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.
Устройство
Обычный смесительный узел для тёплого пола имеет следующие составляющие.
- Коллектор (гребёнка распределения).
- Трёхходовой кран.
- Гидрострелка (смеситель).
- Циркуляционный насос.
- Термостат (бывает только в автоматизированных узлах).
- Запорная арматура (клапан-смеситель).
- Приспособления для удаления воздуха из конструкции (бывают ручные и автоматические)
Схема работы смесительного узла для тёплого пола
Смесительная группа для тёплого пола небольшая, но требует отдельного рассмотрения.
Гребёнка распределения (коллекторный узел тёплого пола) – важнейшая составляющая системы. В узле в наличии две гребёнки – распределительная (для подачи воды в отопительные трубопроводы тёплого пола) и собирающая (для холодной воды). Гребёнки не различаются и выглядят как разветвитель с нужным числом резьбовых ответвлений для присоединения трубопроводов всей конструкции.
Сейчас разберёмся, какую функцию в системе выполняет гидрострелка. Жидкость подаётся в отопительную систему полов с температурой до 55 °C (хотя специалисты советуют контролировать среднюю температуру 45 °C, чтобы 10 °C оставалось на случай перепада температур на гребёнке подачи и сбора). Такая отопительная конструкция называется низкотемпературной и для эффективной работы с высокотемпературной системой нужна гидрогорелка. Гидрострелка монтируется на входе смесительного узла и понижает температуру поступающей воды до нужных показателей.
Трёхходовой кран смесительного узла выполняет работу обвода балансировки и пропускного крана, этим не похвастается двухходовой термостатический клапан для теплого пола. Для функционирования вместе с системами автоматики клапаны оснащаются электросервоприводами, управляющимися командами терморегуляторов. Такие трёхходовые краны используются в сложных отопительных системах с множеством контуров для больших помещений. Они контролируют работу гидрострелки.
Трехходовой смесительный клапан
Устанавливается трёхходовой клапан в нижнюю часть трубы, которая соединяет трубопроводы подачи и обратки. Он меняет поток жидкости через гидрострелку и тем самым меняет температуру на коллекторе контуров подачи.
Трёхходовой термостатический смесительный клапан для тёплого пола имеет и недостатки:
- Во-первых, пропускная способность клапанов большая и температура в контуре может сильно повышаться даже при несильном дисбалансе клапана.
- Во-вторых, если терморегулятор подаст сигнал, то клапан может открыться полностью, и это приведёт к подаче в контур системы слишком горячего теплоносителя. Возникнут неприятные последствия.
Поэтому схема подключения трёхходового смесительного клапана тёплого пола может быть разная, а именно:
- схема присоединения и переключения водных потоков;
- схема присоединения клапана для смешения водных потоков.
Трёхходовые смесительные узлы для отопления и тёплого пола (клапаны) легко монтируются, они долговечны, так как выполняются из некоррозирующих металлов, практичны.
Циркуляционный насос (насосный узел для тёплого пола) нужен для хорошего прогрева полов в комнате, поэтому его в обязательном порядке комплектуют вместе с узлом подмеса.
Насосно-смесительный узел для тёплого пола устанавливается на обратке, среди собирающей гребёнки и гидрострелки.
Терморегулятор требуется в случае установки автоматизированного смесителя. Монтируется он среди распределительного коллектора и гидрострелкой. Плюс ко всему, конструкцию нужно оснастить внешним температурным регулятором. Это требуется для регулировки внутренней температуры пространства в зависимости от климата.
Обычный смеситель для тёплого водяного пола имеет в комплекте шаровой и регулирующий кран (запорная арматура). Регулирующие краны нужны для координации системы, краны же шаровые меняют режим работы смесительного узла для стабильности температуры.
Устройство коллекторного шкафа
Коллекторный шкаф — конструкция, в которую входит насосно-смесительный узел и коллекторный блок.
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.
Коллекторный шкаф: назначение, разновидности и преимущества
Коллекторный шкаф
Коллекторный шкаф – защитная конструкция, оберегающая смесительный узел от постороннего вмешательства. По сути, это короб, установленный в горизонтальном положении, оснащенный крепежными механизмами и дверцей.
Использование такого шкафчика дает возможность расположить коллекторный узел в удобном месте без ущерба для интерьера и технического наполнения. Таким образом, коллекторно-смесительный узел можно разместить в любой комнате, не опасаясь, что содержимым заинтересуются дети и домашние питомцы.
Различают два типа коллекторных шкафов:
Наружные монтируются на поверхность стены с помощью специальных крепежей и ножек (при необходимости корректировки по высоте). Выводные щели прикрываются съёмными металлическими накладками. Сам шкаф покрыт порошковой краской или антикоррозийным составом по бокам, дверца может быть в белом, бежевом или другом цвете по вкусу потребителя.
Наружный коллекторный шкаф
Встраиваемые устанавливают в нишу либо закрывают вагонкой или гипсокартоном. Боковые части, как правило, не окрашены, так как в них расположены крепежные и выводные пролеты. Фасад окрашивается в белый цвет, но также возможны варианты.
Встраиваемый коллекторный шкаф
Оба вида конструкций обязательно имеют крепкий замок, защиту от возможных термических ожогов. Шкафы располагают не ниже уровня пола, но и не поднимают слишком высоко. После установки короба, процесс сборки коллектора водяного пола проходит согласно задуманной схеме. При этом, все отводы остаются легко доступны для укладки контуров.
Внутрь шкафа можно поместить также и счетчик водоснабжения, совместив все контуры в одной точке. На стене вся конструкция будет выглядеть в разы эстетичнее, нежели связка труб водяного контура отопительной системы с многочисленными датчиками, вентилями и кранами.
Как сделать гребенку из полипропилена
Распределитель, сваренный из полипропиленовых фитингов – это самый дешевый коллектор для теплого водяного пола, который только можно придумать. Недостатков у него несколько:
- конструкция отличается большими размерами и не в каждый ящик поместится, поэтому ее придется монтировать на стене в котельной;
- довольно проблематично установить расходомеры, поэтому их просто не будет;
- нужно хорошо уметь паять полипропилен, чтобы не ошибиться ни на одном из многочисленных стыков.
Для работы вам понадобится не больше 2 м ППР трубы диаметром 32 мм и такие же тройники по числу отводов. Вдобавок нужны переходные резьбовые муфты полипропилен – металл, шаровые краны и прямые радиаторные вентили, применяемые для балансировки. Изготовление коллектора для греющих контуров теплых полов выполняйте согласно инструкции:
- Тщательно отмерив глубину захода трубы в тройник и поставив снаружи метку, спаяйте эти 2 детали между собой.
- Отложите от края фитинга по трубе такое же расстояние и отрежьте ее и зачистите торец. Припаяйте к нижнему отводу тройника переходную муфту.
- Повторите операции, изложенные в п. 1 и 2. Полученный второй блок сварите с первым, затем переходите к третьему и так далее.
- Припаяйте с одного торца ППР колено или тройник для монтажа воздухоотводчика, а с другого – муфту под шаровой кран.
Примеры коллеккторов из ППР — на 3 и 9 отводов
Когда основная работа по сварке сделана, остается прикрутить краны и радиаторные вентили к муфтам, да поставить на место автоматический воздухосбрасыватель. Подробности сборки узла наглядно продемонстрированы в видеосюжете:
Подготовка к монтажу
Самостоятельный монтаж коллектор для теплого пола.
Начальным этапом при проведении подготовительных работ является расчет тепла. Он будет определять уровень тепловых потерь на 1 кв.м. помещения. Также нужно учитывать наличие источника энергии, поскольку без доступа к электричеству циркуляция теплоносителя будет невозможна. Далее необходимо составить проект прокладки труб, он поможет определиться с размерами и предполагаемым количеством материалов, которые понадобятся для работы. Схема пригодится как при процессе монтажа коллектора теплого пола, так и в дальнейшем, при возникновении необходимости ремонта.
Процесс проектировки отопительной системы состоит из следующих пунктов:
- выбирается материал труб будущей конструкции;
- определяется метод укладки труб (спиральный или рядами, в отдельных случаях могут быть применены оба способа одновременно);
- составляются схемы контуров подключения коллектора теплого пола;
- рассчитываются и выбираются элементы циркуляции.
После проведения всех предварительных расчетов и закупки материалов выполняется подготовительный этап. Он предусматривает предварительные работы по подготовке основания для покрытия в помещениях, где запланирована установка системы. Этот шаг можно пропустить, если полы в комнатах представляют собой бетонные плиты. Таким образом, подготовительный этап будет предусматривать гидроизоляцию (этим шагом зачастую пренебрегают) и утепление, которое обычно производится с помощью укладки плит экструдированного полистирола, что поможет обеспечить сохранение тепла в помещении.
Если при укладке утеплителя остаются щели, их необходимо закрывать монтажной пеной. При отсутствии на плитах утеплителя соответствующей разметки, ее нужно нанести самостоятельно, с помощью маркера. Это понадобится для безошибочного маршрута прокладывания труб на следующем этапе.
Назначение коллектора
Так выглядит коллектор теплого пола.
Чтобы определиться, как подключить коллектор теплого пола, необходимо понимать, что это за устройство. Эта конструкция представляет собой «гребенку», и выглядит, как труба с выходами для подключения трубопроводов. Этот узел теплопровода состоит из двух частей, одна подает теплоноситель, о вторая служит обратным коллектором. Благодаря этой конструкции осуществляется контроль за распределением теплоносителя в отопительной системе. Такое устройство функционирует, как единый блок. Принцип действия заключается в равномерном распределении теплоносителя. Пройдя круг по всему контуру трубопровода, жидкость возвращается в коллектор, а затем попадает в котел, где происходит её нагревание для повторного цикла циркуляции.
Установка устройства обладает рядом преимуществ:
- экологичность (при использовании контролирующего агрегата за равномерным теплораспределением, отсутствует распространение плесневого грибка);
- безопасность (исключаются термические ожоги);
- длительность эксплуатации (правильно собранный самодельный коллектор для теплого полаобладает сроком службы до 50 лет);
- экономичность (благодаря устройству, осуществляется контроль за теплораспределением, соответственно происходит существенная экономия энергетических ресурсов).
Схема подключения коллектора теплого пола
Коллектор – это смесительный узел (пара металлических гребёнок с отводами), задача которого разводить потоки воды по комнатам. Гребёнки можно наращивать в зависимости от потребностей.
Коллекторная система теплых водяных полов прячется в специальный вертикальный шкаф, монтирующийся в стену и/или за гипсокартон.
Схема подключения коллектора
Разводка труб делается с учётом расположения мебели и особо холодных мест в комнате.
Для равномерного распределения тепла, трубы укладывают в виде спирали (или улитки). Укладка труб змейкой, неравномерна, но позволяет сильнее подогреть желаемые участки помещения.
Варианты для квартир
Бывали случаи, когда смонтированный тёплый пол в одной квартире, оставлял без тепла жильцов в других квартирах.
Поэтому жители многоэтажек не всегда могут в полной мере пользоваться возможностями тёплого пола.
Допустимый вариант: подключение тёплого пола на 1-м этаже при верхней разводке горячей воды, либо на последнем этаже при нижней разводке, так как в этих местах вода поворачивает в обратное течение.
Без ущерба для окружающих можно сделать тёплым пол в одной комнате (например, в ванной), т.е. забрать небольшой объём горячей воды.
В частном доме
При автономном отоплении, хозяин имеет больше свободы в монтаже тёплого пола.
Первый вариант – дом можно отапливать только тёплым полом. Простейшая схема подключения – это когда один коллектор объединяет трубы подачи теплоносителя, а второй – трубы обратки.
Укладка водяного теплого пола в частном доме
Если теплый пол монтируется без радиаторов, то в такой системе сложно регулировать температуру подачи воды из котла.
Даже перекрыть полностью кран нельзя – теплу куда-то нужно деваться. Придётся регулировать температуру степенью прогрева котла, а это очень сложно, не каждый котёл это позволяет. Да и система получается инертной.
Если в доме планируется отопление, совмещённое с радиаторами, то тёплый пол нужно подключать в обратный ток, идущий от батарей.
Трехходовой клапан
В такой схеме устанавливается трёхходовой клапан, в котором есть термодатчик и термоголовка.
Прогоняет воду по системе циркуляционный насос. Без него система с трёхходовым клапаном имеет малую проходимость и может хорошо прогревать только 2-3 параллельные ветки.
Также длина трубопровода без насоса не должна быть больше 35-40м.
Двухходовой клапан
Двухходовой, или питающий клапан, тоже имеет термоголовку с датчиком. В отличие от предыдущего устройства, двухходовой клапан подмешивает холодную воду в систему не постоянно, а только при открытии крана.
В такой схеме необходимо установить байпас. Если давление будет зашкаливать на входе в коллектор, клапан откроется и выбросит в обратку какое-то количество воды.
То, что пол никогда не будет перегретым, продлит срок его службы.
Двухходовой и трехходовой клапаны
У клапана небезграничная пропускная способность, поэтому есть ограничения по площади обогрева – не больше 200 м2.
Основные принципы подключения коллектора
Шкаф с коллектором нужно установить так, чтобы в будущем к нему оставалась возможность доступа.
- На коллектор устанавливаются запорные краны, после чего подключают подачу и обратный ход воды.
- Трубы с коллектором соединяются компрессионными фитингами на резьбе. Трубы различных диаметров соединяются при помощи переходников и универсальных фитингов.
- Держать температуру и давление под контролем помогут термометры и манометры, установленные рядом с запорными кранами.
- Смесительный насос нужен для снижения t воды при её перегреве (он разбавляет горячую воду, холодной). Устанавливать его нужно на участке между коллектором подачи и подводящей трубой. Для забора холодной воды, третий выход насоса идёт на отдающий коллектор.
- Если тёплый пол буде во всём доме, то небольшие комнаты нуждаются в собственных распределительных узлах. Также отдельные коллекторы монтируются для каждого этажа здания.
Запорные краны может заменить термостатический смеситель. Он обеспечивает пропускную способность крана без резких скачков.
Функциональные основы и базовые разновидности коллекторов
Схема работы коллектора для теплого пола достаточно проста. Теплоноситель от котла отопления поступает в подающий распределитель. Его рекомендуют размещать сверху (над возвратной гребенкой), однако, в зависимости от местных монтажных особенностей, а также разновидности подключаемого смесительного узла, он может устанавливаться и внизу. Корпус коллектора имеет от двух и более ответвлений, оборудованных соответствующей запорно-регулирующей арматурой. По каждой из веток теплоноситель перенаправляется в определенные трубопроводы ТП. Выходной конец трубной петли замыкается на возвратной гребенке, направляющей собранный общий поток к котлу отопления.
Очевидно, что в самом простом случае коллектор для водяного теплого пола представляет собой кусок трубы с неким количеством резьбовых отводов. Однако, в зависимости от того какую конечную комплектацию он получит, сложность его сборки, настройки и стоимость могут изменяться в разы. Рассмотрим для начала наиболее популярные базовые модели распределителей для водяного ТП.
С фитингами для подключения контуров
Одной из самых бюджетных, но полностью готовой к использованию является гребенка с входной/выходной резьбами и фитингами для подсоединения металлопластиковых или труб из цельносшитого полиэтилена. Одна из таких моделей изображена на фото ниже.
Рисунок 2.
С интегрированными кранами
В минимальной комплектации можно также встретить коллектор на теплый пол оборудованный двухходовыми шаровыми кранами (Рис. 3). Такие устройства не предусматривают поконтурную регулировку – они рассчитаны только включить или выключить отдельные отопительные ветки. Учитывая, что система теплый пол приобретается и устанавливается для повышения комфорта проживающих, который обеспечивается точной подстройкой системы, целесообразность использования таких гребёнок имеет сугубо выборочный характер. На фото представлен подобный коллектор на три контура с интегрированными двухходовыми шаровыми кранами.
Приобретая указанные бюджетные варианты распределителей, следует учитывать, что их использование требует фундаментальных знаний, а также большого опыта в монтаже систем отопления. Кроме того, закупочная экономия является довольно условной, так как всё дополнительное оборудование придется докупать отдельно. Практически упрощенные коллектора для теплого водяного пола без доработки подходят только для вспомогательных систем на одну-две петли небольшой протяженности. Годятся они и для нескольких контуров, но имеющих идентичные тепловые и гидравлические характеристики. Ведь конструкции таких гребенок не предоставляет технической возможности установки контрольно-регулирующего оборудования непосредственно на каждую ветку.
Рисунок 3.
С регулировочными вентилями
Следующий уровень, как по стоимости, так и по функциональности – это распределительный коллектор для тёплого пола с регулировочными вентилями. Такие устройства, эксплуатируясь в ручном режиме, уже могут обеспечить настройку интенсивности подачи теплоносителя по отдельным отопительным контурам. Для них в большинстве случаев существует техническая возможность установки на них вместо ручных вентилей исполнительные устройства с сервоприводами. Приводы могут подключаться либо непосредственно к электронным термодатчикам, установленным в помещениях, либо к центральному программируемому устройству контроля. На рисунке 4 показан пример гребенки с регулировочными вентилями.
Рисунок 4.
Сборка из подающего и обратного коллекторов
К эконом варианту коллектора для теплого водяного пола относятся также и спаренные сборки из подающего и обратного распределителей (Рис. 5). В них уже могут быть предусмотрены дополнительные монтажные отверстия или установлены краны Маевского, группы безопасности, быстроразъемные резьбовые «американки» для удобства подключения к первичным контурам отопления или смесительному узлу.
Рисунок 5.
