Смесительные клапаны
С учетом необходимого эффекта есть различные способы подключения. Каждый из них в обязательном порядке подразумевает установку смесительных клапанов. Эти приборы необходимы для соединения горячей и холодной воды. Последняя подается из контура отопления, первая — из котла. Регулировать систему можно автоматически либо вручную, что требует дополнительной установки управляющего сервопривода. Бывает два типа смесительных клапанов.
Двухходовый сервопривод
Этот сервопривод также называется питающим. Его основное отличие от обычных вентилей состоит в возможности проводить воду только в одном направлении. При неверном обратном монтаже клапана он начинает неправильно функционировать и быстро выходит из строя.
“Питающий” – проводит воду только в одно направление
В качестве запорной части для него используется шар или специальный шток. Регулировка производится либо разворотом шара, либо перемещением штока. Для проведения этих манипуляций применяются электроприводы.
Самый популярный способ — термостатическая головка, оборудованная водяным датчиком, который производит регулярный контроль за температурой теплового носителя. С учетом полученных данных головка включает или отключает клапан. Так, из обратки теплоноситель подается регулярно, а из котла — только по мере надобности.
Принцип работы устройства объясняет основное преимущество коллектора, который оборудован питающим клапаном. Полы с этим оборудованием не перегреваются, это значительно увеличивает их время службы. Невысокая пропускная возможность клапана создает плавную регулировку температуры теплоносителя, значительные скачки в этом случае исключаются.
Питающие клапаны характеризуются легкостью в монтаже и последующей эксплуатации. Они довольно часто находятся в схеме самодельных коллекторов для теплого пола, но имеют некоторые ограничения в применении. Двухходовые устройства не советуют ставить в системах, которые работают в помещениях размером более 250 квадратных метров.
Трехходовые системы
Трехходовые элементы устроены по-другому. Это оборудование объединяет в себе работу перепускного подающего клапана и байпасного вентиля. Клапан состоит из корпуса с одним подающим и двумя выводными отверстиями. Для регулирования применяется или вращающийся шар, или специальный шток.
Особенность этого типа устройства состоит в том, что регулировочная часть перекрывает поток полностью, а распределяет поступающую воду, перемешивая ее. Температура корректируется автоматически, для этого клапан имеет приводную систему, принимающую сигналы с разных датчиков.
Подобные клапаны имеют сервоприводы
Как правило, трехходовые клапаны оборудуются сервоприводами, которые управляются термостатическими датчиками или погодозависимыми контроллерами. Сервопривод активирует запорный механизм, устанавливающийся в требуемое положение для получения необходимого показателя нагретого теплоносителя и обратки.
Погодозависимые контроллеры требуются для регулирования мощности системы с учетом погоды. Например, во время сильного похолодания помещение начнет остывать намного быстрей, то есть системе отопления будет гораздо трудней выполнять работу.
Чтобы облегчить задачу, нужно повысить затраты теплового носителя и увеличить температуру. К основным недостаткам трехходовых элементов относится значительная пропускная возможность. При этих условиях даже незначительное смещение в регулировке может привести к резкому изменению температуры воды.
Трехходовые элементы применяются для коллекторов, установленных в помещениях размером более 250 кв. м и систем с большим количеством контуров. Более того, они используются для конструкций, которые оборудованы погодозависимыми датчиками, определяющими требуемую температуру пола учитывая атмосферные условия.
Преимущества теплого пола
Классические батареи отопления устанавливают в разных объектах. Но теплый пол водяной нельзя монтировать в городских многоэтажных зданиях. Он пригоден для создания автономных систем, не подключенных к центральным тепловым сетям.
Сложная технология укладки водяного теплого пола заставляет задуматься о целесообразности соответствующей конструкции. Почему используют подключение водяного теплого пола к системе отопления, можно выяснить только при сравнении с другими вариантами.
Типовой нагрев помещений с применением конвекционных радиаторов создает потоки воздуха. Такой отопительный прибор поднимает их вдоль стен. Охлажденный воздух опускается в центральные части комнаты. При высоких потолках такая система не будет работать эффективно. Чтобы обеспечить комфортную температуру на высоте роста человека от уровня пола придется тратить много энергетических ресурсов. Схема подключения теплого пола более продуктивна.
Помещение с высоким потолком проще обогреть, если выбрана схема подключения водяного теплого пола
Вторым недостатком является постоянное перемешивание воздуха, сопровождающееся распространением пыли, шерсти домашних животных и других загрязнений. Это усложняет уборку, ухудшает санитарно-гигиеническое состояние в помещении.
Стандартная система водяного теплого пола функционирует с применением нагрева циркулирующей жидкости от +35°C до +40°C. В радиаторах даже при небольшой высоте стен поддерживают температуру теплоносителя до +70°C и выше. Это увеличивает нагрузки на технику, ускоряет ее износ.
Укладка водяного теплого пола поможет решить эту проблему. Бетонная плита долго сохраняет тепло. Если изоляционные параметры объекта недвижимости соответствуют современным нормам, несложно обеспечить экономную эксплуатацию. При возникновении аварийных ситуаций будет больше времени на устранение неисправностей без образования льда, способного разрушить трубы.
Критерии выбора
Приобретая коллекторы для теплого пол, рекомендуется учитывать три основных фактора влияющие на выбор изделия:
- Материал изготовления. Самыми надежными считаются стальные коллекторы. Они крепкие и долговечные. Хорошие отзывы имеют также латунные и бронзовые распределители. Устройства, изготовленные из полипропилена, имеют самую низкую стоимость, но установка их допустима при невысоких температурах нагрева.
- Количество контуров. Такой параметр обязательно учитывается при подключении системы обогрева полового покрытия. Лучше всего покупать коллектор с запасным выходом. Это позволит в дальнейшем без проблем подключить дополнительное оборудование или организовать при необходимости разделение веток.
- Способ регулировки. Самым оптимальным вариантом считается коллектор с автоматическим управлением. Устройство с ручной регулировкой может нормально обслуживать систему, но для основных отопительных систем такой прибор не подойдет.
Перед покупкой распределителя необходимо внимательно изучить комплектацию устройства и визуально осмотреть изделие, чтобы исключить наличие трещин в его конструкции.
Самостоятельное изготовление
Устройство, сделанное в заводских условиях, стоит довольно дорого. Потому большинство домашних умельцев решаются на сборку своими руками коллектора для теплого пола. Однако полностью сделать его не выйдет, определенные части, такие как запорные вентили, насосное оборудование и смесительные клапаны, нужно будет купить.
Простейший вариант изготовления коллектора — спаять его из пластиковых труб и фитингов. Для работы будут необходимы куски труб ПВХ требуемого сечения, чаще всего оно составляет 2−3 см, а также тройники и отводы аналогичного диаметра. Помимо этого, необходимо подготовить запорную арматуру.
Количество фитингов и вентилей зависит от наличия в системе контуров отопления. Также потребуется паяльник для пластиковых элементов. Вначале нужно разметить будущий коллектор: отмерить и нарезать куски труб, причем надо это сделать так, чтобы дистанция между тройниками была как можно меньше.
После нужно к тройникам приварить вентили и переходы. На следующем этапе к коллектору присоединяются остальные фитинги, с помощью которых можно будет подключиться к насосу.
Сделанный этим способом коллектор имеет определенные недостатки. В первую очередь, на подающей трубе отсутствует термостатический клапан, а на обратке не будет датчиков протока. То есть систему надо регулировать вручную.
Как показала практика, можно самому собрать коллектор, но целесообразно это только для простейших схем. Сложное оборудование лучше приобретать в готовом виде. Потому необходимо тщательно подумать, перед тем как решаться на самостоятельную сборку.
Монтаж и подключение коллектора — это сложный и ответственный момент во время обустройства теплого пола. Эти работы нуждаются в специальных знаниях и определенных навыках. Производить их самостоятельно можно, однако есть большой риск совершить ошибку. Если нет уверенности в собственных силах, то желательно это доверить профессионалам.
Особенности выбора
Коллектор можно изготовить самостоятельно либо же приобрести готовое изделие. В первом варианте главное, чтобы все запчасти были сделаны одним изготовителем. Определенные производители выпускают уникальные соединения, которые не стыкуются с узлами иных компаний, это может нарушить герметичность.
В последнем случае во время выбора изделия необходимо учитывать ряд основных моментов. В первую очередь нужно определиться с материалом изготовления:
- чугун;
- медь;
- пластик;
- латунь.
Помимо этого, коллекторы отличаются по количеству контуров подключения, число которых находится в пределах 3−15 штук. Выбор определенного изделия должен основываться на расчете параметров эксплуатации отопительной системы и вспомогательных функций. Непременно нужно учесть:
- максимальный напор в системе;
- количество контуров, их длину и пропускающую возможность;
- наличие элементов, производящих автоматизированный контроль работы;
- возможность установки дополнительных веток;
- диаметр непосредственно коллектора;
- количество потребляемого электричества.
Внутренний диаметр коллектора выбирается так, чтобы он мог обеспечить максимальную проходимость горячей воды в контурах. Эффективность значительно зависит от шага укладки, сечения и продолжительности трубопровода.
Во время выполнения расчетов нужно учитывать все показатели системы. В противном случае она начнет непродуктивно работать: вероятна слабая циркуляция теплового носителя либо утечка воды. Для определения общего размера контура и шага прокладки трубопровода необходимы следующие данные:
- площадь помещения с планом установки мебели и техники;
- вид покрытия на полу;
- способ теплоизоляции;
- мощность котельного оборудования;
- сечение трубопровода.
Во время расчета необходимо непременно учесть, что в контуре не допускается стыков труб. Помимо этого, нужно учитывать гидравлическое сопротивление теплового носителя, повышающееся с каждым поворотом контура.
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.
Почему самодельный коллектор?
В магазинах отопительной техники можно встретить большое разнообразие готовых распределительных коллекторов. В некоторых случаях трудно подобрать прибор с учетом каждого индивидуального типа отопления. Иногда приходится применять не один распределительный прибор, а два, что дает значительное удорожание системе.
Стоимость самодельной гребенки гораздо ниже, чем даже один промышленный коллектор, не говоря уже о двух. Создавая отопительный распределитель своими руками, можно учесть все особенности индивидуального отопления в конкретном доме.
Можно ли обойтись совсем без устройства коллектора при отоплении? Можно, но работа системы не будет полностью эффективной. Очень трудно будет в таких условиях отрегулировать отопление, в конце концов, хозяин придет к мысли о необходимости поставить коллектор.
Устройство коллекторного шкафа
Коллекторный шкаф — конструкция, в которую входит насосно-смесительный узел и коллекторный блок.
Коллектор для тёплого пола и отопления. Обзор, сборка и установка коллекторного блока от STOUT
Watch this video on YouTube
Насосно-смесительный узел
Данный узел предназначен для разбавления нагретой воды идущей в магистраль водяного пола, с отработанным, охлаждённым теплоносителем. За процесс смешивания отвечают крыльчатки насоса.
Именно насос подаёт разбавленную до нужного градуса жидкость в систему. Она, перемещаясь по трубам отдаёт тепло помещению и остыв возвращается в смесительный узел.
Настройка температурного режима осуществляется с использованием балансировочных вентилей, с их помощью также регулируется расход отработанной воды в трубах. Чтобы обогреть небольшое помещение, запорную арматуру нужно открыть, если комната маленькая — закрыть.
Данная схема коллектора для тёплого пола оснащена термоголовкой, которая отвечает за температурный уровень в системе. Она осуществляет открытие или закрытие заглушки подачи нагретой воды. Когда прекращается поступление теплоносителя, открывается перепускной клапан и жидкость движется по свободному байпасу.
При простом способе обвязки коллектора, делается ручная регулировка температуры. Для автоматизации процесса используется сервопривод с термостатом. Сервопривод получается сигнал от термостата о температурном уровне в помещении, и отталкиваясь от данного показателя, производит открывание или закрывание заслонки обратного коллектора, тем самым регулируется циркуляция воды в полу.
Основные показатели, характеризующие насосно-смесительный узел:
- давление в рабочем состоянии — максимальное значение 10 бар;
- температурный уровень — +90 градусов (максимум);
- диапазон температуры — от 20 до 60 градусов.
Коллекторный блок
Коллекторный шкаф оснащён блоком, отвечающим за регулировку водного потока, который поступает в магистраль пола и возвращается обратно.
Технические показатели:
- диаметр изделия — 1 или 1, 25 дюйм;
- количество отводов — от 3 до 12;
- давление (рабочее значение) — 10 бар;
- максимальный уровень нагрева теплоносителя — +100 градусов.
В коллекторном блоке есть два ряда байпасов. Один, так называемый прямой ряд, отвечает за настройку объёма горячего теплоносителя, другой (обратный) осуществляет регулировку остывшей воды.
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.
Типы коллектора
Устройства для распределения теплоносителя в системе теплого пола выпускают различных видов. Отличаются коллекторы по способу регулировки, материалу изготовления и техническим параметрам. Согласно таким показателям выделяют несколько основных типов распределителей.
С ручной регулировкой
Такой прибор имеет невысокую стоимость, поэтому его устанавливают в основном те, кто хочет сэкономить на оборудовании. С помощью такого коллектора регулировка температуры жидкости в системе обогрева пола происходит в смесительном узле. При этом для каждой отдельной ветки подача теплоносителя проводится один раз ручной настройкой. Дальнейший рабочий процесс после установки параметров система осуществляет самостоятельно.
Схема коллектора теплого пола
Коллекторы с ручным управлением в основном используют для теплого пола, который является дополнительным оборудованием к основному отоплению. Хорошие характеристики имеют такие распределители, изготовленные из латуни.
Без регулировки
Устройство такого типа считается самым бюджетным вариантом. Прибор не имеет никаких регулировочных приспособлений. Распределение теплоносителя в коллекторе такого типа осуществляется системой в гидравлическом режиме.
Для эффективной работы теплого пола данное устройство совершенно не подходит. Установка коллектора без регулировки может стать причиной сбоя всей системы.
С регулировкой автоматического типа
Такой вид распределителя широко используется для многих систем теплого полового покрытия. Управление теплоносителем происходит встроенных автоматических и контрольных элементов, а также различных датчиков.
При установке такого прибора требуется качественная его настройка. Стоимость коллектора с автоматическим управлением значительно выше распределителей простого типа. Но такие затраты оправданы так как с помощью такого прибора можно без проблем постоянно поддерживать комфортный температурный режим в помещении.
Распределитель с расходомерами
В конструкцию коллектора входят указатели расхода, которые позволяют осуществлять контроль объема теплоносителя используемого для поддержки установленного температурного режима. При этом распределитель выполняет также основные свои функции.
За счет дополнительно установленных отсечных клапанов контроль расхода жидкости можно осуществлять для каждой отдельной ветки. Несмотря на высокие технические характеристики распределителей данного типа стоимость их сравнительно невысокая.
Для чего нужно устанавливать клапаны в коллектор?
Схема монтажа коллектора и датчиков.
Двухходовой клапан будет пропускать тепловой носитель в одном направлении, однако он обладает небольшой пропускной способностью. Преимуществом использования двухходового клапана является то, что в данном случае тепловой носитель будет подаваться плавно и без перепадов. Подобные приспособления имеют малую пропускную способность, в связи с чем используются в комнатах маленьких размеров. Новейшие модели клапанов могут оснащаться сервоприводом. Подобный элемент является двигателем с датчиком размещения клапана. С помощью сервопривода можно с точностью открывать и закрывать отверстие пропуска жидкости.
Трехходовой клапан будет смешивать или разделять потоки теплового носителя. В корпусе конструкции располагается несколько патрубков, через которые элемент подключается к отопительным трубам. Клапан будет принимать жидкость от котла, передавать ее в отопительную систему, а также принимать жидкость из обратной трубы, для того чтобы смешивать последнюю с горячей подачей. Трехходовой клапан рекомендуется устанавливать в автономных системах отопления на выходе системы коллектора, где не надо ограничивать расход в процессе равномерного смешивания.
Статья по теме: Как производится регулировка сливного механизма в бачке унитаза
При длительном использовании клапан может засориться. Чтобы можно было с легкостью производить замену подобного элемента, в соединении следует использовать разъемную муфту соединения всех элементов.
Типы абсорберов в вакуумных трубчатых коллекторах.
Воздух отводится с верхней части разветвителя. Вентиль для слива следует установить в нижней части конструкции. Он будет использоваться для слива теплового носителя в процессе ремонта отопительной системы.
Некоторые из схем отопительных систем не требуют смешивания жидкостей, в таких случаях клапаны можно не монтировать. Чтобы поддерживать постоянную температуру в подобных системах, понадобится установить насос для циркуляции. Подобную конструкцию нужно устанавливать непосредственно в обратную трубу, чтобы можно было исключить лишний забор носителя тепла из отопительной системы.
