Коллекторное отопление

В сантехнике коллектором называется участок трубы увеличенного сечения, собирающий (или раздающий) воду из нескольких ответвлений меньшего диаметра. В отопительных системах административных, жилых и производственных зданий указанный элемент встречается под названием «распределительная гребенка». Наша задача – рассмотреть коллектор отопления для частного дома, рассказать о принципе работы, вариантах применения и способах монтажа.

Зачем нужен коллектор, принцип работы

Устройство данного сантехнического прибора очень простое. По сути, это кусок трубы большого диаметра, оснащенный резьбовыми штуцерами для подключения контуров водяной системы. Длина гребенки отопления зависит от числа присоединений, основная линия обычно подводится к торцу.

Справка. Как правило, коллекторы снабжаются отводными патрубками одинакового диаметра, составляющего 0.5…0.75 от сечения главной камеры. Расстояние между штуцерами бывает разным – в зависимости от расхода теплоносителя в контурах и назначения гребенки.

Что происходит в коллекторе, куда поступает вода из 2…10 параллельных ветвей:

1. Из нескольких магистралей в сборный трубопровод попадает теплоноситель с различными параметрами – температурой, скоростью течения, расходом за единицу времени.
2. В большом проходном сечении гребенки скорость движения воды снижается, уменьшается гидравлическое сопротивление.
3. Смешиваясь в главной камере, разные потоки обретают на выходе одинаковую температуру и скорость.

Итак, задача коллектора – сбор теплоносителя, выравнивание его параметров и отправка обратно в котел по основной линии. Без гребенки не обойтись, когда нужно свести в один трубопровод несколько магистралей с разным расходом воды, гидравлическим сопротивлением и протяженностью. Попробуйте соединить такие ветви на тройниках — 2–3 контура сразу перестанут нормально работать.

Распределительный коллектор отопления действует аналогичным образом, только в обратном направлении. Вода от котла, медленно протекающая через основную камеру, расходится в требуемом количестве по второстепенным линиям.

Одна голая труба с отростками малополезна без сопутствующей арматуры – кранов, клапанов и прочих элементов. Коллекторный узел в сборе помогает решить несколько важных задач:

• регулировать количество теплоносителя по каждой ветви, балансировать их между собой;
• путем подмеса снижать температуру подаваемой воды и поддерживать ее на заданном уровне;
• опорожнять систему, сбрасывать воздух;
• автоматически управлять микроклиматом каждого помещения, используя комнатные терморегуляторы.

Виды коллекторных узлов

Прежде чем рассматривать типы гребенок, укажем способы их применения в системах водяного отопления частных домов и квартир:

• распределение и регулирование температуры воды в контурах теплых полов, сокращенно – ТП;
• раздача теплоносителя радиаторам по лучевой (коллекторной) схеме;
• общее распределение тепла в жилом здании большой площади со сложной системой теплоснабжения.

В загородных коттеджах с разветвленным отоплением коллекторная группа включает так называемую гидрострелку (иначе – термогидравлический разделитель). По сути, это вертикальный коллектор на 6 выводов: 2 – от котла, два – на гребенку, один верхний для удаления воздуха, из нижнего сбрасывается вода.

Дополнение. Есть каскадные гидрострелки с большим количеством штуцеров, куда подключаются отопительные контуры напрямую. Тогда распределитель коллекторного типа не используется.

Теперь о видах распределяющих гребенок:

1. Для ограничения температуры воды, регулирования расхода и балансировки контуров теплого пола используются специальные коллекторные блоки, сделанные из латуни, нержавейки или пластика. Размер присоединительного отверстия основной теплотрассы (на торце трубы) – ¾ либо 1 дюйм (DN 20–25), ответвлений – ½ или ¾ соответственно (DN 15–20).
2. В радиаторных лучевых схемах применяются те же гребенки систем напольного обогрева, но с урезанным функционалом. Разницу мы объясним ниже.
3. Для общедомового распределения теплоносителя используются стальные коллекторы больших размеров, диаметр соединения – свыше 1” (DN 25).

Заводские коллекторные группы недешевы. Ради экономии домовладельцы часто пользуются гребенками, спаянными своими руками из полипропилена, или берут дешевые распределители для систем водоснабжения. Дальше мы укажем проблемы, связанные с установкой самодельных и водопроводных коллекторов.

Устройство гребенки для теплого пола

Температура теплоносителя, подаваемого в контуры напольного отопления, не должна превышать 50 °C, оптимальный температурный график – 40/30 °C. Если поверхность пола нагреется сильнее 30 градусов, в комнате станет душно, некомфортно.

Держать на подаче 40–50 °C способны только газовые котлы, и то, с потерей КПД. Чтобы эффективно расходовать газ либо другой энергоноситель, воду необходимо греть до 60 градусов, а после снижать температуру на входе в петли ТП. Это одна из основных задач коллекторного блока, состоящего из следующих элементов:

• сам коллектор – 2 отдельных трубки (подающая и обратная) с кронштейнами настенного крепления;
• термостатические клапаны нажимного действия с подсоединением для труб типа «евроконус»;
• расходомеры (ротаметры) со шкалой 0.5…5 л/мин;
• торцевые блоки с автоматическими воздушными клапанами и вентилями слива;
• блоки стрелочных термометров;
• отсекающие шаровые краны;
• байпасная линия с перепускным клапаном.

Ротаметры и нажимные клапаны завинчиваются в специальные гнезда на гребенке, последние закрыты пластмассовыми колпачками. Воздухоотводчики со сливными вентилями вкручиваются в торцы коллекторных трубок с одной стороны, блоки термометров и кранов – с другой. Байпас устанавливается в зависимости от конструкции гребенки.

Примечание. Обычно расходомеры стоят на линии подачи, термоклапаны – на «обратке». Но встречаются и другие модели коллекторов с ротаметрами на обратной магистрали. Если вы перепутаете трубки распределителя, то перекрутить клапаны вместо расходомеров не выйдет – внутренняя форма втулок разная.

За термометрами идут шаровые краны, следом – циркуляционный насос и узел смешивания. Рассмотрим каждый элемент коллекторной группы отдельно.

Конструкция и назначение расходомеров

Ротаметры предназначены для контроля и регулирования максимального расхода жидкости через петли. Элементы вкручиваются в специальные патрубки на коллекторе без подмоточных материалов – уплотнителем служит прокладка из резины EPDM.

В корпусе расходомера установлен подпружиненный шток с рабочей тарелкой на одном конце и контрольной шайбой на другом. Как работает ротаметр:

1. Теплоноситель затекает сквозь боковое отверстие в корпусе, потом движется вниз, давит на тарелку и уходит в трубу.

   

   
   

   Расходомеры, устанавливаемые на обратной линии, устроены аналогично, только пружина стоит по другую сторону контрольной шайбы. Теплоноситель поступает снизу и толкает тарелку вверх, шток и шайба поднимаются. Как различить ротаметры разных типов:

   • если при отсутствии протока шайба находится вверху колбы, то расходомер ставится на подаче;
   • если при нулевом расходе воды шайба стоит внизу шкалы, элемент предназначен для «обратки»;
   • шкала на колбе проградуирована в соответствующем направлении, в первом случае отсчет ведется сверху вниз, во втором – снизу вверх.

   В процессе эксплуатации ротаметры надо обслуживать – чистить по мере загрязнения. Индикатором служит прозрачная колба, когда она покроется налетом изнутри, элемент следует выкрутить, разобрать и удалить грязь с рабочих поверхностей.

   Как устроен термостатический клапан

   Конструктивно изделие не отличается от других подобных термоклапанов – радиаторных либо двухходовых. При нажатии на подпружиненный шток тарелка опускается в седло, перекрывая проход теплоносителю. Есть возможность преднастройки: максимальный расход ограничивается вращением сердцевины клапана с помощью шестигранного ключа.

   Уточнение. Существует 2 типа клапанов – нормально открытые и нормально закрытые. Первые описаны выше – при нажатии на шток проход закрывается. Вторые используются реже, там канал закрыт изначально, при опускании штока отверстие открывается.

   
   

   

   Назначение термостатического клапана – регулирование расхода теплоносителя при эксплуатации (не балансировка!). Управление реализуется 3 способами:

   1. Ручной. Положение штока регулируется пластиковой рукояткой, которая накручивается на клапан сверху.
   2. Автоматическими термоголовками RTL, нажимающими шток при увеличении температуры обратного потока. Не путайте их с обычными радиаторными головками, реагирующими на температуру воздуха.
   3. Электрическими сервоприводами, связанными с комнатными терморегуляторами либо погодозависимой автоматикой.

   Ручное управление требует постоянного внимания со стороны пользователя – при изменении температуры окружающей среды вам придется поджимать или отпускать шток. Термоголовки типа RTL автоматизируют процесс, но хорошо работают только на коротких петлях – до 60 м. Сервоприводы плюс терморегуляторы применимы везде.

   Прочие аксессуары гребенки

   В начале публикации мы перечислили задачи, которые должна решать коллекторная группа теплых полов. С балансировкой и регулированием расхода понятно – эти функции исполняют ротаметры и клапаны. Перейдем к оставшимся аксессуарам:

   1. Терминальный узел для опорожнения и автоматического удаления воздушных пузырей. Элемент состоит из корпуса со сливным краном и поплавкового воздухоотводчика. Штуцер закрыт пробкой, которая одновременно является барашком для открытия вентиля.
   2. Блоки стрелочных термометров, размеченных до 80–90 °С. Назначение ясно – измерение температуры на входе и выходе из гребенки.
   3. Краны шаровые отсекающие. В зависимости от способа подключения коллектора к отоплению используются краны прямые, угловые, с американкой и внутренней/наружной резьбой.
   4. Байпасная перемычка с перепускным клапаном применяется в системах с автоматической регулировкой. Если из-за теплой погоды все контуры закроются, теплоноситель пойдет через байпас по кругу, насос не будет работать «на себя». В обычном режиме клапан не даст воде циркулировать напрямую, заставит двигаться по петлям.

   

   Примечание. Через терминальный узел можно не только сливать теплоноситель, но и закачивать в случае ремонта. Коллектор отсекается кранами от основной магистрали, производится опорожнение либо подпитка контуров ТП через боковой штуцер.

   Количество и разнообразие дополнительной арматуры зависит от производителя гребенки. Указанные аксессуары являются основными, кроме них еще применяются различные заглушки, переходники и вентили.

   Перед коллекторным блоком располагается смесительный узел, его состав зависит от метода приготовления теплоносителя для ТП. Практикуется 3 способа доведения воды в теплых полах до нужной температуры:

   1. Подмес в контуры горячей воды двухходовым термостатическим клапаном. Элемент запускает порции теплоносителя по команде термоголовки с выносным температурным датчиком в виде медной колбы. Последний прикреплен к металлической стенке коллектора и связан с головкой через капиллярную трубку.
   2. Смешивание охлажденного и нагретого теплоносителя с помощью трехходового клапана. Принцип следующий: насос гоняет воду через байпас по контурам, когда она не охладится, клапан открывает подачу нагретой воды из котловой линии. Отличие от предыдущего метода – более плавная подача, качество смешивания.
   3. Ограничение обратного протока термоголовками RTL, установленными на термоклапаны гребенки. Здесь насосный модуль вообще не нужен.

   Управлять двух– либо трехходовым клапаном можно тремя способами: вручную, с помощью термоголовки с выносной колбой и электрическим исполнительным механизмом. Последний управляется контроллером, получающим сигналы комнатных либо погодных датчиков.

   Распределитель лучевой системы отопления

   Напомним: лучевая разводка предусматривает индивидуальное двухтрубное подключение каждого радиатора к общему распределительному коллектору, расположенному в удобном месте (обычно – ближе к центру здания).

   

   Для монтажа коллекторного узла применяются такие гребенки:

   • заводская для ТП (описывается выше), изготовленная из нержавеющей стали, латуни либо пластика;
   • заводская для водоснабжения со встроенными запорными вентилями, сделанная из полипропилена или металла;
   • самодельные коллекторы, скрученные из латунных фитингов, полипропиленовых тройников.

   Выбор типа гребенки зависит от вашего бюджета и требований к радиаторной системе. Если каждая батарея оснащена собственным балансировочным вентилем и термоголовкой, то достаточно чистого коллектора без клапанов и расходомеров. Модуль сброса воздуха и воды оставьте.

   

   Совет. При ограниченном бюджете можно выбрать недорогой водопроводный коллектор с кранами, изображенный на фото. Многие домовладельцы так и поступают, а систему балансируют радиаторными вентилями.

   Если вы желаете автоматизировать работу отопления и все регулировки свести в коллекторный шкаф, покупайте гребенку для напольного обогрева. Устанавливайте все аксессуары – ротаметры, клапаны с сервоприводами, «воздушники», комнатные регуляторы. Смеситель по-прежнему не нужен, теплоноситель к батареям подается прямо из котельной.

   Ниже на видео показан комбинированный коллектор для отопления, распределяющий тепло на радиаторную разводку и напольные контуры. Обе части гребенки установлены параллельно. Заметьте, для раздачи теплоносителя мастер использовал водопроводные распределители.

   Общедомовая коллекторная группа

   Магистральная гребенка выполняет те же функции, что и коллектор ТП – распределяет теплоноситель по ветвям отопительной сети различной нагруженности и протяженности. Элемент изготавливается из стали – нержавеющей или черной, профиль основной камеры – круглый либо квадратный.

   Справка. Магистральные коллекторы заводского изготовления называют компланарными. Это умное слово обозначает, что все детали гребенки лежат в одной плоскости – вертикальные патрубки подачи насквозь пересекают камеру «обратки» и наоборот. Цель – уменьшить вес и габариты конструкции.

   Существуют компактные модели распределителей на 3–5 контуров, сделанные в виде одной трубы. В чем хитрость: коллектор «обратки» помещен внутрь камеры подачи. В результате получаем 1 общий корпус с 2 камерами одинаковой вместительности.

   

   В подавляющем большинстве загородных домов площадью до 300 м² разводящие коллекторы не нужны. Для нескольких потребителей тепла используется схема обвязки способом первично-вторичных колец, описанная в отдельной статье. Когда следует задуматься о покупке общедомовой гребенки отопления:

   • число этажей коттеджа – не менее двух, общая площадь – свыше 300 квадратов;
   • для обогрева задействовано минимум 2 источника тепла – котел газовый, твердотопливный, электрический и так далее;
   • количество отдельных ветвей радиаторного отопления – 3 и больше;
   • в схеме котельной присутствует бойлер косвенного нагрева, контуры отопления вспомогательных построек, подогрева бассейна.

   Перечисленные факторы нужно рассматривать отдельно и в совокупности, а для подбора модели конкретных размеров произвести расчет нагрузки на каждую ветку. Отсюда вывод: без консультации с экспертом коллектор лучше не покупать.

   

   Нюансы монтажа

   Технология крепления коллектора к стене довольно проста: гребенка ТП и лучевой разводки подвешивается на монтажных кронштейнах, петли присоединяются фитингами типа «евроконус». Трубы, идущие к верхней части коллектора (обычно это «обратка»), пропускаются под нижней.

   Совет. Никто не заставляет вас монтировать распределитель на скобах. При необходимости трубки можно разнести в стороны и закрепить на стене отдельно. Коллекторный ящик используется в помещениях жилой зоны, при установке коллектора в котельной шкаф не нужен.

   Кратко перечислим основные моменты:

   1. Размер гребенки подбирается по диаметру труб, используемых в греющих петлях, – Ø16 или Ø20 мм. Соответственно, берем распределитель на ¾ либо 1 дюйм. Материал изделия роли не играет, по соотношению цена/качество выигрывает нержавейка.
   2. Если количество отводов гребенки превышает 12, соберите коллекторный узел из 2 секций. При установке аксессуаров подмоточные материалы не используются, поскольку детали снабжены резиновыми уплотнителями.
   3. Более тяжелый общедомовой коллектор подвешивается на крюках, усиленных кронштейнах либо устанавливается на пол. Насосы, трубы и прочие элементы обвязки не должны нагружать распределитель собственным весом.
   4. Самый горячий теплоноситель получает бойлер косвенного нагрева. Змеевик и циркуляционный насос водонагревателя подключается к гребенке напрямую, обычно – с торца.
   5. Ветви радиаторного отопления и ТП присоединяются к коллектору через узлы подмеса с трехходовыми клапанами. На каждую линию ставится отдельный насос, подобранный по давлению и производительности.

      

   Важный момент. Смесительный узел теплых полов можно ставить в котельной, возле основной гребенки. Тогда к распределителю ТП пойдет вода нужной температуры.

   Напоследок о самодельных коллекторах

   Выше по тексту мы упоминали о бюджетных вариантах гребенок – водопроводных, полипропиленовых и самодельных. Подобные распределители без проблем используются в радиаторных лучевых схемах. Для балансировки и регулирования протока на каждую батарею ставится балансовый вентиль и кран с термоголовкой. Коллектор снабжаем «воздушниками» + сливными кранами.

   Если же вы поставите указанные гребенки на ТП, то столкнетесь с такими нюансами:

   • распределитель невозможно оснастить ротаметрами;
   • без расходомеров сложно сбалансировать контуры разной длины;
   • на заводских пластиковых коллекторах стоят запорные краны, значит, регулировать расход нечем;
   • гребенки, собранные из полипропиленовых или латунных тройников, имеют множество стыков;
   • стоит отметить, что самодельные распределители не слишком хорошо выглядят.

   

   Сделанный своими руками коллектор напольного отопления все-таки можно довести до ума. Собираем распределитель из тройников, а на обратных подводках монтируем радиаторные термостатические вентили с термоголовками типа RTL, как сделано на фото.

   Мастеровитый хозяин спокойно изготовит и компланарный общедомовой коллектор – сварит из круглой или профильной трубы. Но здесь загвоздка в расчетах: нужно знать сечение камер и патрубков для конкретной системы отопления. Если специалист рассчитает эти параметры, воспользуйтесь опытом мастера из видео:

   Источник: otivent.com

   Что такое коллекторная система отопления

   Коллектором в отоплении называют элемент водопроводной арматуры, предназначенный для раздачи по ветвям, сбора и смешения теплоносителя из множества параллельных теплообменных контуров.

   Коллекторная схема обеспечивает одновременную подачу теплоносителя на контуры теплых полов и радиаторов отопления (их максимальное количество в одной гребенке достигает 12) с одинаковым напором и температурой, которую можно устанавливать терморегулятором. Коллекторная магистраль отличается от однотрубных и двухтрубных систем тем, что подходит к радиаторам отопления снизу.

   Принцип работы коллекторной системы

   Коллекторная система работает по следующему принципу: нагретый котлом теплоноситель при помощи циркуляционного электронасоса, установленного между подающей и обратной линией, поступает в коллекторную распределительную гребенку, к выходным штуцерам которой подключены контуры отопления. Общая температура теплоносителя во всех контурах устанавливается терморегулятором, размещенным на входном штуцере подающей гребенки, а каждый отвод к петле оснащен расходомером, с помощью которого вручную устанавливается объем проходящего по контуру теплоносителя.

   После прохождения по контурам охлажденный теплоноситель поступает в обратную линию и проталкивается электронасосом к котлу, в котором происходит его нагрев. Циркулируя по кругу, нагретая жидкость снова возвращается в подающий коллектор, который распределяет ее по отдельным контурам отопления.

   В большинстве конструкций распределительные узлы обратной линии оснащаются запорными клапанами – это позволяет устанавливать на них электрические сервоприводы для автоматической регулировки проходящего по контурам потока.

   

   Рис. 2 Принцип устройства коллекторного отопления

   Что входит в состав коллекторной системы

   Коллектор является наиболее ответственным и сложным прибором отопительной системы, типовое устройство для подключения контуров теплых полов состоит из следующих основных узлов:

   • Подающая гребенка – представляет собой горизонтальную трубу с отводами для подключения контуров отопления, в зависимости от конструкции располагается выше или ниже обратного коллектора.
   • Обратная гребенка – изделие является зеркальным отображением предыдущей детали, имеет аналогичные размеры основного канала и количество входных штуцеров.
   • Расходомеры – элементы устанавливаются в отводы подающего коллектора, имеют прозрачный корпус, на стенки которого нанесены деления с цифровым обозначением. Помещенный внутри корпуса стержень с индикаторной головкой указывает на объем теплоносителя, проходящего по контуру.
   • Запорные клапаны – обычно элементы размещают в обратной гребенке и закрывают колпаками плавной регулировки.
   • Воздухоотводы – монтируют на подающей и выходной гребенках, при помощи устройств стравливают воздух из коллекторных планок в автоматическом или ручном режиме.
   • Терморегулятор – прибор с выносным датчиком, закрепленным на гибкой трубке, его размещают на входе в коллектор, где он обеспечивает возможность регулировать температуру теплоносителя, которая в контуре теплого пола не должна превышать 55 С.

   

   Рис. 3 Коллектор – конструктивное устройство и основные узлы

   • Циркуляционный электронасос – входит в комплектацию некоторых моделей, прибор обеспечивает движение теплоносителя по трубопроводу коллекторной системы с определенным давлением. Агрегат устанавливается дополнительно с электронасосом, обеспечивающим циркуляцию по контуру отопления всего дома.
   • Температурные цифровые датчики – устанавливаются в отдельные модификации, измерительные приборы в подающей и обратной линии позволяют контролировать температуру. Это помогает оптимально настроить петлю для обеспечения наилучшей теплоотдачи и эффективности, которая наблюдается при разнице в 10 С.
   • Термодатчик – некоторые коллекторные схемы имеют в своем составе термостатический датчик, который при превышении температуры теплоносители более 55 С. размыкает цепь питания компрессионного электронасоса.
   • Байпас – иногда в коллекторную систему устанавливают перемычку, соединяющую подающую и отводную гребенки, элемент предназначен для подмешивания охлажденного теплоносителя к поступающей на вход коллектора горячей воде.

   

   Рис. 4 Различные виды гребенок

   Устройство подающей и обратной коллекторной гребенки

   Гребенки является одними из основных элементов коллекторной схемы, их основная функция – распределение потока теплоносителя по контурам отопления. Элемент имеет различное конструктивное исполнение для линий подключаемых радиаторов и теплых полов, максимальное количество задействованных контуров на один коллектор не превышает 12.

   По отношению к диаметрам выходных штуцеров, гребенка имеет большое сечение (1, 1 1/2 дюйма против 3/4) и подключается к магистрали посредством торцевого соединения с элементами сантехнической арматуры. Обычно трубопровод к выходным штуцерам подсоединяют с помощью компрессионных фитингов (Евроконусов) – таким методом можно подключать трубы из сшитого и термостойкого полиэтилена, металлопластика, наиболее часто используемые в коллекторных системах отопления. Гребенки выполняются из нержавеющей стали, латуни, пластика, некоторые модификации собираются из отдельных звеньев.

   Технические характеристики коллекторов, их плюсы и минусы

   Коллектор применяется в системах водяного радиаторного и напольного отопления, являясь распределительным узлом по различным контурам, его типовые характеристики для латуни или нержавейки имеют следующие показатели:

   • Стандартный диаметр условного прохода гребенок – 1″ или 1 1/2″ дюйма.
   • Типовой наружный размер выходных штуцеров – 3/4″ или 1/2″ дюйма.
   • Количество выходных штуцеров (подключаемых контуров) – от 3-х до 12.
   • Подключение труб при помощи компрессионного разъема Евроконус.
   • Типовое рабочее давление в системе из латуни – до 10 бар.
   • Максимальная температура рабочей среды – +120º С.
   • Максимальная длина контура – не более 90 метров (зависит от диаметра и материала изготовления труб), а их предельные отклонения по длинам не должны превышать 30%.

   Промышленность выпускает два вида коллекторов, имеющих значительные конструктивные отличия – для радиаторов отопления и теплых полов, в составе последних всегда присутствуют смесительный узел для подмешивания воды из обратной линии.

   

   Рис. 5 Схема разводки радиаторных коллекторных систем отопления

   Достоинства

   Распределительный коллектор имеет следующие особенности при работе в тепловой системе:

   • Позволяет задействовать в отоплении большое количество независимых контуров подогреваемых полов и радиаторов (до 12), каждый из которых всегда можно отключить без остановки отопления и работы других теплообменников.
   • Обеспечивает постоянство параметров носителя во всех контурах, регулировку объема подачи (давления и температуры) в каждом из них – это повышает комфорт пользования отоплением.
   • Существенное преимущество коллекторной гребенки – возможность установки в нее электрических сервоприводов, которые перекрывают поток клапанами в зависимости от показаний подключенного к ним датчика, их можно установить в любом месте – в комнате, на радиаторе или у поверхности обогреваемого пола. Таким образом, достигается автоматическая регулировка температуры обогревающих контуров и осуществляется экономия энергоресурсов.
   • В системе используются гибкие трубы отопления малого диаметра из относительно недорогих полимерных материалов, имеющие малое сечение и скрытно проходящие под полами, подводка теплоносителя на верхние или нижние этажи происходит без стояков. Данная конструкция повышает эстетичный вид жилья, минимизирует финансовые затраты.
   • Длину коллектора довольно просто увеличить, присоединив к нему дополнительные звенья с выходными штуцерами для подключения новых контуров.
   • Надежность схемы довольно высока из-за минимального количества скрытых соединений, а при монтаже теплых полов они вообще отсутствуют – труба любой длины присоединяется к входу и выходу коллектора в точках прямой видимости и удобного доступа. То же можно сказать и о радиаторах, которые подключаются через хорошо доступные фитинги снизу недалеко от поверхности пола.
   • Высокая ремонтопригодность обеспечивается возможностью отключения любой ветки для ремонта или замены приборов без сбоя работы других контуров.

   

   Рис. 6 Монтаж трубопроводов подачи и обратки в коллекторной системе – пример

   Недостатки

   К недостаткам коллекторов относят их следующие параметры:

   • Стоимость заводского коллекторного узла от проверенных производителей из коррозионно-устойчивых металлов довольно высока и может достигать 300 у.е., что является довольно существенной суммой для рядового потребителя. Расходы можно уменьшить, используя менее качественные и надежные модели из пластика, цена которых достигает 50 у.е.
   • Для эффективного отопления длину всех контуров делают по возможности минимальной, для этого используют лучевую разводку и стараются поместить коллектор как можно ближе к центру дома, чтобы добиться максимально одинаковой длины всех контуров. На практике размещение коллектора по центру дома не всегда удается реализовать по техническим причинам, к тому же такая установка портит эстетику внешнего вида помещения с установленной распределительной системой.
   • Сборка распределительной коллекторной системы частного дома своими руками неподготовленным домовладельцем довольно проблематична, проведение монтажных и настроечных работ по силам только высококвалифицированным специалистам с большим опытом работы. Оплата услуг профессионалов потребует существенных финансовых средств, что затруднительно для среднего обывателя.
   • Как отмечалось выше, трубы всех контуров проходят под полом, то есть придется делать стяжку не только в помещениях с теплыми полами, но и на всех этажах в доме для выравнивания уровня полов и сокрытия подходящих к контурам труб. Проведение данных работ также потребует значительных финансовых расходов не только на оплату труда рабочих, но и материалы (теплоизолятор, сетку, раствор для стяжки).
   • Коллекторная схема не является самотечной, то есть при отсутствии электроэнергии прекращается функционирование циркуляционного электронасоса в коллекторном узле, и движение потока теплоносителя останавливается вместе с отоплением помещений.

   

   Рис. 7 Подключение приборов распределения потоков – примеры

   Коллекторная система отопления – общие принципы проектирования схем разводки

   Правильное проектирование и расчеты коллекторной системы по силам только квалифицированным специалистам, при выполнении проектных работ необходимо руководствуются следующими правилами:

   • Для определения длины контуров, параметров батарей отопления, температур теплоносителя, обязательно проведение расчета тепловых потерь в магистрали и контурах. Данная операция позволит определить оптимальные размеры тепловых приборов (количество их секций) и длин контуров теплых полов, в противном случае в комнатах будет слишком жарко или холодно при нормальном функционировании и потребуются дополнительные регулировки, снижающие КПД и производительность системы.
   • Запрещено подключение к коллекторам для теплых полов радиаторов отопления – они имеют разное гидравлическое сопротивление и температурные режимы работы (температура теплоносителя 40 – 55º С – для обогреваемых полов и 60º – 80º С – для радиаторов отопления).
   • Допустимая разница температур между линией подачи воды и обраткой – 5 – 15º С, оптимальная разница 10º С (55/45, 50/40, 45/35, 40/30 градусов).
   • Температура поверхности пола для жилых помещений и рабочих кабинетов 21 – 27º С, в жилых комнатах, коридорах, прихожих – 29 – 30º С, в ванных комнатах и бассейнах – 33º С, в домашних мастерских с активной физической деятельностью – около 17º С.
   • Расстояние между соседними витками труб в жилых комнатах частного дома лежит в диапазоне 150 – 300 мм, оно отлично для разных зон и изменяется с шагом в 50 мм:
   • Для краевых зон и около окон межтрубное расстояние равно 100 – 150 мм.
   • В центральной зоне комнат средней и большой площади стандартное межвитковое расстояние около 200 мм.
   • В санузлах, душевых и ванных комнатах используют расстояние между петлями в 150 мм.

   

   Рис. 8 Теплопотребление коттеджа – пример расчета

   • Максимальная длина петель больших колец теплого пола диаметром 3/4 дюйма (16 мм) не должна превышать 70 – 90 метров, значение зависит от материала труб и возрастает с увеличением диаметра (для 20 мм труб допустимая длина – 120 метров.)
   • Электронасос должен иметь номинальльную мощность, рассчитанную математическим путем, ее превышение приводит к излишнему шуму, а низкая величина не обеспечивает оптимальную скорость движения теплоносителя.
   • Количество контуров, подключенных к одной гребенке, по строительным нормам не должно превышать 8, европейский стандарт допускает использование 12 ветвей.
   • В коллекторах теплых полов обязательно присутствие смесительных тройников или байпасных перемычек, обеспечивающих подмешивание остывшего теплоносителя из обратной магистрали к поступающей в гребенки горячей жидкости от котла. При отсутствии такого устройства теплый пол будет перегреваться, вызывая дискомфорт у жильцов, повышенный износ или деформацию некоторых видов трубопроводов.

   

   Рис. 9 Устройство коллекторной гребенки для радиаторов отопления и ее подключение

   Что нужно учитывать при проектировании и монтаже

   При проведении планирования и монтажных работ руководствуется следующими правилами:

   • При заливке стяжки под теплые полы обязательно устройство демпферных зазоров по периметру помещений – это предотвращает деформацию пола при тепловом расширении стяжки, позволяет избежать появления трещин.
   • Также стяжка должна иметь толщину, обеспечивающую ее равномерный нагрев и удержание тепла в течение определенного времени, обычно толщина слоя лежит в диапазоне 30 – 50 мм. Следует учитывать, что толстый слой будет долго нагреваться и медленно остывать, а тонкий при быстром нагреве удерживает тепло короткое время – это вызовет более частое включение и отключение оборудования, и соответственно его повышенный износ.
   • Под трубы теплых полов обязательна укладка тепловой изоляции, препятствующей уходу тепла в бетонную плиту, обычно для этих целей используют фольгированный пенофол (вспененный полиэтилен), уложенный алюминиевым слоем вверх для отражения теплового излучения.
   • Перед заливкой стяжки в трубы подают теплоноситель с удвоенным давлением, которое сбрасывают после ее застывания – таким образом, полученные в стяжке каналы не будут в дальнейшем сдавливать трубопровод при его расширении после заполнения теплоносителем.
   • Подводящие трубы не должны иметь стыковых соединений под стяжкой, участки, не относящиеся к контурам радиаторов и теплых полов, для уменьшения теплопотерь следует помещать в гофрированную изоляцию.
   • Напольное покрытие обогреваемых полов должно обладать высокой теплопроводностью, исключено применение дерева, линолеума, ковров, препятствующих теплоотдаче.

   

   Рис. 10 Коллекторная разводка с гидрострелкой – схема

   Принципы составления схем разводки

   Оптимальное размещение коллекторного блока – выше уровня теплого пола, если производит обогрев двухэтажной дачи или коттеджа, его удобнее поместить на втором этаже по центру. В этом случае все контуры будут иметь приблизительно одинаковую длину в отличие от установки блока около наружных стен или в углах зданий.

   • Возможно будет интересно: Отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками

   Коллекторы для радиаторов и теплого пола

   Отличие коллектора для полов от радиаторного состоит в конструктивном исполнении, связанным с разницей рабочих температур и более низким гидравлическим сопротивлением элементов радиаторов. Конструкция блока для подключения теплых полов намного сложнее, она включает в себя большое количество регулировочной водопроводной арматуры и циркуляционный насос для многоконтурных систем.

   Стандартный коллекторный блок для бытовых радиаторов имеет простое исполнение: он состоит из подающего и обратного коллекторов большого сечения, из которых выходят штуцеры для подключения труб, идущих к радиаторам. Никаких регулировочных, настроечных вентилей и прочих сложных приборов устройство обычно не имеет, поэтому его подключение и установка не вызывает трудностей у большинства домовладельцев. Радиаторы отопления подсоединяются к блоку через трубы, проходящие в полу, и подключаются снизу в одной точке, для размещения прямого трубопровода необязательно делать стяжку, его можно уложить в штробу, вырезанную или выбитую в плите.

   Типовой коллекторный блок является технически сложным элементом с большим количеством регулировок и настроек, часто в систему монтируется циркулярный электронасос. При установке блока следует различать гребенки прямой и обратной подачи, для удобства они промаркированы соответственно красной и синей красками. Также в прямой линии чаще всего размещаются регулируемые расходомеры с прозрачным колпачком и нанесенными делениями, указывающими объем проходящий через них жидкости, он отмечается внутренней индикаторной головкой красного цвета.

   Обычно максимальное значение пропускаемого потока не превышает 5 кубических метров в час (соответствует делению 5 на колпаке), минимальная отметка 0,5. Если индикаторные головки находятся в верхней части, то при прохождении водного потока через подающую гребенку индикатор опускается и показывает объем проходящей жидкости. Иногда головки расположены снизу, в этом случае поток движется в обратном направлении из контура отопления в гребенку и соответственно расходомеры установлены в планку обратной подачи.

   Если в коллекторный блок вмонтирован циркулярный электронасос, то его рабочее колесо направляет поток от выходной гребенки в корпус подающей – таким образом осуществляется подмешивание холодной воды из обратной линии в нагретый котлом теплоноситель для понижения его общей температуры.

   В стандартном блоке предусмотрено место для расположения датчика терморегулятора, имеются выпускные клапаны для стравливания воздуха в подающей и обратной гребенке, установлены клапаны, на месте которых размещены посадочные места для сервоприводов, выполняющих автоматическое регулирование режимов работы.

   

   Рис. 11 Гидрострелка – схема установки и подключения

   Возможно будет интересно, каким должно быть давление в системе отопления

   Гидрострелка и солнечный коллектор

   Гидрострелка и солнечный коллектор относятся к устройствам, выполняющим аналогичные водопроводным гребенкам функции – собирают в одном корпусе носитель из нескольких источников и распределяют его по контурам различного назначения.

   Гидравлический распределитель устанавливают в тех случаях, когда для отопления используют значительные объемы теплоносителя, связанные с большим количеством контуров и площадями отапливаемых помещений. К стояковой гидрострелке подключают котел, гидроаккумулятор, коллекторы радиаторов отопления и теплых полов, бойлер, насосное оборудование с установкой циркуляционного насоса на каждое коллекторное звено.

   Устройство предназначено для стабилизации давления и выравнивания температуры в подключенных контурах, обеспечивает удобство подсоединения распределительных узлов. Гидрострелка представляет собой вертикально (иногда используют горизонтальную установку) расположенную емкость (трубу большого диаметра) круглого или прямоугольного сечения с приваренными боковыми штуцерами, в верхней части которой находится клапан для развоздушивания, а снизу вмонтирован кран для слива теплоносителя.

   

   Рис. 12 Плоский солнечный коллектор

   Солнечные батареи применяют в районах с большим количеством солнечных дней в году, также для экономии энергоресурсов используют солнечные коллекторы дополнительного подогрева теплоносителя, используемого для отопления и других хозяйственных целей.

   Если солнечные батареи преобразуют ультрафиолетовое излучение в электрическую энергию, то солнечные коллекторы предназначены для нагревания теплоносителя, которым является воздух или жидкость.

   Наиболее простое и популярное в быту коллекторное устройство сконструировано и работает следующим образом. В металлическом корпусе под защитным стеклом размещается теплоприемник – пластина черного цвета с запрессованным змеевиком из меди или алюминия, покрытом черным абсорбентом, приемник солнечного излучения располагается на слое утеплителя. Охлажденный теплоноситель перемещается по змеевику с помощью циркуляционного насоса системы отопления и после нагревания солнечным излучением поступает в котел.

   Описанная система имеет высокие тепловые потери, поэтому в более дорогих схемах используют покрытый абсорбирующим слоем трубопровод, помещенный в вакуум. Внешне устройство напоминает ряд стеклянных колб с откачанным воздухом, внутри которых размещены нагреваемые медные трубы с хладагентом, каждая труба подключена к распределительному солнечному коллектору. В подобных системах в качестве теплоносителя используется специальный хладагент, имеющий низкую температуру кипения, при нагревании он превращается в пар и передает свою энергию протекающему в теплообменном коллекторе носителю.

   

   Рис.13 Вакуумный солнечный коллектор – принцип действия

   Особенности монтажа коллекторной системы

   Монтаж систем отопления проводят перед проведением отделочных работ по укладке напольного и стенового покрытия, проходящий по полу трубопровод привязывают к прочной металлической сетке и заливают стяжкой, расположенной на слое утеплителя.

   Многоквартирный дом

   Реализация коллекторного отопления в жилом многоквартирном доме практически не используется в быту, связано это в первую очередь с наличием радиаторного отопления в зданиях, при котором все помещения в квартире обогреваются батареями. Прокладка контуров для обогрева помещений через полы связана существенными финансовыми расходами и неэффективна, к тому же для укладки малого количества и небольшой длины петель не требуется гребенка. Существенный фактор, делающий бесполезным монтаж коллекторного отопления в многоквартирном доме – разбалансировка и нарушение температурного режима всей домовой системы, в результате чего возможны штрафные санкции и демонтаж уложенного теплого пола.

   Коттедж

   Коллекторные гребенки являются основными элементами в организации отопления загородных домов и коттеджей, обычно их размещают в стене комнат, расположенных по центру дома на каждом этаже, присоединяя к вмонтированному в них стояку.

   Для этого в стене на этапе строительства размещают выемку, в которой располагают гребенку, для повышения эстетичного вида в место врезки ставят коллекторный шкаф с закрывающимися дверями.

   На каждую комнату используют один контур, если в помещении расположено нескольких радиаторов, их подключают последовательно по однотрубной попутной или проходной схеме (ленинградка). Несколько малых контуров монтируют в том случае, если площадь помещений велика и максимальная длина трубопровода не обеспечивает ее покрытие с заданным шагом.

   

   Рис. 14 Комбинированная система отопления

   Установка и подключение распределительной гребенки

   Устанавливая и подключая распределительный коллектор для теплых полов, полезно соблюдать следующие правила:

   • Заполнение гребенки со всеми петлями в силу их большой протяженности производят малым потоком жидкости во избежание завоздушивания, обычно процедура занимает 1,5 – 2 часа времени для полов площадью 100 квадратных метров.
   • После заливки теплоносителя в систему перекрывают все контуры кроме одного – через него пропускают воду и сливают через спускной клапан, добиваясь отсутствия воздуха в петле. Аналогично поступают с другими контурами, последовательно прокачивая и сливая через них воду.
   • После заполнения теплоносителем всех петель оставляют подключенной одну петлю, включают циркулярный электронасос и прогоняют через нее воду, открыв клапан для спуска воздуха.
   • Операцию повторяют для каждого отдельного контура, прокачивая жидкость в течение 5-10 минут.
   • По завершении прогонки открывают все контуры, включают электронасос и котел для полного развоздушивания через автоматически выпускные клапаны, которое может продолжаться несколько часов.

   Для обеспечения одинаковой температуры во всех петлях используют расходомеры, принцип настройки которых заключается в следующем: чем большую протяженность имеет петля, тем больший поток воды следует через нее пропускать. К примеру, если длина одной петли составляет 100 метров, второй 60, а третьей 40, то для настройки контура с наибольшей протяженностью откручивают гайку расходомера до упора, максимально увеличивая сквозной канал, и визуально определяют расход по метке.

   В петлях с меньшей протяженностью выставляют расход, основываясь на максимальном показании наиболее протяженной петли в соответствующей пропорции. К примеру, если в самой длинной 100 метровой ветви стоит максимальный расход 2 единицы, в 60 метровой выставляют значение 1,2, в 40 метровой – 0,8.

   

   Рис. 15 Коллекторы от популярного производителя Valtec – особенности и виды

   Готовые конструкции коллекторов для отопления

   На строительном рынке представлена продукция различных производителей коллекторного отопительного оборудования, среди них можно выделить такие популярные бренды, как ProfLine, Valtec, Luxor, Rehay, Shout.

   Наиболее часто используемые материалы при изготовлении коллекторов – нержавейка и хромированная латунь, намного реже в бытовом отоплении оборудование подбирается из бюджетных полимеров (полипропилен), в которых не предусмотрена установка расходомеров и клапанов для сервоприводов.

   Все готовые заводские конструкции собираются по одинаковым схемам с незначительными конструктивными отличиями – подающая и обратная гребенка могут стоять выше или ниже по отношению друг другу, некоторые модели дополнительно оснащаются другой трубой (байпасом) и термодатчиком для отключения циркуляционного насоса при повышенных температурах носителя. Наиболее дорогим является выбор комплектующих системы из латуни, которая по цене в три раза дороже нержавейки, немало стоят и другие элементы, к примеру, стоимость одного расходомера может доходить до 10 у.е.

   

   Рис. 16 Программа Audytor C.O. 4.0

   Расчет коллекторного отопления

   Домовладельцу нет необходимости рассчитывать параметры коллектора (его проходной диаметр, длину, сечение выходных штуцеров) и диаметр труб при приобретении стандартного изделия. При желании произвести подобные расчеты, можно обнаружить необходимые формулы в сети, хотя и в этом случае проще ориентироваться на стандартные размерные параметры выпускаемых заводских изделий.

   Основной задачей расчетов является определение длины труб для обеспечения необходимой температуры в помещении при известных температурных характеристиках теплоносителя. Для этого нет необходимости прибегать к сложным инженерным вычислениям, произвести которые под силу только узким специалистам в области отопления, для рядового обывателя проще воспользоваться онлайн калькулятором или компьютерной программой.

   Для получения искомого результата в программу или калькулятор вводятся исходные данные о необходимой температуре в комнате и ее площади, диаметре и шаге расположения труб, температуре носителя. В интернете можно обнаружить обзоры программ для расчетов Audytor CO от компании Sankom, Комплекс Valtek от одноименной компании, Raucad/Rauwin 7.0 от Rehau.

   

   Рис. 17 Сборка коллекторного блока

   Самостоятельная сборка коллектора отопления

   Коллекторы отопления обычно поставляются производителем в собранном виде, циркуляционный электронасос стандартной длины устанавливается позже на резьбовое соединение типа американка. Иногда комплектующие поступают потребителям по отдельности, порядок сборки состоит из следующих операций:

   • На подающую гребенку устанавливают расходомеры и вкручивают концевой воздухоотвод в правый торец.
   • К обратной гребенке с установленными ранее колпаками на запорных клапанах через американку с правой стороны производят подсоединение вентиля.
   • На обе гребенки слева через американку устанавливают сгоны для подключения компрессионного электронасоса, при этом они располагаются таким образом, чтобы штуцер для установки термометра находился с лицевой стороны.
   • В гребенку обратки вкручивает тройник, к которому присоединяют термостатическую головку.
   • При помощи резьбового соединения (американки) для монтажа циркуляционных электронасосов и прокладок из комплекта, насос присоединяют к верхней и нижней гребенкам.
   • По окончании работ к коллекторному блоку подключают трубы стандартного диаметра с помощью Евроконусов, идущих в комплекте.

   Все основные соединения герметизируют с помощью резиновых прокладок, идущих в комплекте с блоком и электронасосом, иногда уплотнители отсутствуют в кране и тройнике подающей гребенки, тогда для герметизации используют льняную паклю или другие сантехнические материалы. Для проведения работ достаточно одного разводного ключа, при этом важно не пережать гайки – это может привести к разрыву прокладок.

   После монтажа всей системы обязательно проведение гидравлических испытаний – опрессовки, при которой вода подается в магистраль под повышенным давлением (обычно его значение в 1,5 – 2 раза больше рабочего).

   

   Рис. 18 Трубы PEX и PE-RT

   Выбор труб

   Хотя для подвода воды и устройства контуров можно использовать трубопроводы из различных материалов, в быту в основном используют полимеры, которые поставляются в бухтах различной длины и легко изгибаются при укладке петель.

   Основными материалами трубопроводов отопления являются: металлопластик из сшитого полиэтилена PEX с алюминиевым слоем между внутренней и наружной оболочками, сшитый PEX и термостойкий PE-RT полиэтилен.

   Следует отметить, что металлопласт не слишком практичен в качестве материала для теплых полов – ввиду большой жесткости его трудно изгибать с малым радиусом, а механическое воздействие на поверхность в процессе монтажа или до укладки стяжки приводит к загибам и изломам. Отремонтировать трубопровод из металлопластика можно вставкой участка, присоединяемого с помощью компрессионных или обжимных фитингов – это приводит к уменьшению проходного канала и повышению гидравлического сопротивления.

   Трубы из сшитого и термостойкого полиэтилена имеют одинаковый срок службы около 50 лет, считается, что трубопровод PE-RT легче монтировать в помещениях с низкой температурой, а при повреждении его легко отремонтировать пайкой, хотя технология является не слишком известной. Также стоимость PE-RT ниже сшитого полиэтилена PEX, хотя на строительном рынке представлено достаточно изделий обеих категорий по относительно невысокой цене.

   

   Рис. 19 Основные схемы укладки труб для обогреваемого пола

   Варианты укладки трубопровода

   Основные схемы укладки труб при монтаже – зигзагообразная и спиралевидная улитка, последняя обеспечивает более равномерный прогрев и считается лучшей по эффективности. При разводке труб следует выдерживать определенное расстояние между участками, оно зависит от схемы раскладки и толщины стяжки, его типовое значение для обычной толщины цементно-песчаного слоя лежит в диапазоне 150 – 200 мм.

   Распределительный коллектор является основным узлом в индивидуальной системе отопления, содержащей два или более контура теплых полов, он выполняет функции раздачи и смешивания теплоносителя для снижения его температуры. При монтаже трубопровод из сшитого или термостойкого полиэтилена размещается под стяжкой в виде зигзага или улитки и подключается к гребенкам при помощи Евроконусов, обеспечивающих быстрое и герметичное соединение.

   Источник: montagtrub.ru

   
   

   Другие статьи по теме:

   Водородный котел отопления Экономное отопление Котел тепловой Расположение печи в доме Схема монтажа отопления Плинтусные радиаторы