Смесительный узел для теплого пола своими руками: назначение и устройство
Если кто-то вам скажет, что смесительный узел теплого пола – это всего лишь распределительный коллектор, который разделяет потоки теплоносителя на группы (так сказать, поставляет его в различные участки теплого пола), смело можете обвинять его в некомпетентности в данном вопросе.
На самом деле то, о чем они говорят (распределительной гребенке или коллекторе), является всего-навсего только частью смесительного узла, включающего еще массу различного оборудования, которое служит не только для управления работой теплого пола, но и для оптимизации этой самой работы.
В общем, система эта сложная, и с ее устройством следует разобраться подробнее – чем мы с вами и займемся дальше. И начнем с того самого коллектора, который большинство начинающих сантехников путают со смесительным узлом теплого пола.
Коллектор или распределительная гребенка – без нее само существование насосно-смесительного узла для теплого пола можно ставить под сомнение. Именно этот элемент узла в полной мере отвечает за равномерное распределение теплоносителя по всем отдельно взятым частям системы.
В смесительном узле устанавливается два таких коллектора – один подающий, а второй собирающий, так что название «распределительная гребенка» в некотором роде не совсем правильное.
Распределительная – это та, которая устанавливается на подаче теплоносителя к теплому полу, а собирающая – та, которая монтируется на обратном трубопроводе.
Внешне и конструктивно они схожи друг с другом и представляют собой трубку большого диаметра, сбоку которой имеются резьбовые ответвления.
Чтобы было более понятно, скажу так – скрученные воедино пять, шесть и более тройников одного типа и одного диаметра. Вот вам и первая наметка по поводу решения вопроса, как сделать смесительный узел для контура теплого пола?
Гидрострелка, которая, по сути, и является самым что ни на есть настоящим смесителем для теплого пола – именно она смешивает свежий теплоноситель с уже «отработанным», восстанавливает его температуру до исходного значения и снова отправляет в распределительный коллектор, который, в свою очередь, подает его в каждую отдельно взятую ветку водяного теплого пола.
Устанавливается гидрострелка в самом начале смесительного узла – она представляет собой патрубок, соединяющий подачу и обратку системы отопления.
Точно такая же стрелка монтируется после котлов, перед распределительными гребенками в топочной – естественно, разница между ними заключается в размерах и способности прогонять через себя тот или иной объем теплоносителя.Трехходовой кран. Его назначение сводится к отладке процесса смешения теплоносителя в гидрострелке – он устанавливается внизу патрубка, соединяющего подачу и обратку. Одновременно он выполняет функцию тройника.
Именно по этой причине, если говорить о заводской гидрострелке для теплого пола, то она изготавливается уже в комплекте с трехходовым краном. Изменяя положение этого крана, добиваются эффективной работы теплого пола, а в частности эффективного повторного использования «отработанного» теплоносителя.
Насос. Без него также не обойтись – именно он заставляет теплоноситель быстро перемещаться по всем трубопроводам и эффективно прогревать их.
Монтируется он на обратный трубопровод, между гидрострелкой и собирающим коллектором. По аналогии с ним на подаче, между гидрострелкой и распределительной гребенкой, устанавливается термореле – оно необходимо только в случае изготовления автоматического смесительного узла. Если говорить о ручном варианте управления, то от него можно отказаться полностью.
Запорная арматура– монтаж смесительного узла теплого пола предусматривает использование двух видов запорной арматуры – это обычные шаровые краны, которые монтируются до смесительного узла (в их задачи входит отсекать узел целиком от системы отопления) и регулирующие краны, посредством которых производится отладка работоспособности системы.
Автоматы для сброса воздуха – как правило, монтируются в конце коллекторов. В ручном варианте они могут быть заменены обычными шаровыми кранами или кранами Маевского.
Вот так выглядит со стороны схема смесительного узла теплого пола – по крайней мере, ее профессиональный вариант.
Если говорить об изготовлении такого узла своими руками, то, естественно, она может быть упрощена по максимуму. О том, как устроен и работает самодельный смесительный узел для теплого пола, мы и поговорим дальше.
Правила установки коллектора для теплого пола
Мы предлагаем схему, руководствуясь которой можно самостоятельно установить коллектор. Однако на просторах интернета их представлено великое множество. Мы размещаем ту, которая доступно показывает, как нужно соединить самые важные части системы — трубопровод, распределительный узел и котёл.
Коллекторный шкаф представляет собой небольшой стальной шкафчик с дверцей, параметры которого 60 х 40 х 12 см. И для начала следует выбрать место для его монтажа. Если толщины стены достаточно, то в стене проделывается ниша, в которую и помещается шкаф. Если же толщина стены не позволяет, коллекторный шкаф монтируется снаружи. Наиболее удачное место — середина комнаты, у самой поверхности напольного покрытия.
Почему же именно у поверхности? Дело в том, что шкаф скрывает саму систему, в нем же происходит стыковка уложенных в пол нагревательных труб с подающей и возвратной трубами.
На каждую трубу, которая отходит от коллектора и входит в него, монтируют запорный вентиль. Он ограничивает поступление жидкости по трубам или же отключает отопление в комнате вовсе. Вентиль позволяет отключить отопление в одной из комнат, например, с целью экономии или ремонта. Это ни в коем случае не скажется на уюте дома, поскольку в других комнатах обогрев может происходить в прежнем режиме. Компоненты соединяются фитингами. Закрепление некоторых спаек происходит при использовании шаблонного набора: гайка, втулка и кольцевой зажим. В том случае, если диаметр элементов разный, могут использоваться переходники.
Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом
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:
- Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
- Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.
- Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.
Коллектор для теплого пола на 6 контуров
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.
Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)
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.
Необходимые материалы и оборудование
Итак, для подключения теплого водяного пола Вам понадобятся:
- специальные трубы;
- коллектор;
- теплоизоляция.
Все эти материалы и оборудование имеют одинаково важное значение в структуре теплого водяного пола. Давайте поговорим о каждом пункте подробно
Трубы
Для того чтобы осуществить монтаж теплого водяного пола, Вам понадобятся трубы, достигающие двух сантиметров в диаметре. Что касается материала труб, то подойдут усиленный полиэтилен или же многослойные (или по-другому металлизированные) трубы. В идеале трубы должны иметь антикислородное покрытие.
Почему лучше выбирать трубы, произведенные из синтетических материалов? Во-первых, Вам будет проще устанавливать своими руками именно такие трубы, во-вторых, внутренняя поверхность труб из таких материалов гладкая, они не вызывают электрохимическую коррозию.
Как высчитать, сколько труб уйдет на установку теплого водяного пола? Это совсем несложно! Если расстояние между трубами будет составлять 20 сантиметров, то на каждый квадратный метр жилого помещения необходимо взять пять метров погонных труб
Обратите внимание, что наибольшая непрерывная длина так называемой «петли» в системе составляет 80-120 метров
В то время как будете осуществлять монтаж труб своими руками, обратите внимание на то, что рядом со стенами и окнами трубы необходимо укладывать плотнее, на расстоянии не 20, а 10-15 сантиметров друг от друга. В идеале можно также спланировать, как будет расставлена мебель в жилом помещении после окончания ремонтных работ. Например, если Вы хотите установить в комнате стационарный шкаф, то под ним трубы можно не прокладывать
Например, если Вы хотите установить в комнате стационарный шкаф, то под ним трубы можно не прокладывать
В идеале можно также спланировать, как будет расставлена мебель в жилом помещении после окончания ремонтных работ. Например, если Вы хотите установить в комнате стационарный шкаф, то под ним трубы можно не прокладывать.
Правила подключения теплого водяного пола требуют также соблюдения следующих параметров:
- рабочее давление должно составлять примерно 10 бар (допустима погрешность в 1 бар);
- наибольшая температура теплоносителя должна составлять +100 °С.
Коллектор
Коллектор является самой сложной частью пола с подогревом. Сложность этого объекта отражается и на его цене, поэтому разумное решение сделать коллектор своими руками. Вид коллектора зависит от числа входов и выходов труб.
Теплоизоляция
Что касается теплоизоляционных плит, то они могут быть оснащены фиксаторами труб или иметь разметку. При использовании пенопласта во время монтажа его в обязательном порядке нужно покрыть гидроизоляцией, то есть пленкой из полиэтилена.
Зачем нужна теплоизоляция? Она необходима для того, чтобы тепло не уходило вниз, в противном случае Вы будете отапливать перекрытия между этажами. Теплоизоляция должна полностью покрывать весь пол жилого помещения.
Кроме указанных выше материалов и оборудования, монтаж теплого пола потребует также:
- фитингов, чтобы соединить трубы и коллектор;
- армирующую сетку из металла с ячейками размером примерно три-пять сантиметров (сетка необходима для того, чтобы залить стяжку);
- крепежей для труб;
- демпферной ленты (необходимая длина ленты равна периметру комнаты).
Большое количество контуров труб водяного тёплого пола на одну коллекторную группу
По европейским нормам можно применять коллекторы до 12 контуров. Я слышал, что есть СНиП, в котором написано, что в России допускается делать не более восьми контуров на один коллектор, но я его не нашёл.
Если делают коллектор тёплого пола больше, чем на 12 контуров, то очень большой риск получить неработающую систему. Часть контуров может не прогреваться, возможны «качели» с системой.
Такие большие коллекторы тёплого пола собирать не стоит. Мы сделали его от безысходности на коммерческом объекте, не было места для шкафа. Подвод теплоносителя с двух сторон. Два сезона тёплый пол отработал без замечаний. Но такое стоит делать только в крайних случаях.
Я видел объект, где было 20 контуров на одном коллекторе, там день или два греется левая часть здания, правая холодная. Потом правая греется, а левая нет. Как это отрегулировать или сбалансировать, непонятно.
Получается, что по факту тёплый пол есть, но он толком не работает.
Типичные ошибки
Большинство распространенных ошибок, которые допускаются при монтажных работах:
- Трубы залили в пол и забыли про изоляцию. Фольгированная подложка не подходит, лучше, если это будет вспененный полистирола. В противоположном случае половина тепла уйдет на обогрев перекрытий либо грунта.
- Монтаж производится лишь под плитку (исключение — электрический вид полов с подогревом). При профессиональной сборке можно отапливать постройки с толстым слоем покрытия на полу.
- Конструкция теплого пола подключена к котлу без смесителя. Это необходимая часть, которая поддерживает температуру для питания системы.
- Укладка металлопластиковых труб улиткой во всех помещениях.
Различные комнаты нуждаются в разных подходах монтажа. Например, труба, которая проходит от наружных стен на расстоянии 40-80 см, должна быть смонтирована плотно для компенсации потери тепла.
Гребенка – для чего нужна
Гребенка для водяного контура выполняет важные функции. Она повышает эффективность эксплуатации пола. От котла отходит 2 провода – подающий, обратный. По ним циркулирует теплоноситель – вода. Для каждой комнаты ставится свой контур, в квартире, доме их может быть примерно 10 или даже больше. По ним нужно равномерно распределить воду. Подача проводится по потребности комнаты в соответствии с ее площадью. Это помогает сделать гребенка.
Обогрев пола – это низкотемпературная система, где теплоноситель прогревается до 55 градусов максимум. Для создания комфортного отопления нужно установить для системы определенный температурный график – между 35 и 45 градусами. Котел не сможет реализовать эту задачу, поэтому именно гребенка отвечает за регулирование.
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:
Во втором случае при выборе оборудования нужно учесть несколько важных моментов. Прежде всего, нужно определиться с материалом, из которого изготавливается коллектор. Это может быть:
- медь;
- сталь;
- латунь;
- полимер.
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:
- количество отопительных контуров, их протяженность и пропускающая способность;
- максимальное давление;
- возможность добавления веток;
- наличие элементов, осуществляющих автоматический контроль работы устройства;
- количество потребляемой электроэнергии;
- внутренний диаметр коллектора.
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:
Для правильного определения длины контура и шага укладки труб потребуются такие данные:
- вид финишного напольного покрытия;
- площадь комнаты с планом расстановки крупной мебели и бытовой техники;
- диаметр и материал труб;
- мощность отопительного котла;
- тип используемой теплоизоляции.
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.
Принцип работы
Принцип работы смесительного узла теплого пола заключается в следующем:
- Разогретый теплоноситель перемещается по отопительному контуру и достигает распределительного коллектора;
- Далее располагается предохранительный клапан и температурный датчик, замеряющий текущее состояние теплоносителя;
- Если температура горячей воды чрезмерна, то открывается заслонка, подающая в систему необходимый объем холодной воды, за счет чего и осуществляется смешивание теплоносителя;
- При достижении теплоносителем определенной температуры подача холодной воды прекращается.
Смесительный узел с коллектором для теплого пола не только регулирует степень нагрева теплоносителя, но и позволяет ему циркулировать по системе – и для реализации этих функций используются следующие элементы:
- Предохранительный клапан. Данный элемент обеспечивает подачу необходимого количества горячей воды. Ее объем варьируется в зависимости от требуемого температурного режима системы.
- Циркуляционный насос. Ключевой элемент системы, делающий возможным движение теплоносителя по каждому контуру отопления, тем самым обеспечивая равномерное распределение тепла на всех участках отопительной системы.
- Дополнительные элементы. Отопление может оснащаться дополнительными деталями – байпасом, воздухоотводчиками, клапанами и вентилями. Необходимость в этих элементах определяется индивидуально в зависимости от особенностей работы смесительного узла.
Устанавливается смесительный узел всегда перед входом в отопительный контур теплого пола, а вот к самому месту его установки особых требований нет – смеситель будет одинаково эффективен как в непосредственной близости от теплого пола, так и при монтаже в расположенной на удалении от него котельной.
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.
Принцип работы трехходового клапана
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
Схема смесительной группы для теплого водяного пола на трехходовом клапане
Работает все так:
- От котла поступает горячая вода. В первый момент она пропускается клапаном без подмеса.
- Датчик температуры передает на клапан информацию о том, что вода горячая (температура выше заданной). Трехходовой клапан открывает подмес воды из обратки.
- В таком состоянии система работает до тех пор, пока температура воды не достигнет заданных параметров.
- Трехходовой клапан перекрывает подачу холодной воды.
- В таком состоянии система работает пока вода не станет слишком горячей. Далее снова открывается подмес.
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 ставится на подаче от котла. На перемычке между подающим и обратным трубопроводом устанавливается балансировочный клапан. Это устройство регулируемое, оно настраивается в зависимости от требуемой температуры подачи (регулируется обычно ключом-шестигранником) . Он определяет количество подаваемой холодной воды.
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).
Схема смесительного узла на основе двухходового клапана
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.
