Устройство и принцип работы гребенки для системы теплый пол

В последнее время очень популярно стало отапливать свое жилище дополнительными устройствами. Одним из них стала система теплый пол. Гребенка — важный узел, обеспечивающий распределение и нормальную циркуляцию теплоносителя в этой системе. Еще это устройство называют распределительным коллектором.

Назначение устройства

Гребенка для теплых полов своей конструкцией напоминает тепловые коллекторы, которые устанавливают вместе с гидрострелкой. Размещают гребенку в месте сбора окончаний греющих трубопроводов после их укладки на поверхности пола. Ее прямое назначение заключается в:

1. Обеспечении нужным количеством теплоносителя обогреваемых помещений. Достигается это регулированием подачи с помощью специальных вентилей.
2. Снижении температуры воды до рабочих параметров, которые не должны превышать +45°C.

Основную часть коллектора составляют две параллельные трубы для прямой и обратной подачи теплоносителя. На них расположены патрубки, к которым и подсоединяют концы трубопроводов обогрева. При монтаже гребенки теплого пола два основных коллектора подключают к соответствующим трубопроводам отопительной системы.

В этом видео вы узнаете о видах и основных отличиях гребенки:

Конструкция с двухходовым клапаном

В схеме монтажа теплого пола клапан устанавливается непосредственно перед гребенкой. Он соединяется с температурным датчиком, который размещают у коллектора обратной подачи теплоносителя. Кроме этого, в схему распределительного узла входят:

Управляют двухходовым клапаном с помощью термоголовки, которая непосредственно связана с температурным датчиком. У этого клапана только два рабочих положения: открыт либо закрыт.

В начале процесса отопления прибор находится в открытом состоянии, и теплоноситель поступает в коллектор. Клапан остается открытым, пока температура воды не достигнет рабочего значения. Как только это произойдет, тандем «датчик + термоголовка» закроют его, и теплоноситель перестанет поступать от котла отопления.

В этот период насос гребенки теплого пола будет самостоятельно осуществлять циркуляцию горячей воды по контурам обогрева. При этом теплоноситель будет постепенно остывать, а когда его температура снизится ниже рабочей, клапан снова откроется.

Правильное смешивание горячей и охлажденной воды происходит за счет балансировочного клапана, регулирующего объем отработанного теплоносителя.

Принцип работы с трехходовым регулятором

Более плавный процесс обогрева контуров происходит, когда подключение гребенки теплого пола проводят через трехходовой клапан. В этом случае распределительный узел обладает тремя точками соединения: от котлового обогревателя, подающего коллектора, входа охлажденного теплоносителя.

В первоначальном положении регулятор открыт только для подачи горячей воды от котла. Когда ее температура превысит нужное значение, регулятор частично откроет систему отопительного пола и немного закроет соединение с котлом.

Тогда горячая и остывшая вода перемешается. Регулятор останется в этом положении, пока температура не упадет ниже требуемого значения. Когда это произойдет, клапан перекроет контур обогрева полов и полностью откроет подачу от котла.

Этот рабочий цикл повторяется непрерывно. Такой способ обогрева применяют обычно для больших площадей, превышающих 150 м². Но считается, что трехходовой регулятор менее надежен и чаще выходит из строя.

Критерии выбора гребенки

Первым делом следует обратить внимание, из какого материала изготовлена эта конструкция. Наиболее популярны коллекторы из латуни, которые производят путем литья. В этом случае получается крепкая и долговечная деталь, но при этом она стоит очень дорого.

Дешевле обходятся сварные изделия, изготовленные из нержавеющей стали. Гребенка получается довольно прочная, но этот материал может быть подвержен электрохимической коррозии.

Бюджетным вариантом считаются изделия из качественного пластичного материала. По своим качествам они не уступают металлическим деталям.

Следующий критерий выбора коллектора — количество эксплуатационных отводов. Лучше всего выбирать изделие с отводами, равными количеству обогреваемых контуров, чтобы не пришлось глушить лишние отверстия.

Учитывая производительность выбираемой гребенки, желательно, чтобы она была с некоторым запасом и выдерживала резкое повышение давление в системе отопления.

Далее во внимание принимается техническое оснащение коллектора для автоматизации и регулирования температуры теплоносителя.

Если вам нужна гребёнка, которая прослужит вам долго – то латунь ваш вариант

На сегодняшний день существуют гребенки, которые можно подключать к термостатам и программируемым контроллерам. С их помощью гораздо проще проводить регулировку, а также осуществлять контроль за количеством и качеством теплоносителя в контурах.

Особенности монтажа изделия

При установке этой конструкции необходимо учитывать ряд правил и особенностей. Обычно коллектор устанавливают на стену, посередине или ближе к полу. Для этого лучше всего использовать специальный коллекторный шкаф, придающий более эстетичный вид конструктивному узлу.

В нем должны быть просверлены отверстия для подходящих трубопроводов. Гребенка крепится с таким условием, чтобы была возможность стравить воздух из отопительных контуров. Это позволит без проблем проводить ремонт в случае аварии.

Длина контуров должна быть примерно одинаковой, чтобы легче было проводить регулировку. Это делается по двум показателям: расходу теплоносителя и его температуре. Для этого в схеме встроены расходомер и температурные датчики.

Важное условие при монтаже теплых полов — общая длина каждого контура не должна превышать 60 м. В противном случае теплоносителю сложно будет преодолевать гидравлическое сопротивление в трубопроводах.

Принцип работы гребенки для водяного теплого пола, схемы подключения и регулировка

Распределительная гребенка для теплого пола – это не какая-то отдельная деталь, а целый коллекторный узел, отвечающий за корректную работу контуров водяного напольного отопления. Наш материал поможет владельцам частных домов, планирующим обогреваться теплыми полами (сокращенно – ТП) , разобраться в устройстве и принципе действия этого узла, а также ознакомиться со схемами и разновидностями гребенок.

Принцип работы гребенки теплого пола

Задача напольного отопления – греть помещения всей поверхностью пола за счет теплоносителя, циркулирующего по трубам, которые заделаны в конструкцию перекрытия. Зачем нужна распределительная гребенка ТП:

1. От источника тепла идет 2 трубопровода – подающий и обратный, а греющих петель бывает 10 и больше. Воду от котла нужно распределить по контурам, причем не равномерно, а сообразно потребности в тепле.
2. Напольный обогрев — это низкотемпературная система отопления. Теплоноситель греется максимум до 55 °С, а рабочий график лежит в диапазоне 35—45 °С. Обеспечивать такой режим с помощью котла затруднительно и неэкономично. Поэтому применяются гребенки для теплого пола, регулирующие температуру воды.

При напольном обогреве гребенка нужна не всегда. Для 1—2 греющих контуров известные производители (например, Oventrop, Herz Armaturen и Danfoss) предлагают упрощенные недорогие приспособления с механическими терморегуляторами. Например, под брендом Oventrop продаются локальные регуляторы настенного монтажа Unibox и Unidis.

Базовый комплект распределительного узла включает в себя такие элементы:

• коллектор теплого пола на 2 и более отвода с термостатическими вентилями и расходомерами (ротаметрами);
• отсекающая арматура (шаровые краны);
• автоматические воздухоотводчики на каждую коллекторную ветвь;
• краны либо пробки для опорожнения;
• термометры;
• шкаф металлический.

Магистрали с теплоносителем, идущие от котла, присоединяются к коллектору, туда же подключаются подводки от греющих контуров теплых полов. За расход нагретой воды в каждой петле отвечают термостатические вентили, настраиваемые вручную либо управляемые автоматически. Величину расхода показывают колбы ротаметров, установленные на подающем (или обратном) коллекторе ТП.

Распределительная гребенка ТП в базовой комплектации

Справка. Коллекторы изготавливаются из латуни, нержавеющей стали и качественного пластика. С технической стороны разницы между ними нет, а по цене пластик обойдется дешевле металла на 15—20%.

В зависимости от выбранного принципа работы гребенки и способа регулировки температуры теплого водяного пола базовый комплект дополняется необходимыми элементами. Методы регулирования и соответствующие комплекты гребенок в сборе мы рассмотрим далее.

Регулировка количества (расхода) теплоносителя

Это наиболее простой и дешевый способ автоматического регулирования температуры напольного покрытия. Заключается в ограничении потока теплоносителя через контуры с помощью специальных термоголовок типа RTL, устанавливаемых на термостаты коллектора. В этом случае схема подключения петель теплого пола к гребенке реализуется без дополнительного циркуляционного насоса, как сделано на фото:

Так выглядят термоголовки RTL, очень похожи на обычные радиаторные

Принцип работы гребенки основан на способности термоголовок RTL ориентироваться на температуру обратного потока теплоносителя, а не окружающего воздуха.

На шкале головки устанавливается требуемая температура обратного потока (обычно – 40 °С). При ее достижении термочувствительный элемент нажимает на шток клапана, перекрывающего проходное сечение. Количество проходящего через контур теплоносителя снижается, нагрев поверхности пола прекращается. Когда вода в петле остывает ниже 40 °С, термоголовка снова отпускает шток, позволяя порции горячего теплоносителя от котла затечь в контур.

Устройство термостатического клапана и установка сервопривода вместо термоголовки

Чтобы напора центрального циркуляционного насоса хватало на преодоление гидравлического сопротивления греющих контуров, их длина не должна превышать 60 м, это обязательное условие. Иначе поверхность станет прогреваться неравномерно, как и помещение. Сборка такой гребенки для теплого пола не представляет сложности, при желании выполняется своими руками. Подробнее о количественной регулировке температуры ТП на коллекторе расскажет эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:

Качественное (температурное) регулирование ТП

В основу данной методики положен принцип смешивания остывшего теплоносителя, поступающего из системы напольного отопления, с горячей водой от котла. В результате в контуры подается теплоноситель заданной температуры 35…45 °С. К базовому комплекту гребенки добавляются элементы смесительного узла:

• дополнительный циркуляционный насос для теплого пола;
• двух– либо трехходовой клапан, смешивающий горячую и остывшую воду;
• термоголовка с выносным датчиком температуры;
• термостат безопасности, управляющий работой насоса.

Вместо приведенного набора деталей можно купить готовый смесительный узел с насосом, стыкующийся с гребенкой теплого пола. Ниже на рисунке показаны подобные узлы от бренда Danfoss, рассчитанные на тепловую мощность напольного отопления 9 и 13 кВт:

Схема подключения гребенки теплого пола с двухходовым клапаном и термоголовкой работает следующим образом:

1. На стадии нагрева двухходовой термостатический вентиль, установленный на подающей магистрали, находится в открытом положении, пропуская весь теплоноситель в систему напольного отопления.
2. При достижении температуры воды установленного значения (обычно — 45 °С) жидкость в колбе накладного температурного датчика расширяется и воздействует на сильфон термоголовки. Последний нажимает на шток 2-ходового термостатического клапана.
3. Вследствие дальнейшего роста температуры в котловой магистрали клапан перекрывает поток полностью. Теплоноситель циркулирует внутри системы теплых полов, побуждаемый собственным насосом.
4. После остывания воды в контурах на 1—2 °С жидкость в колбе датчика сжимается и клапан приоткрывается, подмешивая в контуры порцию горячей воды извне. Так температура теплоносителя на выходе из гребенки в теплые полы поддерживается на постоянном уровне.
5. Задача накладного термостата безопасности – остановить работу напольного отопления в аварийной ситуации, когда в контуры попадает вода с температурой более 55 °С. Термостат отключает циркуляционный насос и блок управления сервоприводами (при наличии). Рабочая схема гребенки со смесительным узлом показана на рисунке:

Примечание. Показанный на схеме перепускной клапан служит для запуска теплоносителя по кругу через байпас, когда вследствие автоматического регулирования все греющие контуры вдруг закрылись и насосу некуда качать воду (работа на закрытую задвижку).

Схема с трехходовым клапаном

Более плавную и точную регулировку температуры теплоносителя дает смесительный узел с 3-ходовым клапаном. Тогда распределительная гребенка работает немного иначе – смешивание происходит внутри клапана, а не в подающем коллекторе. Алгоритм работы такой же, как и в предыдущем случае, только регулирование происходит непрерывно и более точно. Устройство гребенки с трехходовым смесительным клапаном показано на схеме:

Насосный агрегат заставляет циркулировать теплоноситель по греющим контурам теплых полов

Управление смешивающим узлом осуществляется такими способами:

1. Вручную. Рукоятка на клапане фиксируется в 1 положении, потоки смешиваются в неизменных пропорциях. Это примитивный и непродуктивный способ, поскольку расход тепла системой напольного отопления – величина переменная.
2. Автоматически от термоголовки с выносным температурным датчиком. Используется смесительный термоклапан с нажимным штоком. При снижении температуры в обратном коллекторе термоголовка отпускает шток клапана и происходит подмешивание горячего теплоносителя, идущего от котла (показано выше на схеме).

Представленный способ – наиболее дорогой по стоимости комплектующих, монтажа и настройки, зато самый эффективный.

Управление греющими контурами

При качественном регулировании теплоносителя по температуре его расход остается неизменным, если не установить дополнительные средства автоматизации. Без них объем проходящей через контур воды настраивается только вручную – вентилями и ротаметрами, расположенными на подающем/обратном коллекторе. Но термоклапанами можно управлять и автоматически, если поставить на них сервоприводы.

Сервоприводы крепятся к термостатическим вентилям на обратном коллекторе и управляют ими по команде контроллера

Система работает так: в помещениях стоят проводные либо беспроводные терморегуляторы, следящие за температурой воздуха и связанные с единым блоком управления (контроллером). Он, получая сигналы от комнатных термостатов, посредством сервоприводов открывает и закрывает вентили на гребенке теплых полов. Таким способом контроллер может управлять напольным обогревом и радиаторной системой одновременно, что и показано на схеме:

Помимо температурного регулирования совместно с термостатами, контроллер умеет делать еще ряд интересных вещей:

• реагировать на изменения погодных условий на улице;
• заранее прогревать необходимые помещения к заданному времени;
• отключать обогрев теплыми полами в неиспользуемых комнатах;
• управляться дистанционно через GSM связь или интернет.

Использование сервоприводов и средств автоматизации не только повышает комфорт для проживающих, но и позволяет экономить 15—20% средств, затрачиваемых на оплату энергоносителей и таким путем снижать цену отопления частного дома.

Гребенка для теплого пола своими руками

Поскольку распределительная гребенка для теплых полов в сборе стоит немалых денег, есть парочка способов сэкономить, изготовив подающий и обратный коллектор своими руками:

• собрать узел из латунных или пластмассовых тройников, предназначенных для отопления.
• самостоятельно спаять гребенку из полипропилена.

В обоих случаях придется купить термостатические вентили и прочие элементы согласно выбранной схеме регулирования. Тройники соединяются на резьбе, а полипропиленовые фитинги – сваркой (пайкой). Количество соединений довольно велико, каждый стык нужно сделать надежно, чтобы впоследствии не возникло протечек. При изготовлении гребенки из полипропилена следует выдерживать время прогрева и соединять детали максимально быстро.

Главный недостаток гребенок для теплых полов, сделанных своими руками, — сложность предварительной настройки и регулировки без расходомеров. Расход теплоносителя придется определять наугад, даже когда длины труб в контурах одинаковы, поскольку теплопотери в помещениях разные.

Выводы и рекомендации

Судя по отзывам на форумах, домовладельцы знакомы с гребенками, оснащенными смесительным узлом и насосом. Примечательно, что далеко не все мастера знают о существовании термоголовок типа RTL. А они позволяют значительно снизить цену гребенки теплого пола, устанавливаемой в загородном доме небольшой или средней площади (до 250 м²). Отсюда рекомендации:

1. По возможности используйте заводскую или самодельную гребенку с термоголовками RTL, тогда не придется покупать циркуляционный насос и клапаны. Главное условие – протяженность контуров не более 60 м.
2. Если количество петель достигает 10 и более, а подающая магистраль от котла довольно длинная, подберите более мощный основной насос. Можно поставить агрегат Grundfos Alfa-2 15—60 с функцией Autoadapt для экономии электричества.
3. При длине контуров до 100 м, площади дома свыше 250 м² и сложной отопительной системе используйте гребенку с двух– или трехходовым клапаном (качественное регулирование).
4. При возможности оснащайте гребенку и систему напольного отопления средствами автоматизации. Для этого рекомендуется проконсультироваться со специалистом в данной сфере.

Примечание. Проектировщики и производители комплектующих для теплого пола категорически не рекомендуют делать длину трубы в одной петле более 100 м (Ø16 мм).

Желательно избегать ситуации, когда гребенка распределения стоит на 1 этаже, а теплые полы сделаны на 2 и 3 этажах. Узел лучше расположить ближе к контурам и провести к нему 2 магистрали, вместо того, чтобы прокладывать 10 или 20 труб от гребенки по стенам и сквозь перекрытия. Ответы на многие вопросы вы получите, просмотрев видео: