Устройство и принцип работы коллектора
Коллектор или как его еще называют, гребенка, входит в комплект смесительного узла. Без этого устройства трудно представить нормально функционирующий теплый пол. Без этого устройства теряется весь смысл отопления посредством подогрева полов. Являясь важнейшим элементом смесительного узла, коллектор обеспечивает смешение разных по температуре водяных поток и их последующее распределение по отопительным трубам водяного контура. По сути, прибор состоит из двух схожих частей, одна часть является подающей, тогда как другая является собирающей. Отсюда и название, которое бытует среди специалистов, распределительная гребенка.
Конструктивно и внешне обе части практически ничем не отличаются. В основе устройства лежит трубка большого диаметра, оснащенная боковыми ответвлениями (отверстиями) с резьбой. Число отверстий соответствует количеству водяных контуров, подключаемых к оборудованию. Говоря простым языком гребенка – это тройники с одинаковыми параметрами, скрученные между собой. Поэтому, для тех, кто имеет хоть какое-то представление о сантехнике, сделать самодельный коллектор не составит труба.
Имея представление о том, что такое коллектор и каковые его главные задачи, можно заняться планирование собственной системы отопления. Для того, что бы делать распределитель, вам нужно заранее знать, какой площади будет отапливаемое помещение, и каковы ваши потребности в обогреве. Поэтому решите для себя следующие вопросы:
- сколько будет у вас отопительных контуров;
- какого типа будет основной источник нагрева воды (речь идет или о системе ЦО и ГВС, либо об автономном котле);
- какими дополнительными приборами и устройствами будет оснащаться система отопления (насос, термодатчики, манометры).
Существует масса технологических нюансов, на которые вам следует обратить внимание, прежде чем начнете сборку своего прибора. К примеру, газовые или электрические нагревательные приборы к коллекторам подключаются снизу или сверху
При установке в системе циркуляционного насоса, подключение будет только в торцевой части гребенки.
В случаях, когда вы используете в качестве нагревательного прибора бойлер косвенного нагрева, твердотопливные котлы, коллектор можно подключать только с торца.
Если вы хотите использовать для работы теплых полов воду из центральной системы отопления, подключаться ваш коллектор должен сверху или снизу. На рисунке-схеме показан вариант подключения коллектора к стояку систему ЦО.
Если вам не трудно, перенесите схему конструкции и положение распределительных гребенок на бумагу. Заодно можно указать размерные параметры, на которые можно опираться уже в процессе работы. Здесь уместно сказать, что расстояние между отдельными патрубками подачи и обратки должно быть не менее 10 см и не более 20 см. Использовать эти же размеры можно и при расстоянии между отдельными узлами, гребенкой сбора и распределителем.
После составления эскиза станет ясно, сколько и чего вам потребуется для дальнейшей работы по изготовлению самодельного распределительного устройства.
Приспособления для создания коллекторного узла
В обычный стандартный распределительный узел включают устройства для эффективной работы:
- Смесительный клапан для установления температуры теплой воды;
- Насос для поднятия давления в системе;
- Клапаны балансировки и запора ;
- Коллектор для входа и выхода;
- Терморегуляторное устройство с контрольным датчиком;
- Манометры для определения давления в сети;
- Приборы удаления пузырьков воздуха из системы отопления;
- Соединительные элементы для различных диаметров труб.
Особенности двухходового клапана
В отопительной системе термическое приспособление производит контроль поступающего теплоносителя в каждый конкретный контур по заданной программе. Если показатель не соответствует параметрам, клапан закрывается и прекращается подача теплой жидкости.
При остывании воды в системе через клапан подается большее количество теплой жидкости. Подача воды через обратный клапан производится в постоянном режиме, изменяется только подача на подающем входе.
Из-за низкой скорости клапана он подает воду плавно, без резких подъемов активности. Двухходовые клапаны наиболее распространены в отопительных система, но ограничением для их установки является площадь дома, которая не должна превышать 200 квадратных метров.
Проходные клапаны забиваются, их нужно снимать для чистки, поэтому рекомендуется не приваривать, а соединять их с системой при помощи разъемной муфты.
Действие трехходового клапана
Ход работы клапана отличается тем, что он смешивает воду от обратной и прямой подачи в байпасе внутри него самого. С помощью перпендикулярной перегородки, расположенной внутри клапана, регулируется подача теплой воды из двух труб, таким образом, изменяется температура воды до заданной по параметрам.
Такой клапан признан универсальным, его использование оправдано при установке в системы отопления со сложными схемами и наличием большого числа контуров, работа которых регулируется автоматически.
Работа клапана может привести к резкому изменению температуры, если в смесительную полость попадет теплая или холодная вода. Пропускная способность прибора является высокой, и даже небольшое прокручивание крана может привести к изменению температурного режима в системе.
Трехходовые клапаны часто совмещают в работе с сервоприводами, для соответствия температуре отопления наружным показателям воздуха.
Датчики погоды
Если на улице наступает резкое похолодание, то и вода в системе будет остывать быстрее. Метеорологические датчики, подключенные к системе теплого пола, подают сигнал о необходимости усиления нагрева и температура энергоносителя увеличивается.
Вручную тоже можно подкручивать вентиль, но это делать затруднительно, лучше довериться электронике, которая проверяет состояние соответствия каждую минуту и меняет положение вентиля в нужном диапазоне. Ставят также датчики, которые понижают подачу воды в систему, если жильцы отсутствуют дома.
Сделав коллектор своими руками, вы приобретете прибор, который полностью подходит для индивидуального отопления именно этого дома. Да и средств он сэкономит немало.
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).
Назначение и виды
Теплый водяной пол отличается большим количеством контуров труб и невысокой температурой циркулирующего в них теплоносителя. В основном требуется нагрев теплоносителя до 35-40°C. Единственные котлы, которые способны работать в таком режиме, — конденсационные газовые. Но они устанавливаются редко. Все остальные виды котлов на выходе выдают боле горячую воду. Однако ее с такой температурой в контура запускать нельзя — слишком горячий пол это некомфортно. Чтобы снизить температуру и нужны узлы подмеса. В них, в определенных пропорциях, смешивается горячая вода с подачи и остывшая из обратного трубопровода. После чего, через коллектор для теплого пола, она подается на контура.
Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом
Чтобы во все контура поступала вода одинаковой температуры она подается на гребенку теплого пола — устройство с одним входом и некоторым количеством выходов. Подобная гребенка собирает остывшую воду с контуров, откуда она поступает на вход котла (и частично идет в узел подмеса). Это устройство — гребенки подачи и обратки — называют еще коллектором для теплого пола. Он может идти с узлом подмеса, а может — только гребенки без какой-либо дополнительной «нагрузки».
Материалы
Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:
- Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
- Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.
Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.
При установке к подающей гребенке коллектора подключаются входы контуров теплого пола, к гребенке обратного трубопровода — выходы петель. Подключаются они попарно — чтобы проще было регулировать.
Комплектация
При устройстве водяного теплого пола рекомендуют делать все контура одной длины. Необходимо это для того, чтобы теплоотдача каждой петли была одинаковой. Жаль только что этот идеальный вариант встречается нечасто. Намного чаще отличия по длине есть, причем существенные.
Для выравнивания теплоотдачи всех контуров на подающей гребенке ставят расходомеры, на обратной гребенке — регулировочные вентили. Расходомеры — это устройства с прозрачной пластиковой крышкой с нанесенной градуировкой. В пластиковом корпусе находится поплавок, который отмечает с какой скоростью движется теплоноситель в данной петле.
Понятно, что чем меньше проходит теплоносителя, тем прохладнее будет в комнате. Для корректировки температурного режима изменяют расход на каждом контуре. При такой комплектации коллектора для теплого пола делают это вручную при помощи регулировочных вентилей, установленных на обратной гребенке.
Расход изменяют поворотом ручки соответствующего регулятора (на фото выше они белого цвета). Чтобы проще было ориентироваться, при монтаже коллекторного узла, все контура желательно подписать.
Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)
Такой вариант неплох, но регулировать расход, а значит, и температуру приходится вручную. Это далеко не всегда удобно. Для автоматизации регулировки на входах ставятся сервоприводы. Они работают в паре с комнатными термостатами. В зависимости от ситуации, на сервопривод подается команда закрыть или открыть поток. Таким способом поддержание заданной температуры автоматизируется.
Коллекторный шкаф
Тем, у кого отопительное оборудование вынесено в отдельное помещение, этот элемент может быть и не нужен. Но всем остальным все элементы — кучу труб, насос, коллектор — желательно где-то прятать. Для этого есть специальные коллекторные шкафы (называют еще распределительный шкаф) — изделия из металла с дверцей, в которых часто уже имеется крепежная арматура.
Коллекторный шкаф. Необязательная деталь, но очень удобно в нем прятать все устройства
Коллекторные шкафы бывают наружные (ШРН) и встраиваемые (ШРВ). В боковых панелях часто делают перфорацию, что позволяет легко делать отверстия в тех местах, где это необходимо. Многие модели имеют регулируемые ножки, которые позволяют изменять их высоту. Встраиваемые коллекторные шкафы могут изменяться могут и в глубину за счет подвижной рамки. Чтобы определиться с размерами коллекторного шкафа, нужно знать монтажные размеры всего оборудования, которое вам нужно будет туда поместить. Определитесь также с направлением открывания дверки. Есть модели со съемной дверкой, некоторым понравятся они.
Крепятся шкафы к полу через ножки, или к стене через заднюю стенку (есть специальные отверстия). Встраиваемые модификации также имеют распорные крепления, которыми можно зафиксировать короб в нише.
Вот так может выглядеть он с коллектором
Если говорить о материале, из которого изготовлены шкафы — это оцинковка, окрашенная порошковым методом. В целом оборудование выглядит прилично, и даже в жилой комнате вид не испортит
При покупке, естественно, обратите внимание на равномерность нанесения краски и толщину металла. Хоть механические нагрузки и небольшие, но все-таки стенки не должны быть слишком тонкими
Особенно это касается наружных коллекторных шкафов.
А это как его можно встроить
Пример монтажа пластикового коллектора Uponor в коллекторный шкаф заснят на этом видео.
Примеры насосно-смесительных узлов: принцип работы
Существует много схем смесительных узлов, мы постарались подобрать самые понятные и простые для изготовления своими руками. Схемы основываются на одной ориентации – с левой стороны размещается подвод труб подачи и «обратки», с правой стороны – выход на коллектор теплого пола. Конкретно коллектор может присоединяться к насосно-смесительному узлу или находиться на определенном расстоянии. Это зависит от количества места, выделяемого под оборудование.
Пример 1
В насосно-смесительный узел нужно установить трехходовой смесительный термоклапан вместо обычного. Управление данным устройством ложится на термоголовку, оборудованную выносным датчиком (его положение остается прежним).
Подмешивание водяных потоков происходит в трехходовом клапане. Клапан работает по такому принципу: когда шток меняет свое положение, один проход начинает немного открываться, а другой – закрываться.
Трехходовой клапан может управляться не отдельной термоголовкой – многие модели оснащены встроенными датчиками температуры. Некоторые специалисты утверждают, что выносной датчик более корректен — с ним система функционирует намного лучше.
Данный пример подключения узла предполагает использование обратного клапана, установленного на байпасе. Его нужно ставить, если автоматика дополнительно «командует» циркуляционным насосом. Без обратного клапана при простой циркуляции байпас превратится в обычную неуправляемую перемычку, что негативно повлияет на сбалансированность отопительной системы и работу других составляющих. Если насос будет работать постоянно, клапан можно не ставить, поскольку он станет источником дополнительного гидравлического сопротивления.
Вышеописанный метод рационально использовать для крупных смесительных узлов, соединенных с несколькими контурами разного размера. Также его используют для отопительной системы, управляемой погодозависимым механизмом, поскольку параметры изменяются как из-за клапана, так и за счет функционирования циркуляционного насоса.
Пример 1
Пример 2
Этот метод предполагает последовательное расположение циркуляционного насоса. Здесь также рационально использование трехходового клапана, но немного другого. Механизм должен смешивать два потока в один и перенаправлять их к центральному патрубку.
У таких клапанов есть маркировка – стрелочная или цветовая, поэтому вероятность ошибки исключена.
Во всех других аспектах это пример аналогичен первому. Байпас можете вообще не использовать – узел заменен трехходовым клапаном, что хорошо экономит место и придает установке компактность.
Пример 2
Пример 3
Эта и последующая схемы кардинально отличаются от описанных выше примеров, поскольку здесь циркулярный насос располагается совершенно в другом месте.
Пример 3
На рисунке заметно, что новые элементы не использовались. Только у труб подачи и обратки со стороны коллектора изменилось расположение. Байпас используется, но местом встречи холодной и горячей воды является его верхняя точка. На поверхности байпаса установили циркуляционный насос, который прокачивает сверху вниз.
Узел подмеса работает по следующему принципу: термоклапан пропускает горячую воду, дозирует ее до требуемого объема, смешивает с остывшей водой в верхнем тройнике байпаса. Расположенный в этом месте насос хватает два водяных потока и качает их вниз.
В нижнем тройнике байпаса водяной поток опять делится на части. Основная часть воды, отрегулированная до нужной температуры, направляется в систему теплого пола. Остаток автоматически отходит к «обратке».
Пример 4
Этот узел смешения отличается от предыдущего только наличием трехходового термосмесителя, которые смешивает встречные водяные потоки.
Пример 4
Монтаж смесительного узла для теплого пола своими руками
Для правильной сборки узлов смесителя нужно предварительно изучить назначение и принцип действия каждого из них. Нужно понять, как они взаимодействуют друг с другом
И очень немаловажно иметь хотя бы какой то опыт проведения сантехнических работ
Кажется, проще купить готовый узел в специализированном магазине и подключить его согласно инструкции. Кстати, такой смеситель обойдется в 15 – 30 тысяч рублей. А качество сборки и конструкции отнюдь не гарантировано.
Монтаж смесителя своими руками может быть произведен в такой последовательности:
- на выходное отверстие трехходового смесительного клапана привернуть трубку – удлинитель 100 мм;
- на второй конец удлинителя установить циркулярный насос, учитывая направление подачи жидкости. Оно обозначено стрелкой на корпусе. Мощность перекачки устанавливается переключателем насоса и может иметь три значения – 40-45, 60-65 или 80-85 Вт/час. Таким образом, можно регулировать скорость перекачки теплоносителя и, опосредованно, скорость теплообмена;
- к выходному отверстию насоса уже можно подключать «горячий» конец контура теплого пола;
- «холодный» конец («обратку») нужно подключить к отводному отверстию трехходового клапана;
- если к входному отверстию смесителя подключить подачу горячей воды от котла, система может работать в такой комплектации.
Но обеспечить работу такой примитивной системы можно только постоянно находясь рядом с ней и контролируя ее состояние тактильно и визуально. Это невозможно, поэтому немного усовершенствуем систему:
- сразу за насосом, через тройник, установить «гребенку» с количество отводов равному количеству контуров в системе теплых полов, плюс один отвод для байпаса. На тройник установить термометр циферблатного типа;
- на каждый отвод установить шаровой кран;
- к шаровым кранам подсоединить горячие концы каждого контура, холодные концы подключить к соответствующим выходам второй гребенки такой же конструкции;
- установить байпас на последний отвод первой гребенки, второй конец байпаса соединить со второй гребенкой;
- на конец гребенки со стороны смесительного клапана установить тройник для термометра циферблатного типа. Он предназначен для измерения температуры охлажденного в контурах отопления теплоносителя;
- далее нужно установить второй тройник, его верхний отвод соединить с трехходовым смесителем, на свободный выход установить датчик терморегулятора смесителя. Датчик подключить к терморегулятору;
- от второго конца гребенки сделать отвод в котел.
Кроме того, в системе желательно применение механических терморегуляторов на каждый регистр отопления отдельно. Эти изделия устанавливаются на гребенке горячего входа.
На гребенке обратки нужно установить расходомеры для контроля интенсивности обращения теплоносителя в каждом регистре и контроля наличия потока жидкости как такового.
Конструкции смесительных узлов могут быть самыми разными, просто нужно понимать взаимодействие каждого элемента и правильно их использовать.
Чего следует избегать категорически
- Попадания в систему теплого пола теплоносителя с температурой более 80оС. Трубы, в том числе и пластиковые, выдержат такую температуру, а вот стяжка разрушится через несколько часов.
- Температура поверхности теплого пола не должна превышать 31оС. При более высокой температуре конвекционные потоки настолько мощны, что активно поднимают в воздух пыль с пола. Это чревато легочными заболеваниями и различными аллергиями.
Смесительный узел для теплого пола своими руками – дело не простое, но вполне достижимое.
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.
