Коллекторный узел для теплого пола: какой выбрать, устройство, правильная сборка

Что такое узел коллектора в отоплении

Коллектор представляет собой узел из пластиковых (реже-металлических) труб, вентилей, манометров, клапанов, фитингов и остальных вспомогательных узлов. Коллектор предназначен для перемешивания теплоносителя, поступающего из разных отопительных контуров, и дальнейшего распределения по ним же. В результате смешивания температура жидкости выравнивается, соответственно, температура в отапливаемых помещениях остается постоянной и стабильной.

От правильной сборки коллектора зависит качество работы системы теплых полов.

Принцип работы любой системы отопления известен – нагретый теплоноситель после прохождения по всем контурам и трубам остывает, и под действием циркуляционного насоса или естественной циркуляции снова поступает в коллектор, где смешивается через трубу обратного хода (обратку). Пропорции нагретого и остывшего теплоносителя регулируются специальными клапанами, его температура контролируется тепловыми датчиками, датчиками погоды и датчиками давления. Если система отопления слишком протяженная или планировка дома не позволяет организовать естественную циркуляцию, то в коллектор включается циркулярный насос.

Обычно в квартире или в доме к котлу подключаются радиаторы, иногда самодельные регистры. В любом случае, температура теплоносителя в радиаторах должна быть в пределах 70-950С. При подключении системы «теплый пол», что часто делается в современных квартирах, температура теплоносителя не должна превышать 30-550С. Согласно санитарным нормам, максимальная температура теплого пола должна быть не больше 300 С, иначе напольное декоративное покрытие (линолеум, МДФ, ПВХ плитка) будет коробиться, воздух в помещении будет пересушенным, и ходить по горячей поверхности не очень комфортно.

Поэтому в таких случаях в систему включается коллектор – ведь разница температур в центральной системе отопления и в системе «теплый пол» существенная, а котел выдает только одно значение температуры. Еще одна причина установки коллектора – теплый пол имеет большую протяженность труб. Следовательно, общее давление в системе упадет. Для поддержания давления на требуемом уровне необходимо устанавливать циркуляционный насос, который входит в конструкцию коллектора.

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.

Устройство с 3-мя ходовыми смесительными клапанами

Трехклапанный коллекторный узел представляет собой конструкцию со следующими характеристиками:

смешивание жидкостей с разными температурными показателями происходит внутри клапана;
осуществляется одновременная подача подогретого теплоносителя от котла и жидкости от напольного отопления через байпас;
для регулировки работы внутри клапана размещается заслонка. Она установлена перпендикулярно к трубе подачи и обратки. Изменяя ее положение можно произвести регулировку температуры подаваемого в напольное отопление теплоносителя;
недостатком конструкции данного типа считают наличие скачков температуры. Преимущество 3-ходовых клапанов – универсальность, поскольку они подойдут для всех типов водяных контуров.

Устройство коллекторного шкафа

Коллекторный шкаф — конструкция, в которую входит насосно-смесительный узел и коллекторный блок.

Коллектор для тёплого пола и отопления. Обзор, сборка и установка коллекторного блока от STOUT

Смотрите это видео на YouTube

Насосно-смесительный узел

Данный узел предназначен для разбавления нагретой воды идущей в магистраль водяного пола, с отработанным, охлаждённым теплоносителем. За процесс смешивания отвечают крыльчатки насоса.

Именно насос подаёт разбавленную до нужного градуса жидкость в систему. Она, перемещаясь по трубам отдаёт тепло помещению и остыв возвращается в смесительный узел.

Настройка температурного режима осуществляется с использованием балансировочных вентилей, с их помощью также регулируется расход отработанной воды в трубах. Чтобы обогреть небольшое помещение, запорную арматуру нужно открыть, если комната маленькая — закрыть.

Данная схема коллектора для тёплого пола оснащена термоголовкой, которая отвечает за температурный уровень в системе. Она осуществляет открытие или закрытие заглушки подачи нагретой воды. Когда прекращается поступление теплоносителя, открывается перепускной клапан и жидкость движется по свободному байпасу.

При простом способе обвязки коллектора, делается ручная регулировка температуры. Для автоматизации процесса используется сервопривод с термостатом. Сервопривод получается сигнал от термостата о температурном уровне в помещении, и отталкиваясь от данного показателя, производит открывание или закрывание заслонки обратного коллектора, тем самым регулируется циркуляция воды в полу.

Основные показатели, характеризующие насосно-смесительный узел:

давление в рабочем состоянии — максимальное значение 10 бар;
температурный уровень — +90 градусов (максимум);
диапазон температуры — от 20 до 60 градусов.

Коллекторный блок

Коллекторный шкаф оснащён блоком, отвечающим за регулировку водного потока, который поступает в магистраль пола и возвращается обратно.

Технические показатели:

диаметр изделия — 1 или 1, 25 дюйм;
количество отводов — от 3 до 12;
давление (рабочее значение) — 10 бар;
максимальный уровень нагрева теплоносителя — +100 градусов.

В коллекторном блоке есть два ряда байпасов. Один, так называемый прямой ряд, отвечает за настройку объёма горячего теплоносителя, другой (обратный) осуществляет регулировку остывшей воды.

Как сберечь средства на закупке

Коллектор фабричного выпуска – наиболее дорогая часть системы. Итак, какие же варианты существуют для тех, кто желает отапливать дом напольной системой, но не имеет средств, чтобы закупить и смонтировать фирменный агрегат?

Сберечь финансы на установке смесителя

В этом решении экономия достигается благодаря отказу от покупки клапанного узла (2- или 3-ходового) и насосного блока. Реализовать такую схему возможно двумя путями.

При первом варианте греющие контуры напрямую запитываются от газового котла. Вариант основан на способности современных бойлеров поддерживать невысокие температуры (порядка 40-50°C), которые вполне годятся для теплых полов. Вариант имеет сразу несколько недостатков:

При таком режиме работы происходит падение КПД работы котла на 10% в среднем.
Котел быстрее забивается сажей из-за минимального горения топлива.
Когда весной и осенью на улице происходят оттепели, при нормальном монтаже температуру с помощью смесителя понижают до +35°C, добиваясь комфортных условий в комнатах. Котел такую температуру не может поддерживать никак, 50°C – это предел понижения. А значит, в комнатах будет очень жарко и некомфортно.

С первыми двумя недостатками придется смириться, третий же можно устранить, сохранив в комнатах обычные радиаторы отопления. В сравнительно теплые периоды система переводится на обогрев от батарей, а теплые полы включаются только при сильных морозах.

Второй вариант – использование в качестве регулирующих механизмов головок RTL на каждом контуре. Гребенка коллектора при этом подключена напрямую к котлу и получает теплоноситель с температурой в 70C. При нагреве теплоносителя в контре до 45-50°C головка RTL отсекает контур от подачи горячей воды и включает подачу снова, когда вода в трубах начинает остывать.

Головки RTL будут нормально работать, только если длина труб контура не более 60 м.

Изготовить гребенку из полипропилена

Наиболее дешевый вариант. К сожалению, у него есть целый ряд недостатков:

Громоздкие размеры полученной конструкции. Вряд ли ее удастся поместить хоть в один ящик (особенно если планируется более 3 контуров), поэтому стоит рассчитывать на монтаж на стене в котельной.
Расходомеры поставить в такую конструкцию проблематично. Поэтому от их монтажа придется отказаться.
Очень большое количество стыков предъявляет высокие требования к навыкам пайки. Если хоть один шов будет некачественным, конструкция даст течь.

Поскольку этот вариант является наиболее щадящим к бюджету, именно его мы рассмотрим ниже в разделе, посвященном изготовлению коллектора своими руками.

Изготовить гребенку из металлических фитингов

Металлические фитинги компактнее полипропиленовых, да и соединять их проще. Но здесь загвоздка в качестве элементов. Некачественные тройники с тонкими стенками могут треснуть при затягивании соединений. А если брать толстостенные изделия высокого качества, стоимость конструкции приблизится к гребенке фабричного изготовления и экономия станет совсем небольшой.

Как правильно соединять металлопластиковые трубы читайте: тут

Виды и принцип работы

Коллекторные устройства различаются по материалу из которого они изготовлены — латунь, пластик или нержавеющая сталь. А также по виду клапана:

С двухходовым — особенность конструкции состоит в непрерывном подогреве теплоносителя. Подача нагретой воды осуществляется постоянно, а запорная арматура регулирует её объём. В итоге, поверхность прогревается равномерно, при этом не возможен перегрев системы. Но такая модель не подходит для комнат, площадь которых больше 200 м2.
С трёхходовым — универсальное оборудование, рекомендовано для помещений большого размера. По технологии допускается установка с сервоприводом (предлагаем узнать более подробно все о сервоприводах) и различной автоматикой. Клапан способен создавать оптимальное рабочее давление, производить регулировку температурного уровня и количества подаваемого теплоносителя.

Виды

Кроме того, коллекторы бывают 4 видов:

Простой — трубка с запорной арматурой, имеющая внутреннею и наружную резьбу. Модель дешёвая, но отсутствует функция для настройки системы. Для установки такого коллектора на тёплых полах, требуются дополнительные элементы.
Оснащённый выходами с вентиля для регулировки, и клапанами для подсоединения контуров — китайское устройство. Не редко конструкция протекает, но ремонт не сложен, достаточно поменять прокладку. Расстояние между подающей и обратной трубой не совпадает с евростандартами, поэтому требуются различные приспособления.
С регулирующими кранами и евроконусами — дорогая модель. В ней нет шаровых кранов, но есть фитинги и настроечные вентиля, на них можно установить сервопривод, который будет осуществлять регулировку температуры в магистрали.
С расходомерами — они расположены на подающей трубе коллектора, а на обратной размещены гнёзда для сервоприводов. Такой прибор предназначен для тёплых полов имеющих различную длину контуров, наличие расходомеров позволяет регулировать объём теплоносителя в каждом контуре.

Любая модель оборудована отводами для спуска воды и воздуха.

Принцип работы

Общий принцип функционирования узла, вне зависимости от вида клапана (двух или трёхходовой), заключается в распределении потока воды по петлям греющего пола, которая циркулирует под воздействием насоса. Количество теплоносителя поступающее в каждую ветку регулируется механически или автоматически — сервоприводом.

Процесс работы выглядит так:

Теплоноситель нагретый до 60 — 80 градусов подаётся от источника в гребёнку через термостатический клапан;
От распределителя поступает поток охлаждённой воды из обратки;
Запорная арматура имеет головку, которая регулирует температуру жидкости;
Смешанные два потока подаются в смесительный насос, затем происходит распределение воды по трубопроводам.

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.

Сборка фабричной гребенки для теплого пола – пошаговая инструкция

Чаще всего для систем теплого пола применяют гребенки фабричного производства, изготовленные из нержавеющей стали или латуни. Рассмотрим на примере одного такого устройства пошаговый процесс сборки.

Шаг 1. Распакуйте гребенку и все составляющие части ее узла. Проверьте целостность и комплектность в соответствии с приложенной инструкцией.

Распаковка гребенки

Шаг 2. Выложите все составные элементы коллекторного узла на пол или другую плоскую и ровную поверхность в соответствии с тем, как они должны быть в собранном виде.

Элементы узла укладываются на пол

Шаг 3. Соберите вместе отдельные малые элементы гребенки для теплого пола. В данном случае собирается термометр и кран для запирания подачи в коллектор от котла.

Соединение термометра и запорного крана

Шаг 4. Собранные вместе малые элементы гребенки для теплого пола подсоедините к подающему и отводящему коллекторам в соответствии с инструкцией.

Далее малые элементы нужно подсоединить к коллекторам

Шаг 5. Распакуйте кронштейны для крепежа гребенки теплого пола к стене. Проверьте комплектность.

Распакованы крепежные кронштейны

Шаг 6. Зафиксируйте коллекторы гребенки на кронштейнах, установив их на большие скобы и закрепив сверху малыми.

Коллекторы фиксируются на кронштейнах

Шаг 7. Просверлите отверстия в стене и смонтируйте коллекторы вместе с запорной арматурой, термометрами, сливными кранами и спусками воздуха на стене. Далее выполните монтаж регулирующего двух- или трехходового клапана, насоса и прочих изделий, которые необходимы для создания полного комплекта гребенки.

Прикручивание коллекторов к стене

Зачем нужен коллектор

По сути, коллектор — это труба с отверстиями для входа и выхода теплоносителя, он ещё называется распределительно-смесительный узел. Функция устройства — поддержание требуемого температурного уровня в системе и управление водяным потоком.

Прибор предназначен для смешивания воды поступающей от котла, где она нагревается, с охлаждённой жидкостью, идущей из обратки, до нужного уровня для тёплых полов. Ведь в котле теплоноситель прогревается обычно до +90 градусов, а для пола с обогревом это высокая температура.

Для него требуется +40 — 45 градусов, поэтому без коллектора не обойтись. Если вода будет поступать на прямую от источника тепла в контуры, это приведёт к перегреву системы и выходу её из строя.

Кроме того, контуры имеют различную длину, и потребность в тепловой энергии у них различна. Поэтому, между котлом и трубопроводом нужен специальный узел, который будет распределять потоки горячей воды по петлям.

Советы по установке коллектора теплого водяного пола

Использование заводского комплекта исключает ряд распространенных ошибок при монтаже узла. Готовая коллекторная группа для теплого пола уже оснащена необходимыми вентилями и прочими важными элементами.

Обязательно учитывать следующие рекомендации:

Расчет тепловой нагрузки на контур рассчитывают до начала монтажа, и на основании полученных данных производят настройку балансировочного клапана;
Шкаф для смесительного узла размещают в месте, находящемся на одинаковом расстоянии от подсоединяемых труб;
Габариты коллекторного ящика следует выбирать соответственно размерам прибора;
Под блоком обязательно предусмотреть пространство для загиба каждого контура;
Для возможного увеличения водяных контуров стоит оставить несколько свободных патрубков;
Наиболее эффективная система отопления получается при условии внедрения мощного циркуляционного насоса;
При установке нескольких насосов обязательно использовать обратные клапаны.

Схема насосно-смесительного и колекторного узла

Кроме прочего, разработку схемы коллектора теплого пола лучше доверить профессионалам, даже если планируется сборка своими руками. Дело в том, что произвести точные расчеты без соответствующих знаний довольно проблематично. Экономия на квалифицированном расчете параметров коллекторного узла может привести к серьезным расходам в будущем.