Системы теплых полов, по которые еще мало кто слышал полтора десятка лет назад, прочно вошли в обиход современных домов и квартир, особенно у тех хозяев, кто думает о создании максимального комфорта проживания в своих владениях. В рекламных газетах – масса объявлений об услугах по монтажу систем прогрева пола, но таково уж «устройство» многих наших мужчин, что у них просто «руки чешутся» делать все собственными силами.

Из разнообразия типов «теплых полов» его водяная разновидность относится к наиболее сложным и дорогим в установке, правда, считается, что она значительно экономичнее в плане последующих эксплуатационных расходов. Работа по монтажу сложна уже сама по себе, если ее рассматривать уже хотя бы только с точки зрения прокладки трубных контуров, прячущихся в толще пола. Но совершенно наивно будет полагать, что на этом основные заботы остаются позади, и необходимо всего лишь врезаться в трубы подачи и «обратки». Нет, предстоит еще создать практически с нуля своеобразную «систему управления» системой, так чтобы обогрев пола заработал и приносил в дом только комфорт, а не массу неприятностей. Главным элементом такой системы является насосно-смесительный узел, который напрямую отвечает за поддержание требуемой температуры в контурах и обеспечение циркуляции теплоносителя по ним.


Такие устройства можно приобрести в готовом виде. А есть ли возможность собрать смесительный узел для теплого пола своими руками? Да, это вполне посильная задача – этому и посвящена настоящая публикация.

Общие понятия о смесительном узле «теплого пола»

В чем значимость насосно-смесительного узла в системе водяного «теплого пола»?

Чтобы любая работа шла успешно, исполнителю необходимо понимать, что он делает, и в чем принцип действия создаваемого им изделия. Не является исключением и наш случай: для начала следует полноценно представить, какие же функции возлагаются на насосно-смесительный узел – так будет проще разобраться в дальнейшем в его конструкции.

Итак, начнем с того, что температура циркулирующего по контурам тёплого пола теплоносителя значительно, практически вдвое, отличается от аналогичного показателя в традиционной системе отопления, где роль теплообменников выполняют радиаторы или конвекторы.


Так, в обычных высокотемпературных системах нагрев воды в трубах подачи обычно балансирует на уровне 70÷80 °С, а в ряде случаев может даже превышать эти границы. Именно под такие режимы эксплуатации создавались ранее и преимущественно создаются теперь тепловые магистрали, выпускается подавляющее большинство моделей котельного оборудования.

Но те температурные режимы, что считаются нормой для классических систем отопления, совершенно не приемлемы в условиях эксплуатации «тёплых полов». Это объясняется следующими обстоятельствами:

  • Если принять в расчет площадь активного теплообмена (практически вся поверхность пола в помещении), и присовокупить сюда еще и весьма внушительную теплоёмкость стяжки, в которую заключены трубы «теплого пола», то очевидно, что для достижения в комнате камфорной температуры большого нагрева и не требуется.
  • Порог комфортного восприятия нагрева поверхности пола босой ногой тоже ограничен – обычно для этого достаточно температуры до 30 °С. Согласитесь, будет не особо приятно, если снизу начнет «припекать».
  • Подавляющее большинство финишных напольных покрытий, применяемых в жилых комнатах, не рассчитано на сильный нагрев. Превышение температуры выше оптимальной приводит к деформациям, к появлению щелей между отдельными деталями, к выходу из строя замковых соединений, к образованию волн или «горбов» и другим негативным последствиям.

  • Высокие температуры нагрева вполне способны деструктивно влиять и на состояние бетонной стяжки, в которой «покоятся» трубы контуров «теплого пола».
  • Наконец, повышенные температуры совершенно не полезны и трубам проложенных контуров. Следует правильно понимать, что они жестко зафиксированы в стяжке, лишены возможности свободного термического расширения, и при высоких температурах в стенках труб будут возникать весьма сильные внутренние напряжения. А это – прямой путь к быстрому износу, к повышению вероятностей появления протечек.

В последнее время в продаже появились модели котлов, которые вполне могут работать в режиме «теплого пола», то есть давать низкотемпературный нагрев. Но есть ли смысл приобретать новое оборудование, если есть возможность обойтись имеющимся? Кроме того, «тёплые полы» в «чистом» виде применяются не столь часто – обычно они в масштабах одного дома комбинируются с «классикой». Ставить два раздельных котла? — очень расточительно. Лучше несколько усовершенствовать свою систему, выделив из нее участок «тёплых полов», и на границе этого разделения как раз и установить тот самый насосно-смесительный узел, о котором будет вестись речь.

Есть и еще одно обстоятельство, объясняющее необходимость насосно-смесительного узла. Одно дело – обеспечить циркуляцию в основном контуре отопления, и другое – в проложенных контурах теплого пола, каждый их которых достигает в длину десятков метров, с многочисленными изгибами и поворотами, дающими значимый прирост гидравлического сопротивления. Значит, необходимо выделенное насосное оборудование, которое также, как правило,  входит в схему этого узла, что, кстати, отражается и на его названии.


Принцип работы смесительного узла

Задача понятна – необходимо, не нарушая режима работы основной системы отопления, добиться того, чтобы в контурах «теплого пола» циркулировал теплоноситель с гораздо более низким уровнем нагрева. Как этого добиться?

Ответ напрашивается сам собой – качественным регулированием, то есть подмесом в горячий поток более холодного. Полная аналогия с тем, что мы проделывает неоднократно каждый день, настраивая температуру воды в душевой или в кухонном смесителе.

С горячим потоком – все понятно, а вот откуда взять охлажденный? Да из проходящей рядом трубы «обратки», по которой теплоноситель, отдавший тепло в приборах отопления или в контуре «тёплого пола», возвращается обратно в котельную. Изменяя пропорции подмеса горячей и охлажденной жидкости, можно добиться требуемой температуры.

Безусловно, по сложности устройства смесительный узел весьма существенно отличается от обычного бытового крана. Так и задачи перед ним стоят более ответственные!


Так, смесительный узел должен уметь работать без постоянного вмешательства человека – автоматически отслеживать уровни температуры и вносить оперативные изменения в процесс смешивания потоков, изменяя их количественно. Нередко возникает ситуация, когда в дополнительном поступлении тепла и вовсе нет необходимости, и оборудование должно просто «запереть» контур, обеспечивая только внутреннюю циркуляцию теплоносителя по нему, до требуемого остывания.

Складывается впечатление, что все это очень мудрено для неспециалиста. Действительно, если посмотреть на насосно-смесительные узлы заводского производства, предлагаемые в продаже, то, на первый взгляд, разобраться в хитросплетении труб, кранов, клапанов и т.п. – очень непросто. А стоимость подобных сборок выглядит весьма пугающей.

Но, оказывается, на практике реализуется всего несколько ходовых схем, и если понять принцип их действия, тол подобный насосно-смесительный узел вполне можно собрать и собственными силами. Разбору этих схем мы и посвятим следующий раздел нашей публикации.

Необходимо сразу внести одну ясность – данная статья посвящена именно насосно-смесительным узлам, а вот подключаемые к ним коллекторы подачи и «обратки» упоминаться, безусловно, будут, но в их устройство углубляться не станем. Просто по той причине, что этот узел системы «теплого пола», а именно – его устройство, принцип действия, порядок сборки и балансировки, все же требуют подробного рассмотрения в отдельной публикации.

Схемы насосно-смесительных узлов и принципы их действия


Изо всего разнообразия схем подобных смесительных узлов было выбрано пять. Основными критериями выбора служили простота восприятия принципа работы и доступность в самостоятельном изготовлении. То есть предлагаемые конструкции вполне можно собрать из деталей, имеющихся в свободной продаже, и для этого не требуется специальной подготовки – достаточно устойчивых навыков в проведении обычного сантехнического монтажа.

Схемы, безусловно, различаются, но для простоты их восприятия они сделаны по одному графическому принципу, с сохранением изображений и нумераций одинаковых элементов. Новым деталям, которые будут появляться в схемах, будут присваиваться буквенные обозначения по нарастанию.

Во всех схемах принята одна ориентация – подвод труб подачи и «обратки» слева, а выход на «гребенки» — коллектор теплого пола – справа. Цветовая маркировка труб наглядно говорит об их предназначении. Сам коллектор в реальности может непосредственно примыкать к насосно-смесительному узлу (так бывает чаще) или даже располагаться на некотором отдалении от него – это зависит от особенностей помещения и свободного места для размещения оборудования. На принципе работы схемы это нисколько не отражается.


Трубы могут использоваться любые, по желанию мастера – от обычных стальных ВГП до пластиковых (полипропилен или металлопласт) или гофрированной нержавейки. Соответствующим образом будут меняться и некоторые комплектующие. Так, например, на схемах показаны латунные тройники или отводы, но они могут быть исполнены и из иных материалов.

Соответствующими утолщенными стрелками с изменяемыми оттенками показаны направления потоков теплоносителя.

СХЕМА №1

В данной схеме используется обычный термоклапан, как для радиаторов отопления. Циркуляционный насос расположен последовательно.

Схема считается одной из наиболее простых для монтажа, но она вполне действенная.

Давайте подробно пройдемся по деталям и устройствам, составляющим схему:

  • «а» – трубы, показанные с цветовой маркировкой, для простоты восприятия. Как уже отмечалось, могут применяться различные типы труб, лишь бы они соответствовали по своим характеристикам условиям эксплуатации в системе отопления.

— «а.1» – вход трубы подачи из общего контура системы отопления;

— «а.2» – выход в трубу «обратки»;

— «а.3» – подача на коллектор «теплого пола»;

— «а.4» – возврат теплоносителя с коллектора.


  • «б» — запорная арматура – шаровые краны. Важно – они не играют никакой роли в процессе регулировки температуры или давления в системе «теплого пола». Их функциональность ограничена, но вместе с тем – не менее важна. Наличие кранов позволяет производить отключение отдельных узлов системы отопления, когда это вызвано необходимостью, например, проведения каких-либо ремонтно-профилактических работ.

Особых требований к конструкции запорных кранов для смесительного узла не предъявляется, кроме, пожалуй, качества их исполнения. Но желательно применять краны, оснащенные накидной гайкой-«американкой» (как показано на иллюстрации), что позволит быстро проводить демонтаж узла, не прибегая к сложным операциям. Соответственно, на входе («б.1» и «б.2») эти накидные гайки должны быть со стороны смесительного узла.

Краны «б.3» и «б.4» (между смесительным узлом и коллектором) нельзя назвать обязательными элементами системы, но лучше не пожалеть денег и на них. Их наличие позволяет отключать коллектор и полностью демонтировать узел, не сбивая выверенной балансировки контуров.

  • «в» — фильтр механической очистки теплоносителя (его часто называют еще «косым фильтром»).

Этот элемент можно и не ставить, но только в том случае, если есть полная уверенность в чистоте циркулирующего теплоносителя. Обычно фильтрующие устройства предусматриваются на уровне котельной. Тем не менее, чтобы полностью исключить вероятность попадания твердых взвесей в область точной регулировки «теплых полов», можно и подстраховаться.

Стоит такой фильтр недорого, но зато появится гарантия, что в клапанные устройства самого смесительного узла и настроечных механизмов контуров не попадут никакие твердые частицы, способные нарушить их корректную работу. Кроме того, следует помнить, что твердые взвеси в теплоносителе ускоряют износ уплотнений клапанов.

  • «г» – приборы для визуального контроля температуры теплоносителя (термометры).

Тип термометра может быть любой – как удобно мастеру. Так, применяются приборы с зондами, которые контактируют непосредственно с теплоносителем. Если попроще – можно приобрести накладную модель, но замер уже будет вестись по температуре стенки трубы. Термометр может быть жидкостной, механический со стрелочным указателем или даже цифровой – он удобен при использовании электронных систем управления системами отопления.


На схеме показан вариант с использованием трех термометров:

«г.1» – замеряет температуру в общей трубе подачи системы отопления;

«г.2» – для контроля температуры теплоносителя, подаваемого со смесительного узла на коллектор;

«г.3» – позволяет отслеживать разницу температур на входе и выходе коллектора. Оптимально эта разница не должна превышать 7÷10 градусов.

Такое расположение приборов видится оптимальным, так как дает наиболее полную картину корректности работы системы. Впрочем, многие мастера из соображений экономии обходятся и меньшим количеством термометров.

  • «д» – основной управляющий элемент смесительного узла данной конструкции – термостатический клапан. Это точно такой же клапан, что обычно монтируется на батареях отопления.

Небольшая тонкость. В продаже представлены клапаны для радиаторов, рассчитанные на однотрубную и двухтрубную системы отопления. В нашем случае для смесительного узла предпочтительнее будет модель для однотрубной системы, как более производительная. Ее легко отличить по ряду признаков: такой клапан имеет несколько больший диаметр «бочонка», в маркировке присутствует буква «G», а защитный колпачок – серого цвета.

Направление тока теплоносителя указано на корпусе клапана стрелкой.

  • «е» – термостатическая головка, которая надевается на термоклапан (с помощью накидной гайки М30 или специальным типом фиксации). Важно – в данном случае требуется головка только с выносным датчиком («ж»), соединенным с нею капиллярной трубкой.

Устройство головки таково, что при изменении температуры меняется и ее механическое воздействие на шток термоклапана – при повышении клапан закрывается, при понижении – наоборот, открывает проход теплоносителю.

Насосно смесительный узел для теплого полаКак устроены и как действуют терморегуляторы для радиаторов отопления?

В данной публикации детально останавливаться на этих устройствах не станем. Это из тех соображений, что устройство и принцип действия терморегуляторов для радиаторов отопления подробно рассмотрены в отдельной статье нашего портала.

Термодатчик накладывается на трубу – для этого имеются специальные пружинные фиксаторы. Но сразу возникает вопрос – а где именно он должен стоять?

Возможны два варианта, каждый из которых хорош по-своему.

Первый вариант: датчик стоит на трубе подачи от смесительного узла в коллектор «тёплого пола». Преимущества такого подхода – в контуры поступает теплоноситель со стабильной температурой, то есть полностью исключается возможность перегрева. Недостатки – система смешения никак не реагирует на изменение внешней температуры (если, конечно, соответствующие дополнительные устройства не размещены на самом коллекторе). Например, при похолодании в помещении или подъеме температуры, смесительный узел все равно будет подавать на контуры теплоноситель с неизменяемым уровнем нагрева.

Второй вариант: датчик стоит на трубе обратки от коллектора до смесительного узла (до перемычки, в районе термометра «г.3»). Преимущества – стабильность температуры именно на этом участке, то есть с учетом уже отданного в помещение тепла. А вот уровень нагрева теплоносителя в трубе подачи на коллектор будет варьироваться в соответствии с изменением внешних условий. Похолодало в комнате – контуры отдали больше тепла – термоклапан приоткрылся больше, и соответственно, наоборот. Недостатки – наличие вероятности перегрева в контурах «тёплого пола». Например, после заполнения системы при первом ее пуске в коллектор на первых порах будет подаваться слишком горячая вода, пока не прогреется стяжка. Другой вариант – слишком резкое похолодание в помещении (например, экстренное проветривание открытием окон настежь) также может дать приток в контуры слишком горячего для них теплоносителя.

Впрочем, при продуманной эксплуатации всего этого негатива можно избежать. А еще лучше – предусмотреть участки для размещения термодатчика на обеих трубах в указанных выше местах. Переставить такой датчик – минутная задача, не требующая никаких инструментов.

  • «з» – сантехнические тройники, с помощью которых между трубами подачи и обратки формируется перемычка – байпас («и»). Через этот байпас и будет осуществляться отбор охлаждённого теплоносителя для его смешивания. А сам процесс смешивания, по сути, проходит в тройнике «з.1».
  • «к» – балансировочное устройство. На байпасе рекомендуется установить вентиль (можно даже обычный сантехнический), с помощью которого проводится точная настройка системы после ее запуска, в частности, необходимых показателей напора и производительности циркуляционного насоса. Наличие такой регулировки позволяет «придушить» поток, чтобы в коллекторе и самом смесительном узле не образовывалось зон с чрезмерно повышенным давлением или, наоборот, разрежением. Насос станет работать в наиболее оптимальном режиме, снизится шумность системы.

Оптимальное решение – установка не сантехнического вентиля, а так называемого блок-крана, такого, какой частенько ставится на «обратке» радиатора отопления. По функциональности, в принципе, разницы нет никакой, но в плане обеспечения сохранности настроек – она очевидна. Балансировка проводится специальным ключом, а после этого регулировочное устройство закрывается защитной заглушкой. То есть до него не дотянутся, например, шаловливые детские ручки.

  • «л» – циркуляционный насос, обеспечивающий перемещение теплоносителя по контурам «теплого пола».

В основной системе отопления, безусловно, есть свое насосное оборудование, но «теплым полам» как правило, выделяется отдельный насос, с учетом протяженности и разветвленности проложенных контуров труб. Насос – обычный, а его параметры рассчитываются индивидуально для каждого смесительного узла – об этом речь еще пойдет ниже.

Насосно смесительный узел для теплого полаЦиркуляционные насосы – устройство, принцип действия, выбор оптимальной модели

Системы отопления с естественной циркуляцией встречаются все реже – предпочтение отдается схемам с установленным насосным оборудованием. Как устроен циркуляционный насос для системы отопления, и с какими оценочными критериями подходят к его выбору – читайте в специальной публикации нашего портала.

  • «м» – сантехнический обратный клапан. Это всем знакомая деталь, которая пропускает поток жидкости только в заданном направлении.

Насколько он нужен? В процессе смешивания, безусловно, он никакой роли не играет, но вот для обеспечения постоянной корректности работы может стать нелишним. Представим ситуацию – в контурах температура такова, что притока тепла не требуется, и термоклапан полностью перекрыт. Но насос продолжает работать, и циркуляция в контурах не прекращается. И вот здесь возможно явление подсасывания теплоносителя из общей трубы обратки системы отопления. А ведь там температура даже намного выше, чем должна быть в подаче «теплого пола». Подобный приток несанкционированного тепла может здорово разбалансировать работу смесительного узла, но установка клапана полностью снимает даже малейшую вероятность такого явления.

Теперь перейдем к рассмотрению принципа действия этой схемы.

Теплоноситель поступает из общей трубы подачи, доочищается на «косом фильтре». На термоклапане поток заметно снижается за счет прикрытой задвижки, уменьшающей сечение свободного прохода. За изменение положения клапана отвечая термостатическая головка, передающая механическое усилие на его шток, в зависимости от температуры на выносном термодатчике.

Циркуляционный насос работает постоянно, и перед ним, в области тройника «з.1» создается зона разрежения, которая затягивает и изменяющийся поток горячего теплоносителя, и охлаждённого – из трубы обратки через байпас. Потоки соединяются именно в упомянутом тройнике, смешиваются, и в таком виде, с нужной температурой, прокачиваются насосом далее на коллектор «теплого пола».

Если термодатчик показывает, что уровень нагрева достаточен или даже избыточен, клапан будет полностью закрыт, и насос станет просто прокачивать теплоноситель по кругу, без притока его извне. По мере постепенного остывания теплоносителя клапан приоткроется, чтобы добавить очередную «порцию» тепла, так, чтобы температура приняла необходимое значение.

Как видно, приток горячего теплоносителя при хорошо отлаженной системе будет не особо большим – в нормальном положении при стабильной работе узла, клапан бывает едва приоткрытым. Но в случае изменения внешних условий термоголовка внесет необходимые коррективы.

В данной схеме циркуляционный насос расположен таким образом, что он полностью перекачивает весь поток теплоносителя на коллектор «теплого пола». Этот принцип называют последовательным расположением насоса.

СХЕМА №2

Схема во многом повторяет первую, но вместо обычного термоклапана в ней применяется трёхходовой.

Итак, смотрим на особенности конструкции:

Вместо верхнего тройника устанавливается трехходовой смесительный термоклапан («н»), а обычный клапан из схемы, соответственно, изъят. Управляет же этим  устройством все та же термоголовка с выносным датчиком, что и в первой схеме. Положение датчика также не изменяется – один из двух упомянутых выше вариантов.

Смешение потоков происходит непосредственно в корпусе трехходового клапана. Он устроен таким образом, что при изменении положения штока один проход приоткрывается а второй пропорционально закрывается.

Необходимо обратить особое внимание на один нюанс. Такие клапаны могут быть не только смесительного, но и, наоборот, разделительного принципа действия. На показанной схеме требуется клапан именно смесительный, то есть с двумя сходящимися потоками. Как правило, на корпусе изделия имеется соответствующее указание – стрелки, демонстрирующие направление потоков теплоносителя.

Показанная схема может иметь и иную вариацию – термоклапан установлен вместо нижнего тройника, но здесь, понятно, уже должна стоять разделительная разновидность изделия. То есть управляться температура станет изменением подаваемого потока из обратки.

Трехходовые краны могут и не требовать термоголовки —  у многих моделей имеются свои встроенный датчики температуры. Правда, некоторые мастера выражают мнение, что с выносным датчиком система работает все же корректней, и вероятность возникновения нештатных ситуаций – гораздо ниже.

На схеме показан (полупрозрачным) еще и обратный клапан («м1»), установленный на байпасе. Он бывает необходим в тех случаях, когда автоматика управляет еще и работой циркуляционного насоса. Если клапана не будет, то в режиме простоя циркуляции байпас становится обычной неуправляемой перемычкой, что сразу сказывается на сбалансированности узла и на работе других отопительных приборов системы отопления. Но в большинстве случаев, когда насос работает постоянно, такая деталь в схеме не требуется, а многие мастера вообще считают ее вредной, так как такой клапан создаёт дополнительное гидравлическое сопротивление.

Когда выгодно использовать такую схему с трехходовым клапаном? Как правило, она находит применение в крупных смесительных узлах, к которым подключено несколько контуров, причем – различной протяженности. Оправдана одна и в системах отопления, которые управляются погодозависимой автоматикой, так как изменение параметров в них идет не только за счет клапана, но и за счет изменения режимов работы циркуляционного насоса. В небольших системах применение подобной схемы – не особо приветствуется, так как она будет сложнее в регулировке.

СХЕМА №3

Еще одна вариация схемы с последовательным расположением циркуляционного насоса. В этот раз также применен трёхходовой термоклапан («н.1»), но уже иной компоновки – он смешивает два сходящихся по одной линии потока и перенаправляет их в центральный патрубок.

Такие клапаны имеют соответствующую маркировку – стрелочную или цветовую, что позволяет не ошибиться в выборе.

В остальном же схема – полный аналог предыдущей. Байпаса может вообще не быть – вместо него смонтирован трёхходовой клапан, что дает немалую экономию места, и схема получается более компактной.

СХЕМА №4

Эта и следующая схема имеют коренное отличие от рассмотренных выше, и это принципиальная разница заключается в расположении циркуляционного насоса

Как видно из схемы, никаких новых элементов в ней не появилось. Трубы подачи и обратки со стороны общей системы – остались на месте, а вот со стороны коллектора – поменялись местами. Байпас, естественно, остается, но получается, что потоки горячего и остывшего теплоносителя встречаются в его верхней точке. А на самом байпасе разместился циркуляционный насос, обеспечивающий прокачку сверху вниз.

Принцип работы заключается в следующем. Поток горячего теплоносителя проходит через термоклапан, где дозируется до нужного количества, и встречается в верхнем тройнике байпаса с потоком из «обратки» коллектора. Стоящий на байпасе насос захватывает эти оба потока и прокачивает вниз. Таким образом, микширование происходит как в верхнем тройнике, так и в рабочей камере самого насоса.

В нижней точке байпаса, в тройнике, поток вновь разделяется. Большая часть прокачанного теплоносителя уже нужной температуры обычно возвращается в коллектор и далее – в контуры «теплого пола». А образовавшийся излишек – просто сбрасывается в «обратку» основного контура общей системы отопления.

Достоинством подобной схемы можно считать ее компактность, что бывает важно при недостаточности места под установку смесительного оборудования. Но недостатков у не все же больше:

— Производительность системы снижается, так как часть перемешанного теплоносителя попросту сбрасывается в линию «обратки».

— Подобная схема – намного сложнее в балансировке, так как необходимо добиться полного постоянного заполнения контуров «теплого пола», без участков разрежения, и только избыточное количество отправить в «обратку». Часто это требует установки дополнительных балансировочных элементов, например, блок-кранов или перепускных клапанов.

Интересно, что, видимо, в угоду компактности, большинство смесительных узлов промышленного изготовления собирается именно по параллельной схеме установки циркуляционного насоса. И это нередко побуждает народных умельцев несколько видоизменять заводские схемы установкой дополнительных перемычек – так, чтобы прийти к более производительной и более простой в настройке схеме с последовательным расположением насоса.

СХЕМА №5

Про эту схему можно много не рассказывать – все уже должно быть понятно. Отличие ее от предыдущей – только в использовании трёхходового термоклапана (смесителя), работающего по принципу смешивания встречных потоков.

Следует заметить, что существуют и гораздо более «навороченные» схемы, которые реализуются в смесительных узлах заводского производства. Но собирать их самостоятельно – вряд ли имеет смысл. Вполне можно выбрать вариант их предложенных выше.

Как определиться с основными параметрами смесительного узла?

Если принято решение собирать смесительный узел для «теплого пола» своими руками, то необходимо при подборе комплектующих следить, чтобы их параметры соответствовали характеристикам системы. Здесь речь идет не столько о диаметрах и монтажных размерах (хотя и это очень важно), сколько о производительности основных элементов узла (насоса и термоклапана), то есть о способности пропустить через себя необходимый объем теплоносителя в единицу времени.

А для циркуляционного насоса важен и еще один параметр – показатели создаваемого им напора жидкости. Насос обязан обеспечить нормальную циркуляцию во всех подключённых к узлу контурах «теплого пола», то есть преодолеть их гидравлическое сопротивление, а протяженность проложенных труб может быть весьма внушительной.

По правде говоря, проведение подобных вычислений – это удел специалистов. Но со вполне приемлемой степенью точности выполнить такие расчеты можно и самостоятельно, и мы в этом поможем.

Определение требуемой производительности насосно-смесительного узла

Этот параметр важен как для насоса, так и для термостатического клапана. Правда, насос выступает в роли активного узла, который и обеспечивает перекачку требуемого объема. Клапан же должен суметь пропустить через себя это количество жидкости, и они выпускаются с различными уровнями пропускной способности, которая, кстати, может даже регулироваться на них самих специальным кольцом предустановки.

Не станем загружать внимание читателей формулами, а предложим воспользоваться онлайн-калькулятором расчета. Несколько пояснений по проведению вычислений будут приведены ниже.

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла

Пояснения по выполнению расчетов

  • Теплоноситель так называется не зря – чем больше его перекачано в единицу времени, тем большее количество тепловой энергии перемещено от источника (котла) к месту потребления (к контурам теплого пола). Значит, одно из исходных значений для вычислений минимально необходимой производительности является площадь помещений, в которых организован такой тип отопления и контуры которых подключены к рассматриваемому смесительному узлу.

Здесь тоже может быть различие – одно дело, когда «теплый пол» является единственным источником тепла, и совершенно другое – когда он организуется только в целях поддержания более комфортной атмосферы в комнате: количество тепловой энергии будет отличаться. В полях ввода данных необходимо указать эти значения площади, с возможным их разграничением по указанному признаку. При этом если «теплый пол» делается для кухни, ванной, санузла или прихожей, то лучше сразу указывать, что он является основным источником тепла.

  • Для оценки количества переносимой тепловой энергии необходимо знать теплоемкость теплоносителя (она уже заложена в программу расчета) и перепад температур в подающем и обратном коллекторах. Этот перепад обычно не превышает 10 градусов, при том, что для комфортного восприятия, как уже говорилось, достаточно уровня нагрева не более, чем 30 градусов. Тем не менее, в калькуляторе есть два слайдера, на которых необходимо указать предполагаемый температурный режим работы системы.
  • Иногда вместо воды (характеристики которой уже заложены в программу) в системах отопления применяется незамерзающий теплоноситель. Чтобы результаты расчетов для него были более точными, можно указать его плотность и теплоемкость.

Итоговый результат будет показан в кубометрах в час, литрах в минуту и в секунду – как кому удобнее для восприятия.

Какой минимальный напор должен создавать циркуляционный насос смесительного узла?

В общей системе отопления, безусловно, стоит свой циркуляционный насос, но надеяться на напор, созданный им, не приходится. Как было видно из приведенных схем и принципов их работы, зачатую клапан закрывается полностью, и все давление, требуемое для циркуляции теплоносителя по контурам теплого пола, будет обеспечивать только насос, встроенный в смесительный узел.

Расположенный ниже калькулятор поможет определиться с минимальным значение требуемого напора. А под приложением – несколько разъяснений по работе с ним.

Калькулятор определения минимально необходимого напора циркуляционного насоса

Пояснения по проведению расчетов

  • К смесительному узлу подключается коллектор, от которого уже запитываются контуры «тёплого пола». Согласно законам гидравлики, давление, созданное насосом, на коллекторе будет равным для всех подключенных контуров, и для точной настройки обычно на каждом из них устанавливаются свои балансировочные устройства. Но эти клапаны позволяют лишь «придушить» избыточное давление, например, в контурах минимальной протяженности. А расчет, совершенно очевидно, должен вестись по самому длинному контуру, так как именно в нем будет оказываться максимальное гидравлическое сопротивление. Поэтому в поле ввода данных необходимо указать протяженность этого самого длинного контура, с учетом труб подводки к нему.
  • Гидравлическое сопротивление тем выше, чем меньше диаметр условного прохода трубы контура «теплого пола». Поэтому в следующем поле указывается этот параметр.

Кроме самих труб, немалое сопротивление оказывают и другие элементы системы – фитинги или клапаны. Но поправка на это обстоятельство уже учтена в алгоритме расчета.

  • Итоговое значение будет показано в нескольких единицах измерения: Паскалях, метрах и дециметрах водяного столба. Это сделано из тех соображений, что в паспортах насосов разных производителей могут применяться и различные единицы.

При выборе насоса имеет смысл ознакомиться с его техническим паспортом – там обычно прикладывается диаграмма оптимальных соотношений производительности и создаваемого напора в различных режимах работы (большинство современных приборов имеет переключатель таких режимов).

stroyday.ru

Практический и функциональный смысл использования

Совокупность устройства центрального отопления и теплого пола может быть представлена множеством конструктивных элементов. К ключевым узлам можно отнести: нагревательный котел, радиаторы отопления, контур центрального отопления (горячий), теплоноситель, контур теплого пола (холодный).

Котел нагревает теплоноситель до минимальных 70° C и максимальных 95° C, но согласно СНиП и санитарным требованиям напольное пространства не должно нагреваться более чем на 31° С. При устройстве защитного и выравнивающего слоя стяжка данное значение может быть повышено, но все равно не должна превышать 50-55° С.

Данные требования и нормативы исключают использование теплоносителя напрямую для контура, используемого для обогрева пола, так как температура воды слишком высока. Ввиду этого и используется узел подмеса для теплого пола, основной функцией которого является снижения температуры теплоносителя для нагревательных элементов теплого пола.

Снижения температуры происходит за счет смешения более горячего потока жидкости, идущего от котла и радиаторов, с более холодным, так называемой “обраткой”. В итоге, не влияя на другие элементы цепи, в контур подается теплоноситель, охлажденный до нужных значений.

Применение смесительного узла не требуется только в случаях использования низкотемпературных контуров, применяемых для отопления строения, где котел используется исключительно для нагрева жидкости, применяемой в системе теплого пола. В иных случаях, использование смесителя обязательно.

Преимущества и плюсы использования

Включение смесительного узла в общую систему отопления и обогрева помещения является не только вынужденной мерой, но привносит целый ряд практических преимуществ.

К преимущественным особенностям данного узла можно отнести:

  • Безопасность – система, при которой происходит смешение теплого и холодного контура снижает или полностью исключает риск перегрева нагревательных элементов, а вследствие этого получения ожогов и других проблем со здоровьем.
  • Экономичность – использование термосмесителя в системе “теплый пол” помогает снизить расход электроэнергии до 25-30%.
  • Гигиеничность – за счет постоянной поддержки заданной температуры уход за системой не причиняет неудобств. Влажная уборка происходит в кратчайшие сроки, поверхность полы быстро высыхает, что исключает появление грибка и образование плесени.
  • Долговечность – все ключевые элементы конструкции изготавливаются из современных материалов и покрытий. Минимальный срок службы самого изнашиваемого элемента более 45-50 лет.

Подключение различных датчиков и электроприводов позволяет установить настройки, при которых температура нагрева теплоносителя в контрах будет корректироваться, в зависимости от изменений температуры на улице.

Принцип работы конструкции

Общий принцип работы для всех типов смесительных узлов можно представить в следующем виде: поток теплоносителя высокой температуры движется по контуру и “упирается” в распределительный коллектор, где располагается предохранительный клапан, оснащенный термостатом или датчиком снятия температурных показателей.

При регистрации высокой температуры жидкости производится открытие заслонки, через которую поступает поток жидкости более низкой температуры. То есть происходит смешивание или подмес холодной жидкости к более горячей (или наоборот).

Далее по достижению необходимых значений температуры происходит автоматическое прекращение подачи более горячей жидкости, путем перекрытия соответствующей заслонки.

Узел смешения служит не только регулятором температуры нагрева теплоносителя, но и обеспечивает его циркуляцию в системе. Общее функционирование связки “смешение-подача” жидкости будет осуществляться за счет работы следующих элементов:

  • Предохранительный клапан – участвует в процессе подачи определенного объема горячего теплоносителя. Объем напрямую зависит от температуры, которая должна получиться после смешения жидкостей.
  • Насос для циркуляции – ключевое приспособление, обеспечивающее циркуляцию и движение теплоносителя по контурам системы, за счет чего происходит равномерный прогрев напольного пространства.

Дополнительно к данным элементам в конструкцию и работу узла могут входить: байпас, защищающий систему от перегрузок, воздухоотводчики, различные дренажные и перекрывающие клапаны. Наличие того или иного элемента зависит от целей и задач, предъявляемых к работе смесителя.

Монтаж смесительного узла всегда выполняется до входа в контур теплого пола, но непосредственное место расположения строго не регламентируется. То есть это может быть выполнено, как в непосредственной близости в помещении с теплым полом, так и в специально оборудованной котельной.

Конструктивные отличия различных типов систем

Принципиальное различие в функционировании различных смесительных узлов состоит в использовании предохранительных клапанов различного типа. Наиболее распространенными являются два типа: двух- и трехходовый клапан.

Двухходовый (питающий) клапан имеет специальную термостатическую головку с датчиком жидкостного типа, который снимает и на основе полученных данных регулирует поток горячего теплоносителя.

В итоге, смешение происходит по принципу, когда в постоянно циркулирующий теплоноситель холодной температуры (“обратка”) подается горячая жидкость, идущая от нагревательного котла. Такое смешение не дает теплому полу перегреваться и повышает срок его службы. За счет малой пропускной способности двухходового клапана нагрев осуществляется плавно, без скачков и перегрузок.

Использование двухходовых клапанов является предпочтительным, особенно при устройстве полов с подогревом по небольшой площади. При площади более 200 м2 применение такого элемента не оправдано.

Трехходовый клапан является комбинированным вариантом, который играет роль питающего клапана и балансировочного крана. Принцип работы противоположен предыдущему элементу, то есть смешивается горячий теплоноситель с холодной жидкостью с “обратки”.

Такая конструкция нередко оборудуется сервоприводами, подключенными к термостатическим устройствам, которые подстраивают температуру обогрева под температурные значения на улице.

Подача жидкости внутри трехходового клапана регулируется за счет положения заслонки, которая расположена под прямым углом между трубой, идущей от котла и “обраткой”. Регуляция положения производится любым удобным образом, в зависимости от требуемого соотношения жидкости.

Трехходовые клапаны более универсальные устройства, которые обязательны к установке в системах с различными контролерами погоды, при укладке теплых полов по большой площади и в системах с большим количеством нагревательных контуров.

Среди недостатков таких устройств можно выделить следующее:

  • Риск возникновения резких скачков температуры, когда поступающий объем горячего теплоносителя через узел достаточно большой по сравнению с жидкость с “обратки”;
  • Большая пропускная способность клапана, даже при незначительных изменениях в положении заслонки, может привести к значительному повышению температуры нагрева.

Применение погодозависимых контролеров помогает частично или полностью избавиться от данных проблем. При снижении уличной температуры или резком ухудшения погоды, датчик сам подрегулирует и установить максимально эффективную температуру в помещении. Это особенно актуально для большой площади, когда даже похолодание на 3-5° C может привести к некомфортным условиям внутри здания.

Дополнительным доводом в пользу “автоматики” служит тот факт, что снятие показаний происходит каждые 20-60 секунд и если действительные значения не соответствуют расчетным, аккуратно и плавно регулирует положения заслонки.

При отсутствии жильцов или людей в помещениях такое оборудование позволяет понизить температуру в целях экономии, тем самым снизив расходы на содержание системы в целом.

Различные варианты схем смесительных узлов

Устройство узлов подмеса теплого пола во многом зависит от используемых комплектующих и может выполняться по различным схемам. В качестве примера приведем схемы, предлагаемые итальянской компанией Valtec.

Продукция данного производителя отвечает высоким требованиям. Ниже размещенные схемы были составлены инженерами Valtec и рекомендуются к использованию, особенно при проведении работ своими руками.

Для классификации перечислим схемы узлов, начиная с самой простой, используемой на небольшой площади:

  1. Площадь помещения не более 20 м2 с одним контуром, способ регулировки – ручной. Подключение: 6 –соединитель с металлопластиковой трубой, 10 –горячий контур, 11 – “обратка”. Является самым простым и доступным способом подключения теплого пола. Дополнительно можно установить воздухоотводчик, а на входе и выходе из системы смонтировать шаровые краны;
  2. Площадь помещения до 20 м2 с одним контуром, способ регулировки – автоматический при помощи термоголовки с внешним датчиком. Подключение: 1 – термостатический клапан монтируется к шаровому крану (3), 5 – горячий контур, 6 – “обратка”, 18 – насос по направлению к смесительному клапану, 12 и 22 – контур системы ”теплы пол”. Как и в предыдущем случае, можно подключить автоматический воздухоотвод;
  3. Площадь помещения 20-60 м2, количество контуров – 2-4; способ регулировки – ручной, для “автоматики” необходимо смонтировать сервопривод, термостат и датчик. Подключение: 10 – соединитель для монтажа труб, 16 – высокотемпературный контур, 17 – “обратка”;
  4. Площадь помещения до 60 м2, количество контуров – 2-4, способ регулировки – автоматический с наружным датчиком. Подключение: 3 – шаровые краны для горячего и холодного контура, 7 – насос по направлению к смесительному клапану (2), 12 – места подключения труб теплого пола.

Более подробно с технологией монтажа теплого водяного пола вы можете прочитать в специальном материале, который расскажет о требованиях и способах установки системы.

otdelkaexp.ru


Categories: Тёплый пол

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector