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.
Схема с двухходовым клапаном
Устанавливают его на подаче от нагревательного прибора. В месте перемычки между подающим трубопроводом и обратной линией монтируют балансировочный регулируемый клапан. Его настраивают в соответствии с требуемой температурой подаваемой воды обычно при помощи ключа — шестигранника. Он нужен для регулировки количества холодного теплоносителя.
Датчик температуры размещают после насоса, а тот в свою очередь перемещает воду в направлении гребенки. Только теперь меняется интенсивность движения нагретого теплоносителя от котла. Таким образом, температура подаваемой воды изменяется на входе насоса, при этом холодный поток настроен и стабилен.
Подмес происходит всегда и вода от котла не попадает напрямую в контуры, поскольку это невозможно. Такую схему можно считать более надежной. Но следует отметить, что смесительная группа, оснащенная двухходовым элементом, способна обогреть 150 – 200 «квадратов» площади, поскольку не существует клапанов большей производительности.
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.
Что такое узел коллектора в отоплении
Коллектор представляет собой узел из пластиковых (реже-металлических) труб, вентилей, манометров, клапанов, фитингов и остальных вспомогательных узлов. Коллектор предназначен для перемешивания теплоносителя, поступающего из разных отопительных контуров, и дальнейшего распределения по ним же. В результате смешивания температура жидкости выравнивается, соответственно, температура в отапливаемых помещениях остается постоянной и стабильной.
От правильной сборки коллектора зависит качество работы системы теплых полов.
Принцип работы любой системы отопления известен – нагретый теплоноситель после прохождения по всем контурам и трубам остывает, и под действием циркуляционного насоса или естественной циркуляции снова поступает в коллектор, где смешивается через трубу обратного хода (обратку). Пропорции нагретого и остывшего теплоносителя регулируются специальными клапанами, его температура контролируется тепловыми датчиками, датчиками погоды и датчиками давления. Если система отопления слишком протяженная или планировка дома не позволяет организовать естественную циркуляцию, то в коллектор включается циркулярный насос.
Обычно в квартире или в доме к котлу подключаются радиаторы, иногда самодельные регистры. В любом случае, температура теплоносителя в радиаторах должна быть в пределах 70-950С. При подключении системы «теплый пол», что часто делается в современных квартирах, температура теплоносителя не должна превышать 30-550С. Согласно санитарным нормам, максимальная температура теплого пола должна быть не больше 300 С, иначе напольное декоративное покрытие (линолеум, МДФ, ПВХ плитка) будет коробиться, воздух в помещении будет пересушенным, и ходить по горячей поверхности не очень комфортно.
Поэтому в таких случаях в систему включается коллектор – ведь разница температур в центральной системе отопления и в системе «теплый пол» существенная, а котел выдает только одно значение температуры. Еще одна причина установки коллектора – теплый пол имеет большую протяженность труб. Следовательно, общее давление в системе упадет. Для поддержания давления на требуемом уровне необходимо устанавливать циркуляционный насос, который входит в конструкцию коллектора.
Основные схемы
Есть несколько вариантов схем подключения смесительных узлов теплового пола. Чаще всего пользуются стандартной, имеющей трехклапанный или двухклапанный узел. Разберемся, как подсоединить узел подмеса для теплого пола своими руками.
- Используем двухходовой клапан. Для сборки потребуются:
- шаровые запорные краны для перекрывания воды,
- фильтр косого типа – элемент необязательный, но помогает продлить срок эксплуатации системы, защищая трубы о попадания в них твердых частиц,
- термометр – отслеживает работу узла, требуется для балансировки смесительного узла,
- однотрубный клапан двухходовой,
- термоголовка, вмонтированная в клапан,
- балансировочный клапан или сантехнический вентиль – для очной настройки системы,
- насосная установка, перемещающая тепловой носитель.
Система работает просто – вода перемещается через фильтр и термометр, достигает клапана. Здесь сила пока уменьшается, термоголовка срабатывает на температурный режим, подавая сигналы для открытия или закрытия. Насос во время работы создает разреженную зону, в которую подается поток холодной воды. После смешивания тепловой носитель получает необходимый температурный режим.
- Вариант с трехходовым клапаном. От первой схемы узла подмеса теплого пола его принцип работы почти не отличается, но особенности имеет. Во время работы в открытом состоянии находятся два клапана, что придает процессу стабильность. Необходимо устанавливать клапан, в который потоки подаются перпендикулярно. Если в работе насоса происходит сбой, задействуется обратный клапан, выполняющий роль стабилизатора любых нарушений в системе. Правда, монтируют его редко.
- Схема с термостатическим клапаном. В этом случае оба потока воды смешиваются по одной оси. Клапан отличается особой формой и определенной схемой направления водных потоков. Компактный вариант, в котором роль байпаса выполняет клапан.
- Схема параллельного подключения. Отличается некоторыми достоинствами, довольно компактна, применяется на объектах с небольшой площадью прогрева. Правда, производительность оставляет желать лучшего, балансировка схемы выполняется сложно.
- С трехходовым клапаном. Отличается от предыдущей наличием трехходового термоклапана, установленного над насосом.
При обустройстве теплого пола можно использовать любой вариант. Здесь все зависит от ваших возможностей и наличия необходимых элементов.
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.
Как выбрать коллектор для теплого пола
Этот узел выполняет очень важные функции, поэтому его следует изучить отдельно. В простейшем варианте исполнения коллектор для теплого пола создан из двух отрезков труб с отводами. К ним присоединяют отдельные контуры. Следующее дополнительное оснащение используется для решения практических задач:
- Чтобы отрегулировать расход теплоносителя по контурам используют специализированные балансировочные устройства. Их оснащают прозрачными корпусами с градуировкой. Вращением кольца перемещают шток, который устанавливают в соответствии с требуемым значением. Достаточно настроить прибор один раз. Далее он будет выполнять свои функции автоматически.
- Если температура определенного водяного теплого пола корректируется по показаниям внешних датчиков, используют электромеханические приводы. Для их установки современный коллектор для теплого пола оснащают резьбовым соединением. Если оно не используется по назначению, его закрывают пластиковой заглушкой.
- Для удаления газов монтируются автоматические отводчики. Их дополняют сливными кранами, которые используются для накопления и удаления механических загрязнений.
- Манометры помогают оперативно контролировать уровни давления в соответствующих магистралях.
- Если выбраны теплые полы, в схему включают запорную арматуру. Вентилями перекрывают доступ воды при выполнении ремонтных или регламентных работ.
Иногда в состав коллектора для теплого пола добавляют гидрострелку. Это специальное устройство помогает предотвратить возникновение проблем при неточном соответствии мощности котла и реальных потребностей. Одновременно оно устраняет полностью или минимизирует взаимное негативное влияние других составных частей отопления таких, как радиатор, напольный бойлер. Удобно, что регулировка такого теплого водяного пола происходит без применения сервоприводов, электроники. Это повышает общую надежность системы.
Коллектор с гидрострелкой повышает надежность теплых полов
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.
Смесительный узел — состав и комплектность
Узел подмеса работает таким образом:
От котла теплоноситель при температуре 75 — 90 градусов поступает в контур теплого пола. Предохранительный клапан не пропускает воду такой температуры, перкрывая поток и одновременно открывает доступ остывшей воды из обратки. Когда температура достигает нужной величины в 30 — 32 градуса, клапан открывается и теплоноситель попадает в греющий регистр. Давление в системе создается циркулярным насосом специальной конструкции с несколькими режимами регулировки мощности.
Основные компоненты узла подмеса:
- циркулярный насос;
- предохранительный клапан;
- байпас — устройство, предохраняющее систему от перегрузок;
- спускные водяные клапаны;
- отводчики воздуха из системы отопления.
Двухходовой предохранительный клапан
Другое его название — питающий. Применяется в большинстве управляющих систем для теплого пола. Назначение — точная регулировка температурного режима путем смешивания остывшей воды из обратки и горячей из котла.
Клапаны выпускаются в корпусах из латуни или чугуна.
Контруктивно двухходовые смесители выпускаются в таких исполнениях:
- с пневматическим управлением;
- гидравлические;
- электроприводные.
Двухходовые клапаны работают плавно, поддерживаю оптимальную температуру в системе. Их применение оправдано при отапливаемой площади до 200 квадратных метров. При более обширных системах интенсивное охлаждение регистров приводит к постоянной работе клапана на максимальной температуре теплоносителя.
Трехходовой смесительный клапан
Рабочим органом этого устройства является конический затвор, садящийся на седло в корпусе. Регулировка температуры теплоносителя производится смешиванием сред с различными температурами. Недостаток устройства заключается в его полном открытии при получении сигнала от термостата, в результате чего в систему теплого пола подается вода из котла с температурой до 95 градусов. Это может привести к выходу из строя труб контура.
Пропускная способность устройства ниже, чем у двухходового устройства, и регулировка происходит в волнообразном режиме. Рекомендуется для использования в системах площадью более 250 квадратных метров.
в трехходовых смесителя применяются различные виды внешних приводов:
- термостатические — перемещение запорно — регулирующего элемента происходит под воздействием расширяющейся термочувствительной жидкости в корпусе прибора. Это основной вид клапанов для теплого водяного пола;
- термостатические головки — получают сигнал с внешнего датчика, размещаемого в потоке теплоносителя. Регулировка такими устройствами производится точнее;
- электроприводные — сигналом для срабатывания являются данные, поступающие в непрерывном режиме с контроллера, считывающего объективную информацию о температуре теплоносителя;
- сервоприводные — работают без применения контроллера, получая сигнал непосредственно от датиков температуры.
Обеспечение перемещения теплоносителя в системах отопления естественным образом связано с рядом обязательных требований, а для систем теплого пола его принудительная циркуляция неизбежна. Для этой цели используются циркуляционные насосы.
Различают два основных вида таких агрегатов: насосы с мокрым и сухим ротором. Их различие состоит в том, что в первых ротор находится внутри перемещемой среды, в результате чего обеспечивается смазка и охлаждение подшипников. Такой насос работает пости бесшумно и может использоваться внутри жилых зданий. У агрегатов с сухим приводом рабочая камера отделена от ротора перегородкой, поэтому такие насосы нуждаются в регулярном обслуживании. Они при работе создают шум, поэтому их устанавливают в обособленных помещениях или зданиях (котельные).
Байпас
Это предохранительное устройство, устанавливаемое между прямой и обратной трубой системы отопления. Оно представляет собой отрезок трубы, размер которой на одну позицию меньше, чем основная труба. Чаще всего его размер составляет 1/2 дюйма. При необходимости вмешательства в систему отопления, можно отключить на время нужный узел, подлежащий ремонту или замене.
Принцип работы смесителя
Вкратце работа смесительного узла выглядит так: горячая вода течет до коллектора теплого пола и останавливается у предохранительного клапана со встроенным термостатом. Если температура воды выше разрешенной, клапан открывается и смешивает холодную воду с горячей. Когда температура воды достигает нормальной, клапан срабатывает вновь и закрывает доступ горячей воды.
Работа смесительного узла может быть организована двумя путями.
Коллекторная система теплого пола не только анализирует и управляет температурой воды, но и обеспечивает ее циркуляцию в трубах. Коллекторный узел собирается из двух деталей. Предохранительного клапана, который питает отопительный контур пола горячей водой, насколько это необходимо, параллельно анализируя входную температуру жидкости.И циркуляционного насоса, обеспечивающий движение воды в трубах теплого пола с определенной скоростью, что обеспечивает равномерный нагрев поверхности пола.
Стандартный циркуляционный насос.
Кроме неотъемлемых элементов, в конструкцию смесителя могут входить и другие комплектующие: байпас, защищающий узел от чрезмерных нагрузок, дренажные и отсекающие клапаны и воздухоотводчики.
Смесительный узел монтируется до установки теплого пола, а место его расположения может быть любым. Его можно разместить в комнате с системой теплого пола, в котельной, на разделении коллекторов, ведущих в высокотемпературные и низкотемпературные системы. Если планируется установить теплые полы в нескольких комнатах, то смесители монтируются в каждой из них отдельно или же в общем коллекторном шкафу.
Двухходовый клапан зачастую называют питающим. На нем установлен термостат с инфракрасным датчиком, который анализирует температуру поступающей в теплый пол воды. Головка клапана может открывать и закрывать клапан, разрешая или запрещая подачу горячей воды.
Смешение вод разной температуры осуществляется таким образом: вода, текущая по системе, делает это циклично, двигаясь по кругу. Головка предохранителя открывает или закрывает клапан, добавляя горячей воды или же запрещая ее подачу.
Профессиональные строители советуют устанавливать в водяной теплый пол узел смешения с двухходовым клапаном. Но стоит помнить, что данный тип клапана не стоит использовать, если отопительная площадь имеет больше 200 квадратных метров.
Двухходовой(справа) и трехходовой (слева) клапана.
Трехходовый клапан объединяет в себе функции питающего клапана и байпассного крана балансировки. Его отличие от двухходового в том, что в нем смешивается горячая воды с холодной, которая возвращается из контура уже остывшей. Клапаны на три хода довольно часто имеют сервоприводы, которые берут на себя управление термостатами и погодозависимыми контроллерами. В клапане находится заслонка, которая вставляется в зону 90 градусов между трубой с горячей водой от котла и холодной водой, движущейся обратно. Можно отрегулировать любое положение клапана – выставить среднее, либо с уклоном в определенную сторону, в случае, какое соотношение горячей и холодной воды нам требуется.
Такой тип клапанов считается универсальным и идеально подходит для систем отопление с погодозависимыми контроллерами и больших систем теплого пола с большим количеством контуров.
Недостатки у трехходовых клапанов также имеются. Первым недостатком является возможная подача неохлажденной воды в контур теплого пола, а скачок температуры взорвет трубы чрезмерным давлением
Вторым недостатком можно назвать потребность в очень осторожной и щепетильной регулировке, т.к. даже малейший отступ может привести к заметному изменению температуры воды
Для лучшей работы системы рекомендуются погодозависимые контроллеры.
Погодозависимые контроллеры используются для изменения мощности теплого пола, ориентируясь на погодные условия. Так, если на улице наблюдается резкое понижение температуры, то теплый пол при текущей мощности не будет справляться с отоплением. Соответственно контроллер в такой ситуации повышает рекомендуемую температуру воды и скорость ее циркуляции.
Можно использовать клапаны с управлением вручную и самостоятельно подкручивать вентиль при изменении температуры. Но недостаток в том, что отрегулировать оптимальный поток подобным образом довольно сложно. Именно поэтому и применяются клапаны с автоматической настройкой. Погодный контроллер анализирует температуру за окном каждые 20 секунд, и, если температура подающейся в теплый пол воды не соответствует требуемой, то автоматика поворачивает клапан на 4.5 градусов в сторону.
