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.
Схемы подключения теплого пола
Чаще всего применяют 4 схемы подключения. Каждая из них применяется в отдельных случаях. Все зависит от вида системы отопления, количества комнат, используемых материалов и прочих факторов.
Напрямую от котла
Такая схема предполагает наличие котла, от которого распределяется теплоноситель на теплый пол и другие отопительные системы (к примеру, дополнительный радиатор). Охлаждаясь, жидкость поступает обратно в котел, где заново нагревается. В системе еще используют насос, который регулирует движение теплоносителя.
В данном видео специалист показывает готовую систему, установленную напрямую от котла. Дает полезные комментарии к своей работе:
От трехходового клапана
Данный вид подключения обычно применяется при комбинированной системе отопления. Учитывая, что от котла поступает вода с температурой 70-80 градусов, а теплый пол разгоняет теплоноситель температурой до 45 градусов, то системе нужно как-то охладить горячий поток. Для этого и устанавливается трехходовой клапан.
Как это работает? Обратите внимание на схему:
- От котла поступает горячая вода.
- Одновременно с другой стороны в клапан поступает остывшая вода (которая прошла по теплому полу, нагрела его, остыла и вернулась обратно).
- В центре клапана происходит смешивание горячей воды и остывшей обратки.
- Термоголовка клапана регулирует необходимую температуру. Когда она доходит до нужных 40-45 градусов – вода поступает снова по трубам теплого пола, нагревая помещение.
Отрицательным моментом является невозможность точно распределить дозировку холодной и горячей воды. В некоторых случаях на входе в теплый пол может поступить или слишком охлажденная жидкость, или немного перегретая.
Но, учитывая, что монтаж такой системы очень прост и не «бьет по кошельку», то многие соглашаются на такой вариант подключения. К примеру, отличным вариантом будет выбор, где заказчик не имеет высоких требований и хочет сэкономить.
Пример реальной схемы:
В данном видео специалист-установщик подробно рассказывает о начинке трехходового клапана, в каких случаях его лучше устанавливать и какие его разновидности бывают. Инженер озвучивает возможные ошибки и дает рекомендации, как их избежать:
От насосно-смесительного узла
Схема смешанная. Имеет зону радиаторного отопления, теплый пол, насосно-смесительный узел. Подмешивание проходит от остывшей воды теплого пола, которая пришла с «обратки», к нагретой котловой.
В каждом смесительном узле установлен клапан балансировки. Он точно дозирует объемы остывшей жидкости (обратки) к подмесу в горячую воду. Это способствует добиться точных данных по температуре входа теплоносителя в теплый пол для его подогрева.
От радиатора
Во многих помещениях и квартирах запрещено применять такую схему подключения теплого пола. Но там, где это позволительно (разрешение берется в ЖКХ или УК вашего дома), то схема проводится напрямую через радиатор (батарею).
Нагретая вода напрямую поступает из радиатора в теплый пол. Остывшая вода попадает в кассетный ограничитель температуры и возвращается в радиатор (выход теплоносителя).
Установка самая простая и бюджетная. Но тут есть свои минусы – вода от радиатора бывает слишком горячей для теплого пола. Отсюда вытекающие – недолговечность системы и материала, слишком горячий пол. В летний сезон, когда отключают отопление – пол будет холодный.
Идеальное место применения подогрева пола от радиатора – санузел, лоджия.
В видео представлен монтаж теплого пола напрямую от общего радиатора отопления. Установщик детально показывает, как это сделать с минимальными потерями. Установка 3-х контуров: кухня, санузел, гостиная. Квартира небольшая:
Тонкости монтажа
Собранный своими руками или заводской смесительный узел монтируется до контура непосредственного самого теплого пола.
Установка бывает как право-, так и левосторонней.
Место крепления узла может осуществляться непосредственно в комнате, в специально оборудованном отдельном коллекторном шкафу, в котельной или другой комнате.
В первую очередь устанавливается насос, а также температурный датчик непосредственно на входную трубу.
К так называемой теплой трубе подсоединяется смесительный клапан, а к выходной трубе, соответственно, обратный клапан.Внимание! В комнатах малой площади коллекторную группу устанавливать до контура с радиаторами необязательно. Если температура жидкости не успевает значительно остыть по мере своего движения, коллектор можно поставить в радиаторный контур на обратку.
Выход клапана для обратки подключается к холодной трубе, а затем отводится к смесительному клапану.
Для проверки температуры в теплом полу осуществляется пробное включение
При слишком высокой температуре или, наоборот, низкой, соответственно уменьшают либо увеличивают пропускную мощность установленного клапана. Настраивается терморегулятор на комфортной для владельца температуре.
Разновидности смесителей для обогревательного пола
Есть всего 2 вида смесителей — с 2-х и 3-х ходовыми клапанами. Их задачей является перемешивание холодной и горячей воды для обогревательного пола, что создает ее беспрерывный круговорот.
Двухходовый клапан оборудуется термической головкой с датчиком. Датчик контролирует температуру в режиме реального времени и в случае необходимости останавливает подачу теплоносителя от котла. Подача осуществляется только тогда, когда вода остынет во время подмешивания обратки в подачу. Двухходовые клапана предназначаются для помещений чья общая площадь не превышает 200 м2.
У трехходового клапана более высокая пропускная способность, чем у двухходового. Он не сможет пропустить воду в общую систему в помещениях небольших размеров, в том случае когда полностью открыт. Как результат это может вызвать резкие скачки температуры и следствем этого может стать разрыв трубок.
Исходя из данных приведенных выше можно сделать заключение что 3-ходовый клапан наиболее оптимально справляется со своими функциями в больших и просторных помещениях, где смонтированы системы с большим количеством контуров и используются контролеры окружающих условий.
На прилавках современных магазинов можно будет встретить модели отличающиеся по потребительскому типу:
- для присоединения к персональному типовому коллектору;
- как групповой персональный узел для установки системы с высокой мощностью.
Последний вариант может быть использован для того чтобы подсоединить несколько маломощных систем либо большой мощностью с 2 – 12 выходами.
Существуют также уличные датчики температуры. Эти приборы рекомендуются для того чтобы автоматизировать регулировку теплоносителя исходя из погодных условий. К примеру при падении температуры на улице то датчик дает сигнал об увеличении температуры теплоносителя. Как только на улице становится теплее датчик предает команду системе об понижении температурных показателей теплоносителя.
Прибор сконструирован таким образом что его устройство предполагает поворот на 90о . А специальный контролер делит их на 20 участков и мониторит погоду на улице. В том случае когда температура воды не соответствует погодным условиям, вентиль поворачивается на необходимое число делений. Это естественно можно сделать и самостоятельно, погодный датчик температуры намного удобнее.
Два метода организации узла подмеса
Коллектор не только управляет и анализирует температуру поступающего теплоносителя, он также осуществляет его циркуляцию. Состоит коллекторный узел из двух деталей:
- Предохранительный клапан питает греющий контур горячим теплоносителем по потребности, а также анализирует температуру на входе.
- Циркуляционный насос обеспечивает необходимое движение теплоносителя по греющим контурам. Благодаря этому поверхность пола прогревается равномерно.
Помимо этих двух важных деталей, в комплект могут включаться и другие дополнительные элементы:
- Узел защиты от больших нагрузок.
- Байпас.
- Отсекающий и дренажный клапан.
- Воздухоотводчик.
Работа смесительного узла организовывается с использованием двухходового и трехходового клапана. На двухходовом клапане установлен термостат с инфракрасным датчиком. Он анализирует температуру поступающего теплоносителя. Имеющаяся головка клапана открывает или закрывает подачу горячего теплоносителя. Зачастую такой клапан называют питающим. Как же происходит процесс смешивания горячей и холодной воды? Текущая вода по системе двигается по кругу. Головка предохранителя то открывает, то закрывает клапан для подмешивания горячей воды.
Что касается трехходового клапана, то он выполняет одновременно две функции: байпасного крана балансировки и питающего клапана. В нем происходит смешиваний воды, которая поступает из системы теплого пола обратно уже остывшей. Клапан, оснащенный тремя ходами, зачастую оборудуется сервоприводом. В таком случае происходит управление погодозависимым контролером и термостатом. В корпус клапана помещена заслонка, которая вмонтирована между трубами горячей и холодной воды, эта зона имеет 90°. Благодаря этому существует возможность настраивать температуру в точности до 1°С.
Но, несмотря на все эти положительные моменты, трехходовой клапан имеет свои недостатки. Например, резкая подача охлажденной воды в трубы может вызвать скачок сильного давления. Кроме этого, он нуждается в щепетильной регулировке. Если будут хоть малейшие сбои в настройке, температура теплого пола значительно изменится.
Некоторые решают монтировать клапаны с ручной регулировкой. Но в таком случае очень сложно настроить каждый отдельный контур на одинаковую температуру. Поэтому в большинстве случаев практикуется система с автоматической регулировкой. Для этой цели устанавливается погодозависимый контроллер, который анализирует температуру на улице каждых 20 секунд, как следствие в отопительную систему подает сигнал на корректировку температуры в большую или меньшую сторону.
Как работает система подмеса воды
Система подмеса на несколько комнат
Условно говоря, узел смешивания для теплого пола работает таким образом:
Горячая жидкость доходит до коллектора теплого пола и останавливается с помощью предохранительного клапана, если её температура слишком высока. От давления срабатывает заслонка и начинает подавать остывшую жидкость из обратки (которая уже прошла сквозь контур и остыла). Как только температура становиться оптимальной, клапан перекрывается обратно. Есть несколько способов организовать подмес воды, о котором мы расскажем ниже.
Также зачастую коллекторный узел не только держит оптимальный уровень температуры, но и увеличивает давление в контуре для улучшения циркуляции.
Он обычно состоит из следующих элементов:
- Предохранительный клапан, о котором мы рассказали выше. Он включает смешивание, если температура становиться слишком горячей.
- Циркуляционный насос, который увеличивает давление воды и делает прогрев равномерным.
Помимо этого узел может еще включать в себя байпас – для защиты от перегрузок, клапаны для спуска воды и воздухоотводчики. В зависимости от ваших требований, его сборка может быть выполнена несколькими способами.
Смесительный узел всегда устанавливается до контура теплого пола, но место его крепления может быть разным: непосредственно в комнате, в котельной или другой комнате в коллекторном шкафу.
Главным отличием смесительных узлов друг от друга являются используемые в них клапаны. Наиболее популярными считаются двух- и трёхходовые клапаны.
Двухходовой клапан
Двухходовой питающий клапан
Также такой клапан часто называют питающим. На нем установлена термоголовка с датчиком жидкости, который постоянно проверяет подаваемую воду. При необходимости он отсекает подачу горячей жидкости от котла.
В итоге для смешивания постоянно подается вода из обратки, а когда она приостывает, клапаном добавляется горячая порция. Таким образом, теплый пол квартиры или дома не перегревается и срок его эксплуатации увеличивается. Такой вариант обладает маленькой пропускной способностью, поэтому регулировка происходит плавно, без резких скачков.
Большинство мастеров предпочитают устанавливать именно такой тип смешивания, но для его использования площадь отопления не должна превышать 200 квадратов.
Трехходовой клапан
Такой вид совмещает в себе функции пропускного клапана и байпасного балансировочного крана. Его главным отличием является смешивание внутри него горячего теплоносителя с остывшей обраткой. Зачастую они оснащаются сервоприводами, которые управляют термостатическими устройствами и метеоконтролеррами.
Внутри этого клапана расположена заслонка, которая установлена в зоне между трубой подачи и обратки. Регулируя положение заслонки, изменяется соотношение подаваемой воды.
Трёхходовой смесительный кран
Этот тип подключения считается более универсальным, хорошо подходит для крупных систем с большим количеством контуров и использованием метеоконтроллеров.
Также стоит рассказать о недостатках такой схемы подключения. Не исключены случаи, когда по сигналу от термостата клапан полностью откроется и впустит воду 95 градусов в контур. В системе теплого пола недопустимы резкие скачки температуры и давления, трубы теплого пола попросту могут лопнуть.
Вторым недостатком является большая пропускная способность трехходового клапана. То есть даже от незначительного его смещения температура может резко измениться.
Уличные датчики температуры
Подключение вместе с уличным датчиком температуры
Погодозависимые датчики ставят для автонастройки температуру под погодные условия. Например, при резком похолодании они дают команду на увеличение температуры пола.
Вентиль поворачивается максимум на 90 градусов. Контроллер делит их на 20 отрезков по 4,5 градуса и каждые 20 секунд проверяет подаваемую температуру. Если фактическая температура не соответствует оптимальной, вентиль поворачивается на 1 деление. Кроме того, некоторые виды могут снижать подачу воды, когда дома никого нет.
Конечно, это можно делать вручную, и каждый раз подкручивать вентиль, но устанавливать каждый раз оптимальный режим подогрева будет трудно.
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.
Цель использования коллектора
Коллектор – это устройство, с помощью которого поток теплоносителя распределяется по отдельным контурам водяного пола, а затем возвращается обратно для нагрева. Выглядит коллекторный узел как две трубы с отверстиями, к которым подключают контуры системы.
Наличие распределительного коллектора в схеме организации теплого пола предоставляет возможность контролировать объем потока теплоносителя. Одна из труб коллектора – подающая, на нее поступает горячая вода и к ней подключают входы контуров водяного пола.
Обратку контуров подключают к обратной трубе коллектора. Отверстия, к которым выполняется такое подключение, обычно оборудованы резьбовыми, фитинговыми или другими соединениями.
Коллектор состоит из ряда таких элементов, как собственно коллектор (1 и 2),переходник для крана Маевского (3); сливной кран (4); воздухоотводчик (5); клапан (6); кронштейн (7); евроконус (8)
Здесь же устанавливают различные устройства, при помощи которых можно регулировать показатели потока теплоносителя. Простейший вариант коллектора промышленного производства – это труба с соединителем, который называют евроконусом. Это вполне удобный и надежный узел, но он не позволяет управлять потоком воды.
Чтобы эффективно использовать такое устройство, придется дополнительно приобрести и установить ряд элементов.
Чуть сложнее устроен коллектор производства КНДР. Помимо соединений на выходных отверстиях здесь установлены вентильные краны, никаких автоматических средств регулирования потока не предусмотрено. Это отличный и недорогой вариант для водяного пола на небольшой площади с двумя-тремя контурами одинаковой длины.
Такая система не требует сложного управления. Но на больших площадях коллектор этого типа придется дополнить автоматикой.
Кроме того, межосевое расстояние между подающей и обратной секцией у китайских устройств не соответствует стандартам, принятым в Европе, что может вызвать проблемы при соединении его с приборами европейского производства.
Шаровые краны в таких устройствах чувствительны к воде низкого качества, со временем они начинают протекать. Чтобы устранить проблему, достаточно заменить уплотнительные кольца, но нужно считаться с тем, что необходимость в таком ремонте периодически будет возникать.
Если работу системы водяного пола предполагается автоматизировать, имеет смысл приобрести как минимум коллектор с регулировочными вентилями.
На такие вентили можно установить сервоприводы, соединенные с термостатами в комнатах. Это обеспечит автоматическое управление потоком теплоносителя в соответствии с данными о температуре воздуха в конкретном помещении.
Чтобы автоматизировать работу системы водяного теплого пола на подаче коллектора устанавливают расходомеры (обозначены рамкой), а на обратке ставят разъемы для сервоприводов (синие колпачки внизу)
Сложнее всего управлять системой водяного пола, в которой отдельные контуры заметно различаются по длине, но в сложных системах обычно так и бывает. В такой ситуации оптимальным выбором станет коллектор, на подаче которого установлены расходомеры, а на обратке – гнезда, предназначенные для монтажа сервоприводов.
С помощью расходомеров можно будет отрегулировать интенсивность потока теплоносителя, а сервоприводы в связке с термостатами позволяют установить подходящую температуру на каждом контуре.
Если необходимости в автоматическом регулировании нет, можно приобрести коллектор подачи с расходомерами, а обратный – с обычными вентильными кранами.
Бывает так, что не получается выбрать коллектор с количеством гнезд для подключения, которое соответствует проекту. Тогда можно взять устройство “с запасом”. А лишние отверстия просто закрывают заглушками.
Такое решение может оказаться полезным, если позднее понадобится добавить к системе водяного пола еще пару петель.
