элементами:
Устройство функционирует следующим образом. Две гребенки связаны между собой и соединены в общий коллекторный блок. Обратный и подающий поток смешиваются в особом смесительном узле, так же происходит и регулировка температуры теплоносителя.
К гребенкам подключается насосная группа, которая обеспечивает циркуляцию жидкости по трубопроводам. После того, как термодатчик сообщает о том, что в отапливаемом помещении достигнута заданная температура, клапаны автоматически перекрывают поступление горячей воды в подающую линию системы.
Смесительные клапаны
В зависимости от желаемого результата может существовать множество схем подключения. В любой из них обязательно используются смесительные клапаны. Устройства предназначены для смешивания охлажденной и горячей жидкостей. Первая поступает из отопительного контура, вторая – из котла.
Управлять системой можно в ручном или в автоматическом режиме, что потребует дополнительного монтажа управляющего устройства или сервопривода. Существует два вида смесительных клапанов.
Двухходовые элементы
Такие устройства иногда еще называют питающими клапанами. Их основное отличие от стандартных вентилей заключается в возможности пропускать жидкость только в одном направлении. В случае ошибочной обратной установки двухходовой клапан будет работать некорректно и быстро выйдет из строя.
В роли запорного элемента для него может использоваться шар либо шток специальной конструкции. Таким образом, регулировки проводятся или поворотом шара вокруг своей оси, или движениями штока. Для осуществления таких движений используются пневматические или электрические приводы, подключенные к датчикам.
Самый распространенный вариант – термостатическая головка, оснащенная жидкостным датчиком. Он осуществляет постоянный контроль над температурой поступающего в отопительный контур теплоносителя. В зависимости от его показаний головка закрывает или открывает клапан, в результате чего прекращается или возобновляется подача разогретого теплоносителя, движущегося от отопительного прибора.
Таким образом из обратки жидкость подается постоянно, а от котла – только по мере необходимости. Ее количество и регулируется двухходовым клапаном.
Принцип действия устройства объясняет главное достоинство коллектора, оснащенного питающим клапаном. Теплый пол с таким коллектором никогда не перегревается, что существенно продлевает срок его эксплуатации. Малая пропускная способность двухходового клапана обуславливает плавную регулировку температуры теплоносителя, резкие скачки здесь просто невозможны.
Питающие клапаны отличаются простотой в обслуживании и установке, а также надежностью в работе. Они очень часто включаются в схему коллекторов, однако имеют ограничения в использовании. Двухходовые клапаны не рекомендуется монтировать в системах, работающих в помещениях площадью свыше 200 кв. м.
Трехходовые устройства
Трехходовый элемент устроен иначе. Он совмещает в себе функции балансировочного байпасного крана и перепускного питающего клапана. Элемент представляет собой корпус с одним выходным и двумя входными отверстиями. Для регулировок используется либо вращающийся вокруг оси шар, либо двигающийся по вертикали шток.
Особенность трехходового клапана заключается в том, что регулирующий элемент не осуществляет полное перекрытие, а перераспределяет поступающие потоки жидкостей, чем производит их смешивание.
Регулирование температуры производится в автоматическом режиме, для чего клапан оснащается системой привода, которая снимает информацию с различных датчиков. Чаще всего трехходовые устройства оборудуются сервоприводами, которые управляются погодозависимыми контроллерами или термостатическими элементами.
Сервопривод приводит в действие запорный элемент, который устанавливается в нужное положение для получения необходимого соотношения количества горячего теплоносителя и обратки.
Погодозависимые датчики необходимы для изменения мощности системы теплого пола в зависимости от погоды. К примеру, при резком похолодании комната будет остывать намного быстрее, соответственно отопительной системе будет намного сложнее справляться со своей работой.
Чтобы упростить ей задачу необходимо увеличить расход теплоносителя и его температуру. К числу недостатков трехходовых клапанов относится их большая пропускная способность. В таких условиях даже небольшое смещение в регулировке клапана неизбежно приведет к существенному изменению температуры теплоносителя в контуре.
Еще один недостаток – возможность резких температурных скачков теплоносителя. Вполне вероятно, что клапан, сработавший по сигналу от термостата, впустит в систему теплого пола теплоноситель, разогретый до 95С. Такие скачки недопустимы для отопительного контура, который может не выдержать избыточного давления и лопнуть.
Трехходовые клапаны используются для коллекторов, установленных в помещениях площадью свыше 200С и для систем с множеством контуров. Кроме того, они незаменимы для конструкций, оснащенных погодозависимыми контролерами, которые определяют требуемую температуру пола с учетом внешних условий.
Как располагаются коллекторные отделы?
Для системы теплый пол можно установить один общий коллектор или же смонтировать перед каждым отопительным контуром индивидуальное устройство. В этом случае каждый коллектор должен быть оснащен терморегуляторами, расходомером и тремя основными элементами:
Схемы сборки могут быть самыми разными. Для системы с одной радиаторной трубой, к примеру, наличие байпаса обязательно. Причем он должен быть всегда открытым, так избыток горячего теплоносителя будет отводиться напрямую в радиатор.
При наличии обратного контура байпас необязателен. Если отапливаемая площадь невелика, коллекторный отсек можно разместить во вторичном контуре.
Правила выбора коллектора
Коллектор для теплого водяного пола можно собрать своими руками или же купить в готовом виде. В первом случае важно, чтобы все комплектующие были выпущены одним производителем. Некоторые компании производят уникальные соединительные элементы, не стыкующиеся с деталями от других поставщиков, что грозит собранному узлу потерей герметичности.
Во втором случае при выборе оборудования нужно учесть несколько важных моментов. Прежде всего, нужно определиться с материалом, из которого изготавливается коллектор. Это может быть:
Кроме того, коллекторы различаются по числу подключаемых контуров, количество которых может варьироваться от 2 и до 12. Выбор устройства основывается на точном расчете основных параметров работы системы и нужных дополнительных функций. Обязательно учитываются:
Последний показатель должен подбираться так, чтобы обеспечивалась максимальная проходимость теплоносителя во всех отопительных контурах. Эффективность работы узла во многом зависит от шага укладки, диаметра и длины труб, входящих в отопительный контур.
На этапе проектирования системы обязательно проводится расчет и этих параметров. Это довольно трудоемкое мероприятие, которое лучше всего доверить специалистам. Можно произвести расчет в специальной программе-калькуляторе, которую можно найти в интернете.
При проведении расчетов очень важно учесть все параметры системы. Иначе она будет работать непродуктивно: возможна недостаточная циркуляция теплоносителя или его утечка, а также может появиться «тепловая зебра», так специалисты называют неравномерный нагрев поверхности.
Для правильного определения длины контура и шага укладки труб потребуются такие данные:
При расчете обязательно учитываем, что в контуре не должно быть стыков труб, поскольку использование муфт и соединений под бетонной стяжкой строго запрещено. Кроме того, учитываем гидравлическое сопротивление теплоносителя, которое будет повышаться с каждым поворотом ветки и по мере увеличения ее протяженности.
Оптимально, если к одному коллектору будут подключаться только равные по длине контуры. Возможно, лучшим решением для длинных веток станет деление их на несколько небольших.
Рекомендации по монтажу устройства
На этапе проектных работ следует определить место, где будет установлена коллекторная группа. Чаще всего ее монтируют в специальном шкафу, который должен иметь достаточные размеры для размещения всех элементов. Оборудование устанавливают на некоторой высоте от пола вблизи от магистральных труб.
При этом нужно разместить шкаф так, чтобы осталось свободное место для загиба подходящих к коллектору труб. Желательно, чтобы он помещался на одинаковом расстоянии от всех отопительных контуров. Шкаф при желании можно вмонтировать в специально сделанную нишу или просто прикрепить к стене.
Собрать укомплектованный коллектор для теплого пола достаточно просто. Однако перед началом работ следует внимательно ознакомиться с инструкцией, которую производитель обязательно вкладывает в упаковку оборудования. Все операции следует выполнять в точном соответствии с ее рекомендациями.
В общих чертах сборка проводится в такой последовательности:
Все пуско-наладочные работы следует провести до того, как будет залита бетонная стяжка. Это необходимо, чтобы удостовериться в герметичности всех выполненных стыков. Проводим настройки коллектора.
Проверяем работу всех приборов управления, позволяющих настроить нужный режим подогрева теплого пола, а также отрегулировать потоки теплоносителя в каждом контуре.
Как сделать коллектор своими руками?
Оборудование, изготовленное в заводских условиях, отличается достаточно высокой стоимостью. Поэтому некоторые домашние умельцы решаются собрать коллектор самостоятельно. Правда, полностью изготовить его не получится, некоторые элементы, такие как смесительный клапан, циркуляционный насос и запорная арматура, все равно придется приобрести.
Наиболее простой способ сборки самодельного коллектора – спаять его из фитингов и полипропиленовых труб. Для работы понадобятся отрезки трубы ППР нужного диаметра, обычно он составляет 32 или 25 мм, а также отводы и тройники аналогичного размера. Кроме того, нужно приготовить вентили.
Число кранов и фитингов зависит от количества отопительных контуров. Понадобится также специальный паяльник для полипропиленовых деталей с различными насадками, рулетка и ножницы. Сначала размечаем будущий коллектор. Для этого отмеряем и нарезаем фрагменты трубы, причем делаем это так, чтобы расстояние между тройниками было минимальным.
Иначе деталь будет слишком громоздкой и неэстетичной. Затем привариваем к тройникам переходы и краны. К готовому коллектору присоединяем остальные фитинги, при помощи которых он будет подключаться к насосу.
Нужно понимать, что собранный таким образом коллектор будет обладать некоторым количеством недостатков. Прежде всего, на подающем патрубке будет отсутствовать термостатический клапан, а на обратном – датчики протока. Это приведет к тому, что систему нужно будет регулировать вручную, что не совсем удобно и малоэффективно.
Конечно, все эти элементы можно приобрести и установить на коллектор. Но тогда стоимость изделия будет вполне сопоставима с готовым оборудованием из пластика, что делает его самостоятельное изготовление бессмысленным.
Как показывает практика, коллектор можно собрать своими руками. Однако целесообразно это делать только для самых простых моделей. Сложные устройства лучше покупать в готовом виде.
Еще один нюанс. Самодельные коллекторы обычно имеют множество стыков. Как бы ни старался мастер выполнить их предельно качественно, специфика работы прибора такова, что они обязательно дадут течь. Регулярные ремонтные работы, которые неизбежно будут проводиться для самодельного коллектора, существенно снижают срок его эксплуатации.
Поэтому стоит хорошо подумать, прежде чем решаться на самостоятельное изготовление оборудования.
Коллектор для теплого пола относится к числу незаменимых элементов. Без него система, особенно включающая в себя несколько отопительных контуров, не сможет обеспечить нужное качество обогрева или даже просто не сможет функционировать.
Установка и подключение коллекторной группы – наиболее ответственный и сложный момент в процессе обустройства системы теплого пола. Такие работы требуют определенных навыков и специальных знаний. Провести их самостоятельно можно, но велик риск ошибиться. Если нет уверенности в своих силах, лучше довериться квалифицированным специалистам.
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.
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:
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.
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.
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.
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 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).
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:
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.
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.
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.