Коллектор для теплого пола: особенности выбора

Разновидности смесительных клапанов

Коллекторные группы для теплого пола могут состоять из двухходовых или трехходовых клапанов. При этом они имеют существенные функциональные отличия.

Устройство с двухходовым клапаном работает по следующему принципу:

1. Термоголовка, оснащенная специальным температурным датчиком, реагирует на показатели нагрева теплоносителя, который поступает в рабочие контуры.
2. При повышении температуры жидкого вещества до определенного значения термоголовка воздействует на клапан, который прикрывается для уменьшения подачи теплоносителя.
3. При пониженной температуре воды происходит открытие клапана, в результате чего в контуры начинает поступать большее количество жидкости.

Двухходовое устройство отличается низкой пропускной способностью, за счет чего происходит постепенный нагрев. Для помещений, общей площадью менее 200 м², преимущественно используют именно такое смесительное оборудование.

Трехходовой клапан работает иначе:

Подача подогретой воды, поступающей непосредственно из котла, происходит одновременно с поступлением «обратки» посредством байпаса.

При изменении положения заслонки, установленной внутри клапана, задается необходимый показатель температуры поступающего в трубопровод теплоносителя.

Трехходовой клапан целесообразно использовать в системах, применяемых для эффективного обогрева больших площадей. Однако в данном случае нельзя исключать периодические температурные скачки. Поэтому имеет смысл выбирать коллекторную группу с функцией автоматической регулировки температуры.

Система отопления частного дома.

Сборка коллектора

Когда все детали имеются в наличии, можно собирать коллектор. Шкаф для монтажа смесителя бывает наружный и внутренний, но в первом случае поместится только система не шире 160 см. Рекомендуем тщательно изучить схему монтажа и не уклоняться от нее, даже если какой-то шаг кажется вам бессмысленным, нелепым.

Оборудование расходомерами позволяет добиться равномерного движения теплоносителя; если какая-то петля хоть не намного короче остальных, вода устремляется в нее, поскольку гидравлическое сопротивление пониженное. Расходомеры как раз и позволяют переломить действие этой физической закономерности. Это намного практичнее, чем использовать системы, регулируемые вручную.

Самодельный коллектор может и не включать смешивающего узла, тогда установка клапанов не требуется, стабильная температура поддерживается одним циркуляционным насосом. Он монтируется строго в обратную трубу, чтобы не затягивался излишний объем жидкости из отопительной системы. При использовании двухходовых систем обвязка включает обязательно установку пары клапанов на обратной трубе, это позволит исключить ситуацию, когда возникает обратный ход. Если установлен низкотемпературный конвекционный котел, особой потребности в коллекторе нет; но если вы желаете использовать погодную автоматику, без него опять же не обойтись.

Пластиковый коллектор ничуть не хуже металлического аналога, более того, найти мастеров, которые смогут собрать полипропиленовую гребенку, не составляет особенного труда. По прочности и надежности наилучшими решениями считаются нержавеющая сталь и латунная труба, полипропилен надежно работает лишь в двух или трех контурах простой конфигурации, что обязательно надо учесть при монтаже. Все специалисты рекомендуют выбрать промышленный коллектор в сборе, потому что цельнолитое изделие намного устойчивее и меньше риск, что оно начнет подтекать.

Самая легкая схема включает клапан смещающий (сантехники именуют его «три четверти»), переходник, муфту «американского» образца, шаровой кран, коллектор, связки со внешней и заглубленной резьбой (все – на те же ¾ дюйма). Кроме этих деталей, вам потребуются ниппели, тройники, колена, циркуляционные насосы, воздухоотводное устройство и кран для дренирования системы. Сборка многоконтурных теплых полов требует использовать термоголовку с вынесенным наружу датчиком, клапан для смешения жидкости.

Также в усложненной системе используется «американка» ¾, несколько гаек той же величины, тройник и ниппель (оба дюймовые). К циркуляционному насосу подключают краны ½ дюйма, те же размеры имеют фитинг и трубы из металлопластика. Заглушка используется дюймовая, в коллекторе устанавливают шаровые краны 0.5 дюйма, гайки для крепления насоса – накидываемые.

Подключение теплых полов к коллекторам производится на обжимаемые фитинги. До соединения в трубе формируют фаску, благодаря которой улучшается сцепление. Когда все работы завершены, проводится опрессовка труб и проверка их в рабочем режиме (при заведомо повышенном давлении). Длительность тестирования составляет 180-300 минут, температура ставится на максимум, чтобы гарантированно выявить все слабые места и недоработки. Коллекторы помещаются в особые шкафы, устанавливаемые либо непосредственно у котла, либо рядом с точкой подсоединения к теплым полам.

Вместо коллекторного шкафа, может использоваться достаточно емкая ниша. Но это допустимо только после консультации с профессионалами, в идеале им и следует доверять такую работу.

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.

Структура двухконтурной системы

Подогреваемые полы могут быть и электрическими, но их чаще делают в уже эксплуатируемых домах, когда стержневой мат или инфракрасную плёнку нужно уложить под финишное покрытие. Если же дом только строится, то предпочтение обычно отдаётся водяной системе, и монтируется она прямо в черновой бетонный пол. Могут быть и другие варианты, но этот наиболее оптимальный.

Если дом только строится, то предпочтение отдается водяному теплому полу

Выбор теплого пола

Основные элементы такой отопительной схемы:

• подающий трубопровод водоснабжения (магистральный или автономный);
• водогрейный котёл;
• настенные отопительные радиаторы;
• система труб для тёплого пола.

Оборудование для теплого пола

Бойлер способен нагреть воду до кипятка, а это, как известно, 95 градусов Цельсия. Батареи выдерживают такую температуру без проблем, а вот для тёплого пола это неприемлемо – даже учитывая, что бетон заберёт на себя часть тепла. По такому полу было бы невозможно ходить, да и никакое декоративное покрытие за исключением керамики такого подогрева не выдержит.

Как же быть, если воду придётся брать из общей системы отопления, а она слишком горячая? Эту задачу и решает смесительный узел. Именно в нём температура снижается до нужного значения, и работа обоих отопительных контуров в комфортном режиме станет возможной. Суть её до невозможности проста: смеситель одновременно забирает горячую воду от котла и остывшую из обратки, и доводит её до заданных температурных значений.

Насосно-смесительный узел для теплого пола в сборе

Тёплый пол от центрального отопления

Как всё это работает

Если представить работу двухконтурной отопительной системы кратко, то выглядеть это будет примерно так.

1. Горячий теплоноситель движется от котла до коллектора, коим и является наш смесительный узел.

2. Здесь вода проходит через предохранительный клапан с манометром и температурным датчиком, который вы видите на фото снизу. Они регулируют в системе давление и температуру воды.

3. Если она слишком горячая, система срабатывает на подачу холодной воды, и как только достигается требуемая температура теплоносителя, заслонка автоматически закрывается.

4. Кроме того, коллектор обеспечивает перемещение воды по контурам, для чего в структуре узла присутствует циркуляционный насос. В зависимости от конструктива системы, она может комплектоваться дополнительными элементами: байпасом, вентилями, воздухоотводчиком.

Что влияет на энергопотребление теплого пола

Предохранительные клапаны для подогреваемого пола

Коллекторные смесители могут собираться из отдельных деталей, но проще всего приобрести узел в сборе. Вариации могут быть самые разные, но главное, что их отличает – это разновидность используемого предохранительного клапана. Чаще всего применяют варианты с двумя или тремя входами.

Таблица. Основные виды клапана.

Как собрать коллектор своими руками

Напрямую подключить теплый пол своими руками к котлу невозможно. Для этого нужен коллектор с вентилями. Он устанавливается в шкаф, а от него начинается разводка трубопроводов. К коллектору обеспечивается доступ только одного человека, который будет обслуживать систему.

Ассортимент коллекторов в магазинах довольно большой, но часто трудно выбрать подходящий для своей системы отопления. Кроме того, распределительный прибор нужен на каждом этаже частного дома, что приводит к значительному росту расходов. Самодельный коллектор для теплого пола является правильным решением, позволяющим сэкономить значительную долю средств.

Подключение

Поскольку у отопления есть подающая и возвратная ветки, коллектор должен состоять из подключенных к ним двух гребенок. В местах соединений устраиваются ответвления для слива воды и удаления воздуха из труб.

Коллектор собирается по числу подключаемых петель. На каждом выходе, расположенном сверху или снизу гребенки, устанавливаются краны, обеспечивающие отключение отдельных контуров при работающем остальном отоплении. Расстояние между ними рекомендуется сделать 10-20 см.

Изготовление коллектора

Перед тем как собрать коллектор для теплого пола надо разобраться с назначением каждого элемента. Гребенки рекомендуется делать своими руками из трубы квадратного сечения. К ним привариваются круглые патрубки с резьбой для подключения к котлу и к контурам. Для этого сначала делается разметка, потом высверливаются отверстия, а затем крепятся патрубки. Все места соединений тщательно обвариваются. На одном из торцов делается заглушка.

Окалину сбивают, коллектор зачищают и красят масляными составами. На рис. ниже изображен простой коллектор на 3 петли. В красный цвет покрашены гребенка и трубы подачи теплоносителя из котла, а синим – обратные, по которым охлажденная вода поступает на подогрев.

Распределительный коллектор, сделанный своими руками

Сверху на гребенках подключаются воздухоотводчики, а в нижней части устанавливаются заглушки для сброса шлама. Каждый контур можно перекрыть вентилями, которые также служат для регулирования температуры и давления.

Распределительный коллектор предназначен для управления небольшой системой, служащей дополнительным отоплением. Он будет значительно сложнее, если его использовать для системы основного отопления в большом доме.  Сборка коллектора из полипропиленовых труб намного проще, но таким образом изготавливаются простейшие модели.

Коллектор своими руками из полипропиленовых труб

Сборка коллекторного узла

Коллектор теплого пола содержит приспособления, обеспечивающие эффективную работу системы. На каждом контуре обязательно должны быть управляющие вентили. Для сложной системы целесообразно установить автоматические регулировочные клапаны.

Обычно они работают в постоянном режиме, расход теплоносителя изменяется только на главном подающем входе. Для площади дома до 200 м ² используют двухходовые клапаны. Их преимуществом является плавная регулировка. Клапаны часто забиваются. Поэтому их устанавливают на разъемных муфтах («американках»), чтобы можно было снимать для чистки.

Более сложным устройством является трехходовой клапан. Он обеспечивает смешивание потоков прямой и обратной подачи воды, поддерживая на выходе заданную температуру. Внутри него расположена подвижная перегородка, регулирующая подачу воды из двух входных труб. Устройство используется во всех сложных системах с автоматическим регулированием работы большого количества контуров. Его достоинством является значительная пропускная способность.

При малейшем повороте крана температурный режим системы изменяется. Регулировка может быть ручной и автоматической. Трехходовой кран часто совмещают с сервоприводом, работающим от датчика температуры воздуха на улице. При изменении погоды температура в помещениях поддерживается постоянной. Как только происходит похолодание, сигнал от датчика погоды поступает в блок управления и температура теплоносителя повышается.

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:

• 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.

Коллектор будет работать максимально эффективно, если подключить к нему равные по длине отопительные контуры. Для этого, возможно, придется разделить слишком длинные ветки на несколько коротких

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:

• 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.

Управляющие элементы

Настройка коллектора теплого пола невозможна без специальных приборов. С их помощью устанавливается оптимальный режим нагрева системы, регулируются потоки воды в трубопроводах. Каждый из них выполняет определенную функцию.

1. Датчик температуры воды

Устанавливаются на входных и выходных патрубках устройства. Эти приборы не влияют на работу системы, но указывают текущий показатель нагрева. Разница значений может быть полезна при подсчете эффективности работы. Также они служат индикатором нарушения режима нагрева.

1. Центральный терморегулятор с сервомеханизмом и датчиком.

Он монтируется на приемный патрубок входного коллектора и подключается к обратной трубе с охлажденным теплоносителем. Датчик температуры помещается в корпусе гребенки. На корпусе терморегулятора есть поворотная ручка, с помощью которой устанавливается требуемый уровень температуры. От датчика в устройство поступают показания о степени нагрева воды. В зависимости от этого регулируются потоки холодного и горячего теплоносителя.

1. Сервоприводы на патрубках входной гребенки

По принципу работы они полностью аналогичны терморегулятору, но с небольшими дополнениями. С их помощью регулируется объем потока воды для каждого контура водяного пола. В зависимости от модели это можно делать в ручном или автоматическом режимах. Для последнего применяются сервоприводы со встроенными датчиками температуры, которые могут подключаться к общему выносному терморегулятору.

1. Расходометры

Необязательные для монтажа устройства, которые, впрочем, могут стать эффективными элементами для ручного управления работой водяного теплого пола. Они устанавливаются на патрубки обратного коллектора и представляют собой запорные механизмы со стеклянной колбой.

При повороте головки на корпусе шток в устройстве меняет свое положение. Это влияет на объем жидкости, проходящей через него. Для наглядности на поверхности расходометра нанесена шкала измерений, обозначающая скорость прохождения воды л/мин.

Устройство и функции сервопривода

Сервопривод для коллектора теплого водяного пола – это автоматическая система контроля подачи и распределения теплоносителя по контурам.

Существует несколько вариантов контроля:

• клапан подачи теплоносителя постоянно открыт, закрывается только при подаче энергии на сервопривод. Т.е. при вмешательстве автоматики поток перекрывается;
• наоборот: в штатном режиме клапан закрыт, сервопривод его открывает;
• универсальный сервопривод может переключать эти режимы.

Сервоприводы функционируют по-разному. Конструкция термопривода включает в себя пружинный механизм и емкость с толуолом (веществом, чувствительным к повышению температуры). Толуол нагревается при подаче тока на сильфон с помощью нихромового нагревательного элемента.

По мере роста температуры чувствительное вещество расширяется и давит на специальный шток. Шток в свою очередь воздействует на термоклапан, клапан закрывается. Время прогрева до закрытия клапана – 1-3 минуты. После отключения электричества жидкость остывает, клапан возвращается в исходное состояние.

Другой тип сервопривода не имеет емкости с толуолом. Шток перемещается за счет нагрева твердого термоэлемента – пластины либо пружины, которая при повышении температуры меняет положение.

В зависимости от этого клапан переходит в состояние включено/выключено.

Оба вида сервоприводов оснащаются функциями защиты от перегрева и аварийного отключения энергии.

https://www.youtube.com/watch?v=eamA7Fw_RYs