Схема подключения теплого пола: присоединение коллектора и терморегулятора водяного пола, типы смешивания

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.

Как работает коллектор

Коллектор — это своеобразный центр из труб, вентилей, манометров, фитингов и других вспомогательных узлов, выполненных из металла или пластика. Устройство выполняет функцию смесителя технической воды, которая поступает из отопительных контуров. Им же и распределяется теплоноситель обратно по трубам.

В результате работы коллектора температура воды на различных участках выравнивается и, соответственно, в отапливаемых помещениях стабильно прогревается воздух.

Любая система отопления работает по следующему принципу: подогретая в котле техническая вода отправляется по подключенным контурам и трубам. За время их прохождения она остывает и с помощью циркуляционного насоса возвращается в коллектор через обратку, где смешивается с горячим теплоносителем. Соотношение горячей и остывшей воды регулируется специальными клапанами, а за температурой и давлением следят датчики.

Коллектор

Температура теплоносителя в обычных радиаторах 70-95°C, а в системе теплых полов она должна быть 30-50°C. В случае ее повышения возможна деформация напольного покрытия и пересушивание воздуха в помещении. Ходить по горячему полу тоже будет невозможно.

Вот именно в таких случаях и требуется работа коллектора, ведь котел способен выдавать теплоноситель только одной температуры.

При фиксировании датчиком повышения температуры клапан закрывается и горячая вода поступает в меньших количествах. После того как теплоноситель остыл, клапан снова открывается. Остывшая техническая вода из трубы обратного хода подается под напором, а горячая из котла — по необходимости.

Комплектующие для водяного теплого пола

Сложная конструкция смесительного узла и коллекторной группы дополняется множеством вспомогательных деталей, выполняющих ту или иную роль в регуляции работы теплых водяных полов:

• Управление термостатическим клапаном производится вручную либо автоматически с использованием электротермического привода.
• Гидравлическая балансировка петель напольной системы отопления происходит за счет настроечных клапанов (есть варианты с расходомерами либо без них).
• Обеспечение постоянного давления выполняется с помощью переливного клапана, перенаправляющего лишнюю жидкость в байпас.
• Запорный вентиль балансировки радиатора служит для открытия/закрытия подачи воды между коллектором и отопительной системы.
• Байпас с перепускным клапаном, расширительный бак, предохранительный клапан, а также коммуникаторы и контроллеры отвечают за беспроблемную эксплуатацию водяных теплых полов и непрерывный контроль за работой системы отопления.

Смесительный узел может иметь двух или трехходовые смесительные клапана. Первый вариант считается более надежным, так как позволяет ограничить поступление воды напрямую из котла с помощью балансировочного клапана и термостатических регулировочных узлов. Это сохраняет контур от воздействия кипятка, что особенно ценно при использовании труб из полипропилена.

Конструкция с 3-хходовым клапаном более универсальна в плане рекомендуемой площади обогрева. В отличие от двухходовых узлов, которые не могут обслуживать более 200 м², трехходовой клапан создает оптимальное давление в теплых полах любой квадратуры.

Почему самодельный коллектор?

В магазинах отопительной техники можно встретить большое разнообразие готовых распределительных коллекторов. В некоторых случаях трудно подобрать прибор с учетом каждого индивидуального типа отопления. Иногда приходится применять не один распределительный прибор, а два, что дает значительное удорожание системе.

Стоимость самодельной гребенки гораздо ниже, чем даже один промышленный коллектор, не говоря уже о двух. Создавая отопительный распределитель своими руками, можно учесть все особенности индивидуального отопления в конкретном доме.

Можно ли обойтись совсем без устройства коллектора при отоплении? Можно, но работа системы не будет полностью эффективной. Очень трудно будет в таких условиях отрегулировать отопление, в конце концов, хозяин придет к мысли о необходимости поставить коллектор.

Как собрать коллектор своими руками

Напрямую подключить теплый пол своими руками к котлу невозможно. Для этого нужен коллектор с вентилями. Он устанавливается в шкаф, а от него начинается разводка трубопроводов. К коллектору обеспечивается доступ только одного человека, который будет обслуживать систему.

Ассортимент коллекторов в магазинах довольно большой, но часто трудно выбрать подходящий для своей системы отопления. Кроме того, распределительный прибор нужен на каждом этаже частного дома, что приводит к значительному росту расходов. Самодельный коллектор для теплого пола является правильным решением, позволяющим сэкономить значительную долю средств.

Подключение

Поскольку у отопления есть подающая и возвратная ветки, коллектор должен состоять из подключенных к ним двух гребенок. В местах соединений устраиваются ответвления для слива воды и удаления воздуха из труб.

Коллектор собирается по числу подключаемых петель. На каждом выходе, расположенном сверху или снизу гребенки, устанавливаются краны, обеспечивающие отключение отдельных контуров при работающем остальном отоплении. Расстояние между ними рекомендуется сделать 10-20 см.

Изготовление коллектора

Перед тем как собрать коллектор для теплого пола надо разобраться с назначением каждого элемента. Гребенки рекомендуется делать своими руками из трубы квадратного сечения. К ним привариваются круглые патрубки с резьбой для подключения к котлу и к контурам. Для этого сначала делается разметка, потом высверливаются отверстия, а затем крепятся патрубки. Все места соединений тщательно обвариваются. На одном из торцов делается заглушка.

Окалину сбивают, коллектор зачищают и красят масляными составами. На рис. ниже изображен простой коллектор на 3 петли. В красный цвет покрашены гребенка и трубы подачи теплоносителя из котла, а синим – обратные, по которым охлажденная вода поступает на подогрев.

Распределительный коллектор, сделанный своими руками

Сверху на гребенках подключаются воздухоотводчики, а в нижней части устанавливаются заглушки для сброса шлама. Каждый контур можно перекрыть вентилями, которые также служат для регулирования температуры и давления.

Распределительный коллектор предназначен для управления небольшой системой, служащей дополнительным отоплением. Он будет значительно сложнее, если его использовать для системы основного отопления в большом доме.  Сборка коллектора из полипропиленовых труб намного проще, но таким образом изготавливаются простейшие модели.

Коллектор своими руками из полипропиленовых труб

Сборка коллекторного узла

Коллектор теплого пола содержит приспособления, обеспечивающие эффективную работу системы. На каждом контуре обязательно должны быть управляющие вентили. Для сложной системы целесообразно установить автоматические регулировочные клапаны.

Обычно они работают в постоянном режиме, расход теплоносителя изменяется только на главном подающем входе. Для площади дома до 200 м ² используют двухходовые клапаны. Их преимуществом является плавная регулировка. Клапаны часто забиваются. Поэтому их устанавливают на разъемных муфтах («американках»), чтобы можно было снимать для чистки.

Более сложным устройством является трехходовой клапан. Он обеспечивает смешивание потоков прямой и обратной подачи воды, поддерживая на выходе заданную температуру. Внутри него расположена подвижная перегородка, регулирующая подачу воды из двух входных труб. Устройство используется во всех сложных системах с автоматическим регулированием работы большого количества контуров. Его достоинством является значительная пропускная способность.

При малейшем повороте крана температурный режим системы изменяется. Регулировка может быть ручной и автоматической. Трехходовой кран часто совмещают с сервоприводом, работающим от датчика температуры воздуха на улице. При изменении погоды температура в помещениях поддерживается постоянной. Как только происходит похолодание, сигнал от датчика погоды поступает в блок управления и температура теплоносителя повышается.

Части коллекторного шкафа

Коллекторный шкаф для водяного теплого пола входят две главные составные части:

• Насосно-смесительный узел;
• Коллекторный блок.

Насосно-смесительный узел

В насосно-смесительном узле происходит смешивание горячей воды поступающей в систему водяного теплого пола, с остывшей водой уже прошедшей через трубопровод системы. Смешивание происходит благодаря крыльчаткам насоса.

Насос подает смешанную теплую воду в трубопровод системы. Вода, проходя по трубопроводу, отдает тепло помещению и охоложенная поступает обратно в насосно-смесительный узел коллекторного шкафа.

Ручная настройка тепловой мощности производится балансировочным клапаном. Балансировочный клапан регулирует расход остывшей воды в системе. Для обогрева небольшого помещения балансировочный клапан открывается, для большого помещения закрывается.

Температуру в системе регулирует термоголовка, а контролирует температуру термодатчик. Термоголовка открывает или закрывает клапан на магистрали, подающей горячую воду.

При прекращении подачи воды открывается перепускной клапан и вода циркулирует через свободный байпас.

В простой сборке коллекторного шкафа температура пола регулируется вручную. Для автоматической регулировки применяются сервоприводы вместе с комнатными термостатами. Сервопривод получает сигналы с термодатчика и в автоматическом режиме закрывает или открывает клапан обратного коллектора, и движение по трубопроводу пола регулируется.

За регулировкой воды поступающей в трубопровод системы и воды, из трубопровода возвращающейся отвечает коллекторный блок коллекторного шкафа.

Коллекторный блок

Коллекторный блок собирается из двух рядов байпасов. Один ряд байпасов регулирует поток теплой воды, второй ряд регулирует поток остывшей воды. Первый ряд называется прямой ряд коллекторов, второй – ряд обратных коллекторов.

Характеристики насосно-смесительного узла

• Максимальное рабочее давление: 10 Бар;
• Максимальная температура воды: 90°C;
• Рабочий диапазон температуры: 20-60 °c;

Характеристики коллекторного блока

• Диаметры труб: 1” (Дюйм) или дюйм с четвертью;
• Количество входов/выходов от 3 до 12;
• Давление рабочее 10 Бар;
• Максимальная температура воды 120°C.

На этом все! Ходите по теплому полу!

• Полистирольная система теплый пол
• Обогрев пола в квартире и доме: типы обогрева полов
• Стяжка для теплых полов: варианты, толщина и растворы
• Три применения нагревательного кабеля: обогрев кровли, пола и труб
• Бетонные и настильные системы теплого пола

Последовательный и параллельный тип смешивания

Последовательный тип смешивания считается более правильным в плане теплотехники.

Циркуляционный насос работает на подачу воды к полу. Температура выходного потока в сторону котла здесь такая же, как у пола.

Результат – высокая производительность. Хотя последовательная схема подключения более эффективна, она требует тщательного расчёта.

Если допустить ошибки в расчётах, то может так случиться, что до последней комнаты вода дойдёт уже остывшая.

В параллельном подключении из-за разделения линий потока, частично теряется энергия. Но плюс в том, что все ветки системы работают параллельно, и каждая из них может быть отключена без ущерба для отопления в целом. Для этого на все отводы ставится запорная арматура. Параллельная схема проще и больше подходит для непрофессионалов.

Конструктивные элементы

Коллекторный узел для устройства теплого пола состоит из большого количества элементов, которые обеспечивают его эффективную работу. В их перечень входит:

• циркуляционный насос. Устанавливается на трубопроводе подачи. Комплектация системы насосом обеспечивает ее необходимым давлением. Это делает возможным циркуляцию теплоносителя в нужном объеме, что в несколько раз увеличивает эффективность напольного отопления;

• узел подмеса. Это регулирующий клапан, через который происходит подпитка системы горячей водой. Работа данного узла происходит в автоматическом режиме благодаря датчикам температуры. Они регистрируют изменение параметров теплоносителя, после чего дают команду на открытие клапана. Он остается в таком виде, пока температура жидкости не повысится до нужного значения. В качестве терморегулятора используется сервопривод;

• распределительная гребенка. Представляет собой узел, который комплектуется множественными отводами для подключения водяного контура. На гребенке устанавливаются расходомеры. Они позволяют распределять теплоноситель по разным зонам водяного контура;

• воздухоотводчик. Позволяет удалить лишний воздух из системы, который может нарушать ее нормальную работу. Присутствует в дорогих моделях, которые представляют собой готовый коллекторный узел;

• метеодатчик. Позволяет производить регулировку температуры теплого пола в автоматическом режиме в зависимости от погодных условий.

Особенности подключение теплого пола без смесительного узла

Часто возникающая оплошность при установке системы с отсутствием смесительного узла – это монтаж на очень крупные размеры помещения.

Основные требования при установке:

1. Стены в помещении должны быть утеплены (снаружи или внутри);
2. На полу должна быть проложена теплоизоляция;
3. Качественные стеклопакеты;
4. Монтаж пола вблизи от системы обогрева;
5. Площадь комнаты не больше 25 м2.

Недостатки системы без коллектора:

Большие потери тепла на пути от нагревательного прибора и самом агрегате трубопровода. Соответственно необходимо сберечь тепло на поверхности пола.

Необходим грамотный расчет длины контура и схемы, для того чтобы обратный показатель температуры не был слишком заниженным. В противном случае при теплообмене котла образуется много конденсата, который может быстро вывести устройство из строя.

Монтаж конденсатного котла с высоким КПД помогает при холодной «обратке», на прибор не влияет низкая температура при нагреве.

Способы сборки

Элементарный принцип сборки – это присоединить конструкцию теплых полов к центральному отоплению. Минусом такой системы является риск поломок трубопровода теплого пола из-за подачи высокой температуры воды в радиаторах.

Самостоятельно сооруженная конструкция, которая подключена к центральной точке отопления, может быть оштрафована и демонтирована органами надзора при обнаружении.

Два лучших способа для укладки труб без смесительного узла:

• змейка помогает распределять районы нагрева (обойти мебель либо сантехнику);
• улитка способствует равномерному нагреву площади пола.

Оба способа должны быть сконструированы из двойной системы трубопровода – для подачи и возвращения воды.

После того как трубопровод проложен его подключают к котлу. Насос нужной мощности обеспечит скорость движения элемента нагрева по трубопроводу.

Модели насосов бывают ручного и автоматического управления. Прибор ставится на подающую часть трубы. При отсутствии в системе коллектора насос размещается под котлом.

Соединительную конструкцию завершает клапан, который следует установить между трубой и насосом.

Лучше приобрести котел в комплекте с насосом

Отличия конструкций радиаторного отопления и водяного теплого пола

1. Радиаторному отоплению характерны высокие температуры теплоносителя, температура подачи примерно равна 70 градусам, а обратная отдача 50 °С. Особенности монтажа – насос устанавливается не на подающую сторону, что бы исключить вероятность перегрева.
2. Температура пола при обогреве должна быть не больше 26-30 °С, комфортная температура для щадящей работы насоса составляет 40 °С.
3. Циркуляционная скорость радиаторного отопления не велика, из-за перепада температуры вполне будет достаточно установить котел со встроенным в него насосом.
4. Тонкие пластиковые трубы являются радиатором теплого водяного пола. Длина труб может достигать более ста метров в одной монтажной системе. Соответственно и насосное устройство должно быть мощным, чтобы проталкивать воду через трубопровод.

Система с трехходовым клапаном

Сборка термостатического клапана (трехходового) производится на трубы подачи тепла, к противоположному потоку присоединяется перемычка.

Данный прибор регулирует температуру подачи тепла, которая подводится к насосу. Клапан функционирует как смеситель с термочувствительным элементом.

Преимущества клапана — это защита системы от слишком высоких температур (перегрева) и при необходимости во время поломки автоматически перекроет подачу теплоносителя и обратного потока. Благодаря этому клапан берет на себя часть работы смесительного узла.

Выбираем насос

Можно ли обойтись без смесительного узла? Можно, но без насоса вряд ли. Циркуляционная станция увеличит давление и равномерно прогреет воду, не будет делать избыточное давление, и протолкнет воду с требуемой скоростью.

Перед выбором насоса нужно определиться с фирмой, моделью, материалом из которого он состоит.

Для эксплуатации в бытовых условиях рекомендуется использовать два вида оборудования:

1. Насос с мокрым ротором. Данная техника не имеет большую мощность, но может обеспечить работу пола с подогревом, площадь которого равна 350-400 м2. Ротор носит «мокрое» название из-за расположенного колесика в теплоносителе, охлаждение и смазка проходит при его использовании. Прибор пользуется популярностью благодаря тихой работе, надежности и экономной потребности электроэнергии.
2. Модель с сухим ротором – достаточно мощный прибор, в котором ротор расположен в непроницаемой ёмкости. Данный тип техники используют для обустройства фонтанов в частных домах или парковых зонах. Модель нуждается в периодическом техническом обслуживании.

Схема подключения коллектора теплого пола

Коллектор – это смесительный узел (пара металлических гребёнок с отводами), задача которого разводить потоки воды по комнатам. Гребёнки можно наращивать в зависимости от потребностей.

Коллекторная система теплых водяных полов прячется в специальный вертикальный шкаф, монтирующийся в стену и/или за гипсокартон.

Схема подключения коллектора

Разводка труб делается с учётом расположения мебели и особо холодных мест в комнате.

Для равномерного распределения тепла, трубы укладывают в виде спирали (или улитки). Укладка труб змейкой, неравномерна, но позволяет сильнее подогреть желаемые участки помещения.

Варианты для квартир

Бывали случаи, когда смонтированный тёплый пол в одной квартире, оставлял без тепла жильцов в других квартирах.

Поэтому жители многоэтажек не всегда могут в полной мере пользоваться возможностями тёплого пола.

Допустимый вариант: подключение тёплого пола на 1-м этаже при верхней разводке горячей воды, либо на последнем этаже при нижней разводке, так как в этих местах вода поворачивает в обратное течение.

Без ущерба для окружающих можно сделать тёплым пол в одной комнате (например, в ванной), т.е. забрать небольшой объём горячей воды.

В частном доме

При автономном отоплении, хозяин имеет больше свободы в монтаже тёплого пола.

Первый вариант – дом можно отапливать только тёплым полом. Простейшая схема подключения – это когда один коллектор объединяет трубы подачи теплоносителя, а второй – трубы обратки.

Укладка водяного теплого пола в частном доме

Если теплый пол монтируется без радиаторов, то в такой системе сложно регулировать температуру подачи воды из котла.

Даже перекрыть полностью кран нельзя – теплу куда-то нужно деваться. Придётся регулировать температуру степенью прогрева котла, а это очень сложно, не каждый котёл это позволяет. Да и система получается инертной.

Если в доме планируется отопление, совмещённое с радиаторами, то тёплый пол нужно подключать в обратный ток, идущий от батарей.

Трехходовой клапан

В такой схеме устанавливается трёхходовой клапан, в котором есть термодатчик и термоголовка.

Прогоняет воду по системе циркуляционный насос. Без него система с трёхходовым клапаном имеет малую проходимость и может хорошо прогревать только 2-3 параллельные ветки.

Также длина трубопровода без насоса не должна быть больше 35-40м.

Двухходовой клапан

Двухходовой, или питающий клапан, тоже имеет термоголовку с датчиком. В отличие от предыдущего устройства, двухходовой клапан подмешивает холодную воду в систему не постоянно, а только при открытии крана.

В такой схеме необходимо установить байпас. Если давление будет зашкаливать на входе в коллектор, клапан откроется и выбросит в обратку какое-то количество воды.

То, что пол никогда не будет перегретым, продлит срок его службы.

Двухходовой и трехходовой клапаны

У клапана небезграничная пропускная способность, поэтому есть ограничения по площади обогрева – не больше 200 м2.

Основные принципы подключения коллектора

Шкаф с коллектором нужно установить так, чтобы в будущем к нему оставалась возможность доступа.

• На коллектор устанавливаются запорные краны, после чего подключают подачу и обратный ход воды.
• Трубы с коллектором соединяются компрессионными фитингами на резьбе. Трубы различных диаметров соединяются при помощи переходников и универсальных фитингов.
• Держать температуру и давление под контролем помогут термометры и манометры, установленные рядом с запорными кранами.
• Смесительный насос нужен для снижения t воды при её перегреве (он разбавляет горячую воду, холодной). Устанавливать его нужно на участке между коллектором подачи и подводящей трубой. Для забора холодной воды, третий выход насоса идёт на отдающий коллектор.
• Если тёплый пол буде во всём доме, то небольшие комнаты нуждаются в собственных распределительных узлах. Также отдельные коллекторы монтируются для каждого этажа здания.

Запорные краны может заменить термостатический смеситель. Он обеспечивает пропускную способность крана без резких скачков.