Коллектор (смесительный узел) для водяного теплого пола

При устройстве водяного подогрева пола укладывается немалое количество труб — несколько отрезков, которые называют контурами. Все они заводятся на устройство, раздающее и собирающее теплоноситель — коллектор для теплого пола.

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.

Коллектор для теплого пола на 6 контуров

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.

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.

Выбор параметров клапанов

И двухходовые и трехходовые клапана характеризуются пропускной способностью или производительностью. Это величина, отображающая количество теплоносителя, которое он в состоянии через себя пропустить в единицу времени. Чаще всего выражается в литрах в минуту (л/мин) или в кубометрах в час (м 3 /час).

Вообще, при проектировании системы, требуется сделать расчет — определить пропускную способность контуров теплого пола, учесть гидравлическое сопротивление и т.п. Но если коллектор для теплого пола собирается своими руками, расчеты делают крайне редко. Чаще основываются на опытных данных, а они таковы:

• клапана с расходом до 2 м 3 /час могут обеспечить нужны примерно 50-100 кв.м. теплого пола (100 квадратов — с натяжкой при хорошем утеплении).
• если производительность (обозначается иногда как KVS) от 2 м 3 /час до 4 м 3 /час, их модно ставить на системы, в которых площадь теплого пола не более 200 квадратов;
• для площадей более 200 м2 требуется производительность более 4 м 3 /час, но чаще делают два узла подмеса — это получается проще.

Материалы из которых делают клапана — двухходовые и трехходовые — латунь и нержавеющая сталь. При выборе эти элементы стоит брать только фирменные и проверенные — от их работы зависит работа всего теплого пола. Есть три явных лидера по качеству: Овентроп, Эсби, Данфос.

Название	Подсоединительный размер	Материал корпуса/штока	Производительность (KVS)	Максимальная температура воды	Цена
Danfoss трехходовой VMV 15	1/2″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	2,5 м3/ч	120°C	146€ 10690 руб
Danfoss трехходовой VMV-20	3/4″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	4 м3/ч	120°C	152€ 11127 руб
Danfoss трехходовой VMV-25	1″ дюйм	латунь/нержавеющая сталь	6,5 м3/ч	120°C	166€ 12152 руб
Esbe трехходовой VRG 131-15	1/2″ дюйм	латунь/композит	2.5 м3/ч	110°C	52€ 3806 руб
Esbe трехходовой VRG 131-20	3/4″ дюйм	латунь/композит	4 м3/ч	110°C	48€ 3514 руб
Barberi V07M20NAA	3/4″ дюйм	латунь	1.6 м3/ч	предел регулировки — 20-43°C	48€ 3514 руб
Barberi V07M25NAA	1″ дюйм	латунь	1.6 м3/ч	предел регулировки — 20-43°C	48€ 3514 руб
Barberi 46002000MB	3/4″ дюйм	латунь	4 м3/ч	110°C	31€ 2307руб
Barberi 46002500MD	1″ дюйм	латунь	8 м3/ч	110°C	40€ 2984руб

Есть еще один параметр, по которому надо выбирать — пределы регулировки температуры теплоносителя. В характеристиках обычно указывается вилка — минимальная и максимальная температура. Если вы проживаете в Средней Полосе или южнее, на период межсезонья комфортная температура в помещении поддерживается если нижний предел регулировки 30°C или меньше (при 35°C уже жарко). В этом случае пределы регулировки могут выглядеть так: 30-55°C. Для более северных регионах или при плохом утеплении пола берут с пределом регулировки от 35 градусов.

При сборе смесительная группа устанавливается перед коллектором для теплого пола. Тогда в контура попадает теплоноситель нужной температуры.

Что надо знать при выборе коллектора для водяного тёплого пола

Для регулирования циркуляции теплоносителя и степени его нагрева в системе отопления устанавливают коллектор для водяного тёплого пола. Смесительный узел выполняет и другие функции: измеряет давление в системе отопления, обеспечивает равномерную подачу теплоносителя, помогает устранять воздух из контура отопления.

Коллектор использует простой принцип работы, но без его помощи система отопления, использующая больше чем один водяной контур, не сможет эффективно работать и отапливать помещение.

Обязательно ли нужен смесительный узел

Правомерный вопрос, особенно если учесть, приличную стоимость коллектора. Следует признать, водяные теплые полы без смесительного узла могут нормально работать, но только при условии, что они имеют один отопительный контур. Что это означает на практике?

Согласно рекомендациям производителя, длина укладываемой трубы в теплых полах не должна превышать 70 м. Если учесть, что при максимальном разрыве шага между трубами, этого количества хватит только для 7 м², не сложно подсчитать, для отопления средних размеров комнаты потребуется уложить сразу три контура.

В большинстве случаев теплые полы укладывают сразу для нескольких комнат: прихожей, ванной, кухни и т.д. Обеспечить равномерную подачу теплоносителя без подключения к коллектору котельной нереально. Но если необходимо отапливать только одно небольшое по размерам помещение, тогда можно обойтись без смесительного узла.

Принцип работы коллектора теплого пола

Смесительный узел для систем водяного теплого пола имеет простое, но достаточно эффективное устройство, состоящее из следующих узлов:

Циркуляционный насос – устанавливается на подаче теплоносителя. Насос позволяет установить и поддерживать необходимое давление в системе отопления, а также регулирует скорость циркуляции жидкости по водяному контуру.

Узел подмеса – по сути, представляет собой регулирующий клапан, отвечающий за подпитку водяного контура горячей водой. Принцип работы узла подмеса заключается в следующем – термодатчик дает сигнал на открытие клапана и добавление нагретого теплоносителя в систему до тех пор, пока температура жидкости не достигнет определенной заданной температуры. После этого подается сигнал на закрытие. В качестве датчика используется сервопривод для коллектора.

Распределительная гребенка – имеет несколько отводов для одновременного подключения нескольких водяных контуров. На гребенке установлены расходомеры, позволяющие контролировать расход теплоносителя по зонам.

Воздухоотводчик или система выпуска воздуха – самый простой коллектор не имеет клапана сброса воздуха. Обычно сепараторы устанавливают в уже готовых смесительных узлах, изготовленных известными производителями. Предназначение сепаратора состоит в автоматическом удалении воздуха из водяного контура.

Как правильно собрать и подключить коллектор

Обычно, монтажная схема коллектора водяного теплого пола вложена в комплект готового смесительного узла. Согласно плану, от мастера, выполняющего сборку, потребуется:

Установить рамку – коллектор монтируется в горизонтальном положении прямо на стену, либо в вырезанную нишу. Единственным условием монтажа является свободный доступ к стрелке труб отопления. Также возможна установка коллекторного шкафа своими руками. Шкаф позволит скрыть разводку от посторонних глаз, что особенно важно, если под котельную используется ванная или прихожая.

Подключение к котлу – подача теплоносителя осуществляется снизу, обратка идет поверху. Перед рамкой обязательно устанавливаются шаровые отсекающие. Сразу за кранами устанавливается насосная группа. Для поддержания необходимой температуры, нагретый теплоноситель используется только частично. Насос не только создает необходимое давление в системе отопления, но и помогает смешивать остывшую воду из контура полов и нагретую, идущую от котла.

Монтируется пропускной клапан, имеющий ограничитель температуры. За клапаном устанавливается распределительная гребенка. Разводка коллектора на тёплые полы выполняется следующим образом. Трубы, идущие в теплый пол, крепятся сверху, из системы отопления снизу. Если необходимо собрать распределительный коллектор теплого водяного пола своими руками, в гребенку устанавливают запорные краны с встроенным терморегулятором.
Практика показывает, что оптимальным вариантом является приобретение готовой конструкции. Сборка коллектора даже профессионалом и самостоятельная регулировка клапанов трудоемкий процесс, для выполнения которого требуются определенные навыки и опыт работы.

Подключение коллектора теплого водяного пола требует использования специальных комплектующих. Используют компрессионные фитинги, состоящие из опорной втулки, зажимного кольца и промежуточной латунной гайки. После монтажа осуществляется настройка коллектора.

Опрессовка коллектора – после окончания монтажных работ, необходимо проверить герметизацию соединений. Для этого укомплектованную коллекторную группу подключают к насосу (опрессовщику). С помощью опрессовщика нагнетают давление в системе. Водяной контур оставляют под давлением на сутки. Если показатели давления не изменились, значит, установка коллектора тёплого пола своими руками была выполнена правильно и смесительный узел готов к эксплуатации.

Как регулировать температуру пола коллектором

Узел управления позволяет точно отрегулировать температуру циркулирующего теплоносителя. Для чего это нужно?

В обычных котлах вода нагревается в диапазоне от 60 до 85°С. Температура теплого пола согласно рекомендациям производителя, не должна превышать 30°С.

Регулировка коллекторной группой, выполняется следующим образом:

Смесительный клапан подмешивает к остывшей воде горячий теплоноситель. Процесс регулировки выполняется вручную либо с помощью сервопривода (не входит в базовую комплектацию коллектора и приобретается отдельно).

С помощью запорных кранов – узел регуляции полов в сборе имеет несколько шаровых отсекающих, обычно устанавливаемых на подачу и обратку для каждого запитанного контура. Запорные краны регулируют интенсивность подачи теплоносителя для каждой зоны системы отопления.
Можно отбалансировать коллектор таким образом, чтобы установить наиболее комфортную температуру не только для разных, но даже отдельных участков в одной комнате. Насколько открывать расходомеры, зависит от необходимой интенсивности отопления.

Как выбрать коллектор для водяного пола

Устройство коллекторного шкафа позволяет выбрать разные системы регулирования и подачи теплоносителя. У каждого производителя существует несколько вариантов регулировочно-смесительного оборудования, но в основном выбор ограничен следующими устройствами.

Конструкция с трёхходовым клапаном – является универсальным устройством. Технология монтажа коллектора с трехходовым клапаном допускает дополнительную установку сервоприводов и погодозависимой автоматики. Обычно гидравлическую рамку устанавливают для больших помещений. После этого клапан сам создает оптимальное рабочее давление, регулирует температуру и подачу теплоносителя.

Двухходовая схема обвязки коллектора – особенностью такого решения является то, что, подогрев теплоносителя осуществляется в постоянном режиме. Смесительный узел работает как простой механизм. Подача нагретого теплоносителя осуществляется постоянно, но клапан регулирует количество подачи. В результате удается избежать перегрева и обеспечить равномерный прогрев помещения.
Даже самые современные универсальные коллекторы с двухходовым клапаном имеют один существенный недостаток – невозможность использования для помещений свыше 200 м². Обязательной деталью для сборки коллектора с двухходовым клапаном, являются термостатические регулировочные узлы. Также потребуется использование расходомеров.

При выборе подходящего смесительного узла, следует обратить внимание на размеры коллектора. Существуют разные схемы смесительных узлов водяного теплого пола, зависящие от количества контуров, подключенных к системе отопления.

Самодельный распределительный коллектор можно собрать по личному усмотрению с любым количеством патрубков. Профессионалы советуют оставить несколько отводов для возможного увеличения контуров отопления в будущем.

Частые ошибки при сборке и установке коллектора

Существует несколько распространенных ошибок, обычно допускаемых при сборке или установке смесительного узла:

Неправильные настройки балансировочного клапана. Расчет нагрузки на водяной контур высчитывают еще до монтажа системы отопления. Подачу воды выполняют по предварительно полученным результатам.

Отсутствие воздушного клапана в гребенке. Даже если в конструкции не предусмотрен сепаратор, его устанавливают в обязательном порядке. Появившиеся воздушные пробки являются основной причиной, по которой теплые полы теряют работоспособность.

Ошибки в расположении подающего коллектора. Подача теплоносителя осуществляется с верхней, а не нижней планки.

Установка нескольких насосов без использования обратных клапанов. Применение регулирующей арматуры в этом случае позволяет устранить вероятность циркуляции теплоносителя через отключенный насос. Принципиальная схема установки обратного клапана предназначена предотвратить утечку теплоносителя. Самостоятельно и правильно заполнить теплые полы заново достаточно проблематично.

Отсутствие грамотной схемы подключения водяного теплого пола без коллектора. Самостоятельная сборка коллектора достаточно сложный процесс, но при условии соблюдения рекомендаций, выполнить монтаж самостоятельно, возможно.
При условии, подключения только одного водяного контура, можно вовсе обойтись без монтажа коллектора. В любом случае, потребуется правильно рассчитать тепловую нагрузку системы отопления, а для этого нужна помощь специалиста. Во время выполнения проекта будет рассчитан оптимальный вариант расположения коллекторного шкафа.

Правильный монтаж и последующую регулировку смесительного узла может выполнить исключительно специалист. Для установки требуется предварительно выполнить грамотный расчет тепловой нагрузки и составить подходящую схему отопления.