Принцип работы и сборка смесительного узла теплых полов

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.

1. 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?

2. 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.
3. 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.
4. 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.

5. 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.

6. 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.
7. 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.

Виды смесительных узлов для теплого пола

Виды смесительных узлов довольно разнообразны и зависят от задач. В зависимости от размера насоса они бывают длиной 13 и 18 см или универсальные. Рабочий орган у смесителя может быть с клапаном или термоголовкой. В системе может присутствовать или отсутствовать обводная линия — байпас. Когда нужно обогреть небольшую площадь, используется маломощный смесительный узел — до 15 кВт. При больших площадях применяются узлы мощностью более 15 кВт. Магистральные трубы могут входить и выходить в смесительный узел сверху вниз или сбоку. Вид смесительного узла нужно подбирать индивидуально.

Опрессовка полов

Важный пункт в нашей инструкции. После того, как уложите трубу, все контура нужно опрессовать. Делается это для того, чтобы убедиться окончательно в герметичности труб и отсутствия в нех деффектов.

Опрессовать систему можно как воздухом, так и водой. Если вы уверены, что до зимы въедете в дом, то можно прибегнуть к опрессовке водой. В иных случаях следует опрессовывать воздухом. Давление закачивайте в районе 4 бар и наблюдайте за его «удержанием». Если немного давление спадет, то ничего страшного. Зачастую это связано с изменением температуры. Но если спад будет существенным, то следует искать место утечки.

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:

1. Предохранительный клапан питает греющий контур горячим теплоносителем по потребности, а также анализирует температуру на входе.
2. 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.

Виды смесителей для теплого пола

Смесители разных моделей могут иметь много отличий, но самое главное из них заключается в том, какие предохранительные клапаны используются в конкретном случае. Чаще всего смесительные узлы оснащаются двух- и трехходовыми клапанами.

В конструкцию двухходового клапана входит термостатическая головка и жидкостный датчик, который определяет температуру в системе и регулирует подачу теплоносителя в зависимости от полученной информации. Смеситель, оборудованный таким клапаном, работает по простому принципу: основой для смешивания теплоносителя является холодная вода, к которой примешивается горячая, идущая из котла. Благодаря такому принципу предотвращается перегрев теплого пола и увеличивается его срок эксплуатации.

Двухходовой клапан отличается небольшой пропускной способностью, за счет которой обеспечивается плавное изменение состояния теплоносителя – то есть резкие перегрузки в системе отсутствуют. Такие клапаны довольно удобны, но использовать их целесообразно только в помещениях общей площадью не более 200 кв.м.

Трехходовой клапан – это более универсальное устройство, в котором совмещаются функции подачи и регулировки. Принцип работы смесительного узла для теплого пола в данном случае полностью противоположен предыдущему – в системе постоянно циркулирует нагретая вода, к которой для смешивания теплоносителя добавляется определенный объем холодной воды.

В конструкцию трехходовых клапанов могут входить подключенные к термостату сервоприводы, обеспечивающие регулировку температуры теплоносителя в зависимости от внешней температуры. Для дозированной подачи жидкости используется заслонка, расположенная перпендикулярно трубам, идущим от котла и обратного контура. Трехходовые клапаны отлично подходят для систем, используемых для отопления больших домов и оснащенных большим количеством отдельных контуров.

У трехходовых клапанов есть пара недостатков:

• Теплый пол может перегреться из-за скачка температуры, если объем горячего теплоносителя существенно превышает объем холодного;
• Трехходовые клапаны отличаются солидной пропускной способностью, поэтому даже небольшое изменение положения заслонки может стать причиной перегрева.

Система, оснащенная автоматикой, отслеживающей внешние погодные условия, довольно удобна и позволяет превентивно устранить ряд проблем. Как только погода на улице заметно меняется, температурный датчик самостоятельно подает системе сигнал о необходимости увеличения или уменьшения интенсивности подачи теплоносителя.

Автоматика имеет особое значение в крупных зданиях – настроить вручную отопление большой площади очень трудно, особенно в условиях динамически меняющейся погоды. Отслеживание наружной температуры осуществляется ежеминутно, и при необходимости заслонка клапана меняет свое положение. Если же в доме на протяжении определенного периода времени не будет никого, то можно установить отопление в режим поддержания минимальной температуры, который позволяет сэкономить на энергоресурсах.

Структура двухконтурной системы

Подогреваемые полы могут быть и электрическими, но их чаще делают в уже эксплуатируемых домах, когда стержневой мат или инфракрасную плёнку нужно уложить под финишное покрытие. Если же дом только строится, то предпочтение обычно отдаётся водяной системе, и монтируется она прямо в черновой бетонный пол. Могут быть и другие варианты, но этот наиболее оптимальный.

Если дом только строится, то предпочтение отдается водяному теплому полу

Выбор теплого пола

Основные элементы такой отопительной схемы:

• подающий трубопровод водоснабжения (магистральный или автономный);
• водогрейный котёл;
• настенные отопительные радиаторы;
• система труб для тёплого пола.

Оборудование для теплого пола

Бойлер способен нагреть воду до кипятка, а это, как известно, 95 градусов Цельсия. Батареи выдерживают такую температуру без проблем, а вот для тёплого пола это неприемлемо – даже учитывая, что бетон заберёт на себя часть тепла. По такому полу было бы невозможно ходить, да и никакое декоративное покрытие за исключением керамики такого подогрева не выдержит.

Как же быть, если воду придётся брать из общей системы отопления, а она слишком горячая? Эту задачу и решает смесительный узел. Именно в нём температура снижается до нужного значения, и работа обоих отопительных контуров в комфортном режиме станет возможной. Суть её до невозможности проста: смеситель одновременно забирает горячую воду от котла и остывшую из обратки, и доводит её до заданных температурных значений.

Насосно-смесительный узел для теплого пола в сборе

Тёплый пол от центрального отопления

Как всё это работает

Если представить работу двухконтурной отопительной системы кратко, то выглядеть это будет примерно так.

1. Горячий теплоноситель движется от котла до коллектора, коим и является наш смесительный узел.

2. Здесь вода проходит через предохранительный клапан с манометром и температурным датчиком, который вы видите на фото снизу. Они регулируют в системе давление и температуру воды.

3. Если она слишком горячая, система срабатывает на подачу холодной воды, и как только достигается требуемая температура теплоносителя, заслонка автоматически закрывается.

4. Кроме того, коллектор обеспечивает перемещение воды по контурам, для чего в структуре узла присутствует циркуляционный насос. В зависимости от конструктива системы, она может комплектоваться дополнительными элементами: байпасом, вентилями, воздухоотводчиком.

Что влияет на энергопотребление теплого пола

Предохранительные клапаны для подогреваемого пола

Коллекторные смесители могут собираться из отдельных деталей, но проще всего приобрести узел в сборе. Вариации могут быть самые разные, но главное, что их отличает – это разновидность используемого предохранительного клапана. Чаще всего применяют варианты с двумя или тремя входами.

Таблица. Основные виды клапана.

Вид клапана	Отличительные особенности
Двухходовой	У этого клапана два входа. Сверху располагается головка с термодатчиком, по показаниям которого и регулируется подача воды в систему. Принцип прост: к холодной примешивается горячая вода, нагретая котлом. Двухходовой клапан вполне надёжно защищает напольный отопительный контур от перегрева. У него небольшая пропускная способность, которая в принципе не допускает никаких перегрузок. Однако для площадей более 200 м2 такой вариант не подходит.
Трёхходовой	Вариант с тремя ходами более универсален, в нём функции подачи совмещены с функциями регулировки. В этом случае не к холодной воде примешивается горячая, а, наоборот – к нагретой холодная. К термостату клапана обычно подключается сервопривод – прибор, с помощью которого температуру в системе можно поставить в зависимость от температуры внешней среды. Дозирует подачу холодной воды заслонка (подпиточный клапан) на обратной трубе. Трёхходовые клапаны применяют в домах большой площади с несколькими отдельными контурами, так как они отличаются большой пропускной способностью. Но в этом же состоит и их минус: при малейшем несоответствии объёмов горячей и остывшей воды пол может перегреться. Решить эту проблему позволяет автоматика.

Устройство

Обычный смесительный узел для тёплого пола имеет следующие составляющие.

1. Коллектор (гребёнка распределения).
2. Трёхходовой кран.
3. Гидрострелка (смеситель).
4. Циркуляционный насос.
5. Термостат (бывает только в автоматизированных узлах).
6. Запорная арматура (клапан-смеситель).
7. 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:

1. Во-первых, пропускная способность клапанов большая и температура в контуре может сильно повышаться даже при несильном дисбалансе клапана.
2. 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.

https://youtube.com/watch?v=eBhq0nPUhJA