Принцип работы и сборка смесительного узла теплых полов

Примеры насосно-смесительных узлов: принцип работы

Существует много схем смесительных узлов, мы постарались подобрать самые понятные и простые для изготовления своими руками. Схемы основываются на одной ориентации – с левой стороны размещается подвод труб подачи и «обратки», с правой стороны – выход на коллектор теплого пола. Конкретно коллектор может присоединяться к насосно-смесительному узлу или находиться на определенном расстоянии. Это зависит от количества места, выделяемого под оборудование.

Пример 1

В насосно-смесительный узел нужно установить трехходовой смесительный термоклапан вместо обычного. Управление данным устройством ложится на термоголовку, оборудованную выносным датчиком (его положение остается прежним).

Подмешивание водяных потоков происходит в трехходовом клапане. Клапан работает по такому принципу: когда шток меняет свое положение, один проход начинает немного открываться, а другой – закрываться.

Трехходовой клапан может управляться не отдельной термоголовкой – многие модели оснащены встроенными датчиками температуры. Некоторые специалисты утверждают, что выносной датчик более корректен — с ним система функционирует намного лучше.

Данный пример подключения узла предполагает использование обратного клапана, установленного на байпасе. Его нужно ставить, если автоматика дополнительно «командует» циркуляционным насосом. Без обратного клапана  при простой циркуляции байпас превратится в обычную неуправляемую перемычку, что негативно повлияет на сбалансированность отопительной системы и работу других составляющих. Если насос будет работать постоянно, клапан можно не ставить, поскольку он станет источником дополнительного гидравлического сопротивления.

Вышеописанный метод рационально использовать для крупных смесительных узлов, соединенных с несколькими контурами разного размера. Также его используют для отопительной системы, управляемой погодозависимым механизмом, поскольку параметры изменяются как из-за клапана, так и за счет функционирования циркуляционного насоса.

Пример 1

Пример 2

Этот метод предполагает последовательное расположение циркуляционного насоса. Здесь также рационально использование трехходового клапана, но немного другого. Механизм должен смешивать два потока в один и перенаправлять их к центральному патрубку.

У таких клапанов есть маркировка – стрелочная или цветовая, поэтому вероятность ошибки исключена.

Во всех других аспектах это пример аналогичен первому. Байпас можете вообще не использовать – узел заменен трехходовым клапаном, что хорошо экономит место и придает установке компактность.

Пример 2

Пример 3

Эта и последующая схемы кардинально отличаются от описанных выше примеров, поскольку здесь циркулярный насос располагается совершенно в другом месте.

Пример 3

На рисунке заметно, что новые элементы не использовались. Только у труб подачи и обратки со стороны коллектора изменилось расположение. Байпас используется, но местом встречи холодной и горячей воды является его верхняя точка. На поверхности байпаса установили циркуляционный насос, который прокачивает сверху вниз.

Узел подмеса работает по следующему принципу: термоклапан пропускает горячую воду, дозирует ее до требуемого объема, смешивает с остывшей водой в верхнем тройнике байпаса. Расположенный в этом месте насос хватает два водяных потока и качает их вниз.

В нижнем тройнике байпаса водяной поток опять делится на части. Основная часть воды, отрегулированная до нужной температуры, направляется в систему теплого пола. Остаток автоматически отходит к «обратке».

Пример 4

Этот узел смешения отличается от предыдущего только наличием трехходового термосмесителя, которые смешивает встречные водяные потоки.

Пример 4

Сборка коллектора для теплого пола

В принципе если вы купили коллектор вместе со смесительно-насосной группой, собрать коллектор по инструкции прилагаемой к нему не составит никакого труда

Важно лишь следить за соединяемыми вами элементами, а именно при наличии резиновой, либо прокладки, выполненной из другого материала, обходиться только ей. Если прокладки в месте соединения не имеется, тогда подматывается фумка или другое средство для герметичности

Так же обратите внимание с какой стороны у вас будут подходить трубы от котла, что бы сразу собирать коллектор в нужную сторону

В этой статье мы больше рассмотрим вопрос по сборке самодельного коллектора со смесителем и насосом своими руками. Так как готовый заводской коллектор стоит очень дорого, тогда как собрав его своим руками из отдельных элементов можно неплохо сэкономить в два, а то и больше денег на нём.

Полипропиленовый коллектор своими руками

Сборка его из полипропилена пожалуй самый дешевый вариант исполнения. Собирается он из обычных полипропиленовых элементов, применяемых в отоплении и водоснабжении. На него так же ставится воздухоотводчик, сливные отверстия, краны. Правда у такого коллектора есть минусы. Он получается намного больше в размерах, чём если бы это был фирменный. Так же в него нельзя будет встроить расходомеры. Расход теплоносителя придется регулировать с помощью вентилей или других клапанов, что не совсем удобно, так как наглядно не видно конкретный расход по каждому контуру. Что бы вам было более понятно посмотрите на фотографии ниже.

Латунный коллектор своими руками

Вторым вариантом для сборки бюджетного коллектора это собрать его из латунных фитингов, тройников, футорок и т. д. Собирается такая система дольше полипропиленовой, так как каждое соединение нужно промотать фумкой, льняным волокном или специальным средством для герметизации резьбовых соединений. Такой вариант немного дороже первого, но смотрится он чуть симпатичнее, и занимает меньше места.

Металлическая гребенка для теплого пола своими руками

Для самостоятельного изготовления металлических гребенок используются латунные или бронзовые фитинги, тройники, футорки, заглушки. Общая схема и последовательность сборки напоминает аналогичный процесс для полипропиленовой гребенки, который лишь займает немного больше времени. Это связано с тем, что каждое резьбовое соединение предстоит тщательно герметизировать при помощи фумленты, льняной пакли или специальных герметиков.

Закупая фитинги и прочие сантехнические детали, стоит обращать внимание не только на их привлекательную цену и блеск новизны, но и на истинное качество материала. Во-первых, неплохо понимать, с продукцией какого производителя предстоит иметь дело

Если продавец предоставит сертификат на свои изделия, то будет совсем замечательно. Во-вторых, уже по некоторым внешним признакам можно предположить – стоит ли связываться с подобным товаром. Так, хорошие заводские детали, как минимум, тяжелее подделок и имеют более толстые стенки. Использование же тонкостенных «китайских» тройников, хотя заметно снизит стоимость гребенки, но критически уменьшит ее надежность. Кроме того, работать с контрафактом довольно сложно – материал низкого качества способен треснуть в любой момент.

Сборка смесительно-насосного узла

Основными частями насосно-смесительного узла является трехходовой клапан для смешения горячей и холодной воды и непосредственно сам насос для циркуляции теплоносителя. Дополнительными элементами могут быть термометры на подающей и обратной гребёнки и манометр. Самой популярной схемой является такая:

Как видите вся система сделана из полипропилена, здесь важно правильно подключить трехходовой клапан. На самом клапане есть маркировка каждого входа

Горячий вход идёт от котла, а холодный от обратной гребёнки тёплого пола, насос стоит после трехходового клапана. Термометры на подаче и обратке нужны для контроля температуры воды подающей в пол и температуры отработавших теплоносителя. Многие «трехходовики» имеют возможность оснащаться сервоприводом, при установке которого появляется возможность контролировать в автоматическом режиме температуру тёплого пола. Так же есть возможность установить на него термостатическую головку, с помощью которой можно выставлять нужную температуру непосредственно на головке. Выносная капсула термоголовки прикладывается к корпусу обратного коллектора.

Непосредственно после монтажа насосно-смесительного узла с коллектором и укладки трубы тёплого пола в обязательном порядке необходимо произвести опрессовку системы

Узел подмеса с трехходовым клапаном

Трехходовой вариант совмещает в себе две функции: байпасного балансировочного крана и перепускного питающего клапана. Внутри него перемешиваются потоки холодной обратки и горячего теплоносителя.

Трехходовые устройства нередко оснащают сервоприводами, предназначенными для управления термостатическими приборами и контролерами погоды. В этом случае внутри клапана имеется заслонка, находящаяся в зоне 90 ° между обратным трубопроводом и трубой подачи нагретого теплоносителя от агрегата. Ее можно устанавливать в любом расположении – с уклоном в одну из сторон или посередине в зависимости от требуемого соотношения между горячей водой и обраткой.

Принято считать, что данный вид клапанов незаменим для отопительных систем с большим числом контуров.

Из недостатков этих элементов следует отметить:

1. Не исключены случаи, когда в результате сигнала от термостата клапан открывается и впускает теплоноситель, имеющий температуру 95 °С, в контур пола. Такие резкие температурные скачки при эксплуатации системы недопустимы, поскольку от избыточного давления трубопровод может лопнуть.
2. Трехходовые клапаны, имеющие значительную пропускную способность, даже в случае минимального сбоя в регулировке устройства могут сильно изменить температуру в контуре.

Чтобы поменять мощность системы нагрева пола в зависимости от погоды используют специальную арматуру – погодозависимый контролер. Например, в случае резкого похолодания, помещение в доме начинает остывать быстрее и нагревательная конструкция не может справляться со своим назначением. Для повышения ее эффективности следует увеличить нагрев теплоносителя и его расход.

Можно задействовать клапаны, управляемые вручную и при изменении погоды каждый раз крутить вентиль. Но недостаток такого метода очевиден: оптимальный режим выставить сложно. Поэтому многие домовладельцы отдают предпочтение клапанам с автоматическим управлением. Контролер вычисляет требуемую температуру и плавно управляет устройством.

Вся зона в 90 градусов разбита на 20 секторов, в каждом из которых 4,5 градуса. Контролер проверяет температурный режим раз в 20 секунд. Когда фактическая величина температуры воды, поступающей в систему, не отвечает расчетной, тогда клапан разворачивается в одну из сторон на 4,5 градуса.

Кроме этого, контролер позволяет сэкономить энергоносители. При отсутствии жильцов он понижает температуру в комнатах до минимально возможной отметки.

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.

Особенности монтажа оборудования

Существует много вариантом подключения оборудования. Ниже приведена наиболее популярная схема смесительного узла теплого пола.

Она разрешает самостоятельно собрать систему, соединив последовательно все ответственные элементы:

• Котел,
• Распределительный узел,
• Трубопровод.

Перед монтажом распределительного узла необходимо установить защитный железный шкаф, который возможно открытым либо закрытым. В некоторых случаях узел монтируют всецело открытым, т.е. в виде стенда. При таких условиях упрощается доступ к нему, но страдает защита соединений.

Место для шкафа, в большинстве случаев, выбирается в зависимости от размещения контуров. В случае если будет употребляться пара веток, то шкаф целесообразно установить посередине, в однообразном удалении от контуров и поблизости с магистральными трубами. Подобное «серединное» размещение снабжает наилучшую производительность гидравлического процесса.

Затевать своими руками монтаж лучше с установки термометра и запорных кранов, каковые должны размешаться на всех выходах контуров. Значительно чаще, детали для регулировки работы подачи и обратки поставляются в наборе коллекторного комплекта.

Ориентируясь на схему, возможно грамотно и достаточно быстро выполнить монтаж распределительного узла, подключить к нему трубы подачи и отвода жидкости, и обеспечить возможность отключения одного либо нескольких контуров, что может потребоваться в ходе эксплуатации системы.

Соединение частей осуществляется при помощи компрессорных фитингов,в монтажный набор, которых входят:

• Гайки,
• Втулки,
• Кольцевые зажимы.

Совет! Для монтажа системы лучше применять латунные фитинги, не обращая внимания на то, что их цена более высокая. Связано это с тем, то на их внутренних стенках фактически не оседает накипь.

В случаях, в то время, когда не сходится диаметр деталей, используются переходники.

Краткая инструкция по сборке выглядит следующим образом:

• Прежде всего к распределительному узлу подключаются две трубы – подачи теплоносителя и обратки.
• После этого направляться подсоединить элементы контура.
• После этого устанавливаются элементы системы в таковой последовательности:

• циркуляционный насос,
• отводчик воздуха,
• сливной кран,
• трехходовый смеситель.

Такая система разрешает полностью контролировать обогревательный процесс.

Обратите внимание! Работа обрисованной системы всецело зависит от отопительного котла – понижение температуры или ограничение подачи теплоносителя ведет к понижению температуры теплого пола. Вот, фактически, и все основные элементы монтажа распределительных узлов

Вот, фактически, и все основные элементы монтажа распределительных узлов.

Особенности устройства смесительной группы

Простой смесительный узел для теплого пола в типовой комплектации состоит из таких элементов:

• вентилей – термостатических и настроечных;
• термостатической головки;
• устройства температурного контроля;
• насоса.

Оба вида смесителей с двух- и трехходовыми клапанами смешивают холодный и горячий теплоноситель, формируя постоянный круговорот.

Двухходовой клапан снабжают термической головкой, имеющей датчик, который в реальном времени проверяет температуру и в случае необходимости приостанавливает подачу воды от котла. Нагретая жидкость начинает поступать, если остывает при смешивании с потоком обратки. Данный вид клапана задействуют для помещений площадью, не превышающей 200 «квадратов».

Клапаны для смесительных узлов

Смесительные узлы отличаются друг от друга в зависимости от применения клапанов тех или иных видов. Наиболее распространённые клапаны – это двухходовые и трехходовые.

Рассмотрим особенности и первых и вторых подробнее.

Двухходовой (питающий) клапан. Этот клапан оснащён термоголовкой с датчиком влаги, который постоянно её проверяет и, если нужно, отсекает подачу горячей воды от источника нагревания.

В итоге в смесительный узел попадает уже обработанная вода, а если она успевает остыть, то автоматически разбавляется более тёплой. Благодаря этому тёплый пол не перегревается и может использоваться довольно длительное время. Пропускная способность клапана небольшая, регулировка происходит медленно без ощутимых перепадов.

Преимущественно для установки своими руками мастера выбирают именно такой клапан, его можно применять для отопления площади максимум в 200 квадратов.

Трехходовой клапан для узла подмеса. Этот клапан соединяет в себе характеристики пропускного клапана и балансировочного байпасного крана. Он смешивает внутри себя горячий теплоноситель и остывшую обработанную жидкость. Иногда такие клапаны оснащены сервоприводами, способными управлять метеоконтроллерами и термостатическими приспособлениями.

Изнутри клапана есть заслонка, находящаяся между трубой подачи воды и обратки. При регулировке её положения можно менять соотношение количества подаваемой жидкости.

Такой клапан универсальный, отлично подходит для крупных систем с многочисленными контурами и метеоконтроллерами.

Но их применение имеет и свои недостатки, в частности:

• по сигналу из термостата клапаны могут полностью открыться и впустить в контур перегретую воду, что негативно скажется на функционировании тёплого пола вплоть до того, что он может просто лопнуть под давлением;
• огромная пропускная способность, из-за которой температура может резко подняться даже при небольшом смещении клапана.

Температурные датчики

Очень часто тёплые полы оснащаются специальными уличными датчиками, которые автоматически регулируют их температуру в зависимости от погодных условий. В частности, если на улице холодает, температура пола начинает автоматически повышаться.

Работает это так: 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. Также некоторые датчики ограничивают подачу воды при отсутствии дома людей.

Конечно, это можно делать вручную, и каждый раз подкручивать вентиль, но устанавливать оптимальный режим подогрева будет трудно.

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.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со .

Весь процесс стоит разъяснить подробнее:

1. Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
2. При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
3. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
4. Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
5. Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео: