Как правильно отрегулировать смесительный узел для теплого пола?

Настройка насосно-смесительного узла не так сложна, как может показаться на первый взгляд, достаточно лишь понять, как какое-либо действие влияет на работу всей системы. Можно вычислить его настройку теоретически (этому посвящена статья «Насосно-смесительный узел VALTEC COMBI. Идеология основных регулировок»). Однако теория не всегда сходится с практикой, да и точнее всё-таки провести настройку на месте по показаниям термометров. Для того, чтобы правильно осуществить настройку без расчетов, необходимо иметь включенным котел и хотя бы минимальный теплосъёмом в помещениях. Желательно, чтобы на улице была температура ниже +5 ºС. В помещениях не должно быть открытых окон или каких-либо крупных тепловыделений (работающего камина и пр.).

Начнём с того, что опишем работу насосно-смесительного узла (рис. 1, 2).

Горячая вода из патрубка A поступает в насосно-смесительный узел, после чего через насос поступает в патрубок С, который подключается к подающему коллектору системы напольного отопления. Вода, проходя петли систем напольного отопления, делится на два потока. Часть воды идёт на смешение через байпас и клапан байпаса . Там она смешивается с новой порцией горячей воды из котла в такой пропорции, чтобы на входе в коллектор получилась необходимая температура воды.

Часть потока воды из патрубка B отводится обратно в котел через настроечный клапан первичного контура в патрубок D. На термоэлементе термостатического клапана либо на контроллере задается требуемая температура воды на входе в систему напольного отопления, при этом термоэлемент либо контроллер, отслеживая температуру в точке , приоткрывает или прикрывает термостатический клапан , увеличивая или уменьшая количество горячей воды из котла, подмешиваемой к общему потоку.

В большинстве случаев для настройки узла достаточно задать на термоэлементе либо контроллере требуемую температуру теплоносителя, которую необходимо подавать в теплый пол, и требуемую скорость насоса. Мощность, расход воды и разница температур между подающим и обратным трубопроводом взаимосвязаны между собой. К тому же, разница температур между подающим и обратным трубопроводом, как и температура настройки узла, влияют на среднюю температуру пола и его теплоотдачу.

В целом, мощность любой системы напольного отопления зависит от разницы между температурой воздуха и средней температурой на поверхности пола. Повышая эту среднюю температуру, мы повышаем мощность петли.

Теперь на примере рассмотрим – от чего зависит эта самая средняя температура пола. Предположим, что у нас имеется петля напольного отопления уложенная «змейкой», в которую подаётся вода с температурой 40 ˚С, при этом из петли возвращается вода с температурой 30 ˚С (рис. 3). Допустим при этом, что температуры в точках А и Б будут 30 и 25 ˚С соответственно. Средняя температура такого пола будет около 27,5 ˚С, что соответствует мощности 80 Вт/м².

Но такая работа пола, возможно, не будет устраивать владельца, так как разница температуры поверхности в точке А и в точке Б будет велика. И пользователь, стоя в точке А, будет ощущать перегретый пол, а в точке Б будет считать пол холодным. Данную проблему можно решить, увеличив расход воды. Допустим, мы увеличим расход воды в два раза. В этом случае температура в обратном трубопроводе будет увеличиваться. Причем при увеличении расхода в два раза разница температур между подающим трубопроводом и обратным снизится тоже в два раза и составит 40 ˚С на подаче и 35 ˚С на обратном трубопроводе. В точке А и Б температуры установятся приблизительно на уровне 30 ˚С и 27,5˚С а средняя температура пола вырастет примерно до 29,5 ˚С (рис. 4).

Чтобы снизить среднюю температуру пола до начального уровня и не допустить перегрева, достаточно снизить температуру воды, подаваемой в теплый пол. Если установить термостат на 38 ˚С, то температура в обратном трубопроводе установится примерно на уровне 32 ˚С, температуры в точках А и Б будут 29 ˚С и 26,5 ˚С. При этом средняя температура пола будет равна около 27,5 ˚С, то есть такая же, как и в первом примере, но разница температур между точкой А и Б на поверхности пола будет не столь значительна.

Чтобы выровнять температуру пола, можно применять схему «улитка», но ее надо предусмотреть ещё на стадии монтажа.

• чем больше расход воды через контуры теплого пола, тем меньше разница температур на поверхности пола во всех помещениях. Мощность насоса (и соответственно расход) выставляется в зависимости от разницы температур на подающем и обратном коллекторе. Для петель, уложенных «змейкой», эта разница должна составлять 3–5 ˚С. Для петель, уложенных «улиткой», разница может быть увеличена до 3–10 ˚С.
  Таким образом, чтобы определить наиболее подходящую настройку насоса, необходимо задаться определенной скоростью насоса, и через полчаса замерить разницу температур между подающим и обратным коллектором. Если разница окажется слишком высокой, то скорость насоса необходимо увеличить, либо установить более мощный насос. Нет ничего страшного в том, что разница температур окажется маленькой, в этом случае нагрев помещения будет более равномерным по всей площади.
• температура воды, подаваемой в коллектор системы напольного отопления, напрямую влияет на среднюю температуру пола, которая в свою очередь влияет на мощность. Чем выше температура, тем выше мощность. Но необходимо выбирать эту температуру так, чтобы максимальная температура пола не превысила 29 ˚С, иначе перегретый пол будет доставлять дискомфорт.

Но зачем же нужны остальные вентили и клапаны на узле, если достаточно выставить настройки насоса и термоэлемента? Дело в том, что насосно-смесительный узел VT.COMBI за счёт своей конструкции является очень универсальным устройством, способным успешно работать в различных системах. Универсальным его делает наличие дополнительных органов регулирования, которые позволяют расширить зону его работы и увеличить максимальную мощность.

Если требуется внедрить узел в систему со специфическими параметрами теплоносителя или «выжать» из узла максимум возможной мощности, то помимо установки термоэлемента в требуемое положение необходимо так же осуществить несколько простых операций по настройке.

Настройка балансировочного клапана байпаса (рис. 5)

1. Из котла к насосно-смесительному узлу поступает теплоноситель с температурой 90 ˚С, при этом термостатический клапан настроен на поддержание температуры теплоносителя на входе в систему напольного отопления 30 ˚С, а из обратного коллектора возвращается теплоноситель с температурой 25 ˚С.
   Термостатический клапан должен принять такое положение, при котором соотношение расходов теплоносителя с температурой 90 ˚С и 25 ˚С обеспечило температуру на выходе 30 ˚С (рис. 3).
   Не сложно догадаться, что такая задача решается обычной пропорцией, и соотношение расходов воды из котла к воде из обратки должно быть 1 : 12. Иными словами, на каждый литр воды из котла должно приходиться 12 л воды из «обратки».
   Если настроечный клапан байпаса настроен в положение близкое к минимуму, то через него и будет проходить минимальное количество теплоносителя. Предположим, что клапан байпаса «3» открыт в такой позиции, что через него в данной системе проходит 12 л/мин. воды. Тогда термостатический клапан должен закрываться до тех пор, пока расход воды через него не будет равен 1 л/мин. В этом случае на выходе мы получим необходимые нам 30 ˚С с расходом 13 л/мин. (12 л/мин. холодной воды и 1 л/мин. горячей).
   А если начать открывать клапан байпаса? В этом случае расход теплоносителя через него начнет увеличиться. Предположим, что, открыв клапан до конца, мы получим расход 60 л/мин, при этом термостатический клапан займет такую позицию, чтобы пропускать в 12 раз меньше воды, т.е. 5 л/мин. В итоге мы получим те же 30 ˚С, но с расходом 65 л/мин. (60 л/мин. холодной воды и 6 л/мин. горячей).
   Таким образом, мы видим, что при минимальном и максимальном положении клапана байпаса узел поддерживает необходимый расход теплоносителя, но чем ниже настройка клапана, тем меньше расход будет обеспечивать такой узел, а как было сказано выше увеличение расхода через петли обеспечивает более равномерный прогрев помещения.
   Отсюда возникает вопрос – а зачем вообще закрывать клапан байпаса, если его закрытие приводит лишь к уменьшению расхода теплоносителя и как следствие уменьшение мощности системы? Чтобы ответить на этот вопрос представим себе другую гипотетическую ситуацию.
2. Допустим, что котел настроен на 60 ˚С, при этом на входе в систему напольного отопления нам необходимо поддерживать 45 ˚С. Температура воды, возвращаемой из обратного коллектора составляет 35 ˚С (рис. 7).
   Как мы видим, пропорция горячей и холодной воды в этом случае должна измениться. Пропорция воды из котла и из обратки при этих температурах составит 1 : 1,5. На каждый литр воды из котла должно приходится 1,5 л воды из «обратки».
   Если настроечный клапан байпаса открыт в максимальное положение, то через него идет максимальный расход. Примем расход такой же, как и в предыдущем примере — 60 л/мин. В этом случае термостатический клапан должен открываться до тех пор, пока расход не будет равен 40 л/мин. Но клапан не может открываться бесконечно, и в какой-то момент он откроется до максимального своего положения.
   Если насос, установленный в этой системе, сможет обеспечить максимальный расход через термостатический клапан только 20 л/мин., то узел даже при полностью открытом клапане сможет обеспечить только 41 ˚С на выходе.
   Для того, чтобы узел смог обеспечить необходимую температуру 45 ˚С на входе в теплый пол, необходимо закрывать клапан байпаса до тех пор, пока пропорция воды не будет достаточной для того, чтобы обеспечить необходимую температуру теплоносителя на выходе из узла.

Исходя из вышесказанного, можно дать общие рекомендации по настройке этого клапана. В случае, если разница температур между температурой теплоносителя, поступающего из котла и температурой настройки узла велика, клапан необходимо открывать. Если температура теплоносителя из котла близка к требуемой температуре после смесительного узла, то клапан следует прикрывать. Но как же настроить точно узел в каждом конкретном случае, если температура теплоносителя, поступающая из котла и температура, которую необходимо поддерживать на входе в систему напольного отопления, не постоянны в течение года? Неужели придётся постоянно его подстраивать? Конечно же, нет! Задача монтажника – сделать так, чтобы узел смог обеспечить требуемую температуру в любой ситуации, которая может возникнуть во время эксплуатации, обеспечивая при этом максимальный расход теплоносителя. В остальные периоды узел будет поддерживать требуемую температуру теплоносителя за счёт термостатического клапана. По большому счету, монтажник задает максимальный диапазон температур, которые насосно-смесительный узел будет поддерживать. Если монтажник задаст слишком низкий диапазон, то узел не сможет обеспечить требуемую температуру в те моменты, когда из котла идёт теплоноситель с низкой температурой. Если монтажник задаст слишком высокий диапазон, то узел будет работать не на полную свою мощность.

Как уже было сказано выше, золотую середину можно найти, используя расчетные формулы, но можно и следующим образом – надо выставить на котле минимальную температуру, которую он будет поддерживать в течение года. Если котел в течение года будет настроен на одну и ту же температуру, то выставляется именно она. Далее с термостического клапана снимается термоголовка или сервопривод. Система в таком режиме должна проработать несколько часов, пока температура на входе в теплый пол не стабилизируется. Именно такой и будет максимальная температура, которую узел сможет поддерживать. Если эта температура намного выше той, которая необходима на входе в теплый пол, то клапан байпаса приоткрывается. В большинстве случаев желательно его открыть на позицию и подождать от получаса до часа, после чего опять проверить температуру на входе в систему напольного отопления. Если она опять будет велика, то продолжать открывать клапан. Если температура будет на 2–5 ºС выше, то настройку можно считать оконченной. Если же температура после узла оказалась ниже требуемой, то балансировочный клапан байпаса следует зарывать. После окончания настройки на термостатический клапан обратно монтируется термоэлемент или сервопривод. Далее узел будет регулировать требуемую температуру самостоятельно.

Внимательный читатель, возможно, скажет: «А зачем эти сложности, если можно поставить трёхходовой клапан, у которого не надо настраивать клапан байпаса?». В какой-то степени читатель будет прав – узлы с трёхходовым клапаном устроены таким образом, что при увеличении потока воды из котла одновременно уменьшается поток воды через байпас, что позволяет обойтись без упомянутого выше балансировочного клапана байпаса. Но, к сожалению, на сегодняшний день не существует идеального узла, который бы без настроек и регулировок вписывался бы в любую систему отопления. И насосно-смесительные узлы с трёхходовым клапаном тоже не лишены недостатков, и тем более, их нельзя рассматривать как узлы, не требующие настройки.

На рис. 8 представлена схема насосно-смесительного узла собранная на базе трёхходового клапана VT.MR03 (рис. 9). Требуемая температура теплоносителя в таком узле достигается за счёт все той же пропорции воды, поступающей из котла и воды, поступающей из «обратки».

Рассмотрим работу такого узла на тех же примерах, что и в предыдущих случаях.

Из котла к насосно-смесительному узлу поступает теплоноситель с температурой 90 ˚С, при этом термостатический клапан настроен на поддержание температуры теплоносителя на входе в систему напольного отопления 30 ˚С, а из обратного коллектора возвращается теплоноситель с температурой 25 ˚С. Как уже было сказано выше, пропорция воды должна быть 1 : 12. Иными словами, на каждый литр воды из котла должно приходиться 12 л воды из «обратки».

Трёхходовой клапан за счёт термоэлемента займет такое положение, при котором из котла будет поступать 1 литр воды, а из байпаса будет поступать 12 литров. При этом, если температура воды на выходе из котла, допустим, снизится, то клапан займет новое положение, увеличив расход воды из котла и одновременно с этим уменьшив расход воды из обратного коллектора, таким образом, поддерживая необходимую температуру воды на входе в теплый пол.

К сожалению, в таком совершенном режиме узел работает только в теории. На практике часто встречаются ситуации, когда такой узел подает воду в систему напольного отопления почти без смешения. Из-за чего это происходит? Предположим, что в доме, отапливаемом напольной системой отопления, днем стало тепло (солнечная теплая погода) и все петли тёплых полов по сигналам термостатов закрылись. Узел стоит долгое время без расхода, так как все петли отключены. Вечером похолодало, и автоматика запустила работу петель напольного отопления. В течение дня вода, находящаяся в трубе между котлом и насосно-смесительным узлом, неизбежно остынет. Трёхходовой клапан в начальный момент времени будет находиться в полностью открытом положении (проход воды из котла будет максимально открыт, проход воды из байпаса будет закрыт). Далее, как только горячая вода из котла достигнет трёхходового клапана, он начнет закрываться, но приводы у клапана, как правило, имеют задержку минимум 2–3 минуты. Всё это время в петли теплого пола будет поступать теплоноситель с температурой близкой к 90 ºС. Скорость воды в петлях в основном составляет около 0,5 м/с. Таким образом, за 2 мин. до температуры 90 ºС прогреется по 60 м всех открытых петель, что, конечно же, не понравится жильцам такого дома.

Кроме описанного выше случая, такая ситуация часто возникает из-за гистерезиса котла при поддержании им определенной температуры. Гистерезис, это разница температуры воды, при которой котел отключается и включается. У некоторых котлов это значение может достигать 20–30 градусов. Получается, что котел, находясь в выключенном состоянии, не греет воду, и она потихоньку остывает до 60–70 ºС, затем, когда котел резко включится, может произойти такой же эффект резкого перегрева петель за счёт задержки трёхходового клапана.

Такие узлы, как VT.COMBI и VT.VALMIX (рис. 14) лишены такого недостатка, так у них смешение происходит постоянно, даже при полностью открытом термостатическом клапане. За счёт этого в этих узлах невозможно резкое увеличение температуры в петлях.

Узлы с трёхходовым клапаном, несмотря на вышеописанный недостаток все же имеют право на существование. Такие узлы хорошо себя зарекомендовали в системах с гидравлической стрелкой. Гидравлическая стрелка выравнивает колебания температур во вторичных контурах.

Установка перепускного клапана в насосно-смесительный узел с трёхходовым клапаном позволяет так же снять негативный момент, возникающий при остывании воды в трубе между котлом и узлом при длительном простое. Специально для таких случаев VALTEC выпустил готовый узел с трёхходовым клапаном MINIMIX, объединяющий в себе компактность и простоту настройки (рис. 10).

Настройка балансировочного клапана первичного контура (рис. 11)

Порой встречается такая ситуация, что при открытии балансировочного клапана байпаса до максимальной позиции (Кv = 5), температура на выходе из узла все равно остается слишком большой. Можно конечно оставить все как есть, ведь термостатический клапан во время своей работы уменьшит её до необходимого значения. Однако в таком режиме узел будет обладать недостатками узла с трёхходовым клапаном описанным выше. А именно, при резких колебаниях температур в первичном контуре узел может не успеть среагировать и подать в теплый пол теплоноситель с завышенной температурой.

Происходит это, как правило, из-за котлового насоса с чрезмерной мощностью. За счёт большого напора котлового насоса при открытом термостатическом клапане в узел поступает слишком большой расход котловой воды, для разбавления которой, не хватает расхода обратки даже с открытым балансировочным клапаном на байпасе.

Конечно же, эту проблему с точки зрения энергосбережения лучше решать, уменьшая мощность котлового насоса, но если его мощность выбрана, исходя из обеспечения необходимым расходом удаленных радиаторов, а на насосно-смесительном узле напор оказался большим из-за близкого расположения к насосу, то на выручку приходит как раз балансировочный клапан первичного контура. При помощи него можно ограничить максимальный расход котловой воды.

Его настройка схожа с настройкой балансировочного клапана байпаса. Если при настройке балансировочного клапана байпаса оказалось так, что он дошёл до максимального значения, при этом температура после узла все ещё слишком велика, то тогда приступаем к закрытию балансировочного клапана первичного контура. Его желательно закрывать постепенно по 0,5–1,0 оборотов, после чего следить за изменением температуры воды после узла. Как только температура после узла станет на 2–5 ºС выше требуемой, то настройку можно считать оконченной.

Настройка перепускного клапана (рис. 12)

К сожалению, на сегодняшний день многие производители насосно-смесительных узлов пренебрегают данным устройством, более того, многие даже не понимают, зачем перепускной клапан нужен, и вводят в заблуждение коллег сомнениями о его необходимости. На самом деле, у него несколько функций, он нужен для защиты насоса от работы на «закрытую задвижку», для предотвращения влияния петель теплого пола друг на друга во время регулировки и для поддержания узла в рабочем режиме в течение длительных простоев.

Перепускной клапан предотвращает работу на закрытую задвижку следующим образом: как только происходит закрытие сервоприводов, расход воды в контуре напольного отопления снижается. При снижении расхода воды через насос увеличивается напор. Перепускной клапан устроен так, что при достижении определенного перепада давлений он открывается. Таким образом, как только напор насоса достигнет определенной точки, это будет свидетельствовать о том, что насос работает при расходе близким к нулю. Максимальный напор, развиваемый насосом, указывается непосредственно на корпусе насоса и, как правило, выбирается из ряда 2, 4, 6, 8 метров водяного столба. Если поставить перепускной клапан на давление чуть меньшее максимального напора насоса, то он откроется, как только расход в системе упадет до минимума и предохранит его от перегрева. Конечно же, подобную защиту от работы «на закрытую задвижку» можно осуществить при помощи средств автоматики.

Например, коммуникатор VT.ZC6 отслеживает сигналы от всех термостатов, и, если все термостаты дали команду на закрытие, то он отключает насос и включает его только тогда, когда хотя бы один термостат даст команду на открытие сервопривода. Но данный коммуникатор не решает остальных проблем, которые решает перепускной клапан.

Вторая проблема — это выравнивание потоков теплоносителя и исключение влияния петель друг на друга. Данная проблема заключается в том, что при работе системы автоматики петли будут закрываться сервоприводами независимо друг от друга. При закрытии одних петель, расход воды на оставшихся петлях будет увеличиваться. Увеличение расхода воды происходит за счёт того, что стандартный трёхскоростной насос устроен таким образом, что при уменьшении расхода, он самостоятельно увеличивает напор, а в петлях теплого пола при увеличении напора создаваемого насосом увеличивается расход. Приведем конкретный пример:

Предположим, что у нас имеется насосно-смесительный узел с насосом 25/4, настроенным на скорость «2». К нему подключен коллекторный блок с пятью выходами. Так же предположим, что длина всех петель одинаковая, и при этом все петли настроены на одинаковый расход 2 л/мин (0,12 м³/ч). По графику (оранжевые линии на рис. 13) можно увидеть, что все петли при таком расходе (суммарный расход составит 0,6 м³/ч) будут иметь потерю давления 3 м вод.ст. (или 30 кПа).

Но что произойдет, если 4 из 5 петель закроют сервоприводы. В этом случае расход воды будет стремиться к расходу через одну петлю, т.е. 0,12 м³/ч. Но при этом такой расход будет идти и через насос. Насос же в свою очередь при изменении расхода, увеличит напор до 4 м вод ст. (зеленые линии на рис. 13). В свою очередь расход по единственной оставшейся петле увеличится. Данная задача выходит за рамки этой статьи и более подробно описана в статье «Особенности расчёта систем отопления с термостатическими клапанами». Стоит отметить, что в результате совместной работы оставшейся петли и насоса в итоге расход и напор установятся в среднем положении. Т.е. расход будет равен примерно 0,3 м³/ч. Отсюда мы видим, что расход воды в оставшейся петле увеличится с 2 до 5 л/мин.

Подобное увеличение расхода повлечет за собой увеличение температуры теплоносителя на выходе из этой петли, что в свою очередь увеличит среднюю температуру пола. Возможно, подобные колебания средней температуры пола для многих пользователей не являются проблемой, однако в грамотной системе отопления недопустимо, чтобы тепловой режим соседних помещений каким либо образом влиял друг на друга.

В этом случае перепускной клапан работает тем же образом, что и для защиты насоса. При закрытии петель напор насоса начинает расти. Перепускной клапан при увеличении напора открывается и перепускает часть теплоносителя в обратный коллектор. За счёт этого напор и расход теплоносителя остается практически неизменным во всех петлях. Для того чтобы перепускной клапан работал в этом режиме, необходимо его настроить на перепад чуть меньший, чем в первом случае. Если коллекторный блок оснащен расходомерами, то определить настройку достаточно просто. Для этого сначала во всех петлях настраивается требуемый расход теплоносителя. Затем выбирается самая короткая петля либо петля с наименьшим расходом. Как правило, это одна и та же петля. Далее при помощи регулирующих клапанов закрываются все петли кроме выбранной, при этом отслеживается изменение расхода в выбранной петле. Как только все петли будут закрыты, необходимо начать открывать перепускной клапан (уменьшать давление открытия). Клапан открывается до тех пор, пока расход воды в оставшейся петле не вернется к изначальному значению. На этом настройка перепускного клапана считается оконченной. Если после насосно-смесительного узла установлен коллекторный блок без расходомеров, то единственный известный автору статьи способ настройки перепускного – это рассчитать потерю давления в самой длинной петле и выставить это значение на клапане.

Как и ранее, данную функцию может взять на себя система автоматики. А именно – насос с частотным управлением типа VT.VRS25/4EA. У такого насоса есть режим, при котором он автоматически изменяет скорость вращения рабочего колеса при изменении расхода, поддерживая постоянный напор. Но подобные насосы, как правило, дороже обычных трёхскоростных наcосов, и их установка требует технико-экономического обоснования.

И наконец, функция поддержания узла в рабочем режиме в течении длительных простоев. Бывают ситуации, особенно в осенне-весенний период, когда средняя температура днём на улице достаточно высокая, и отопление большую часть дня не работает. Ночью температура на улице опускается, и в этот момент отопление включается. Вода в трубах в период простоя днём без циркуляции остывает, и когда автоматика вечером дает команду на запуск системы, требуется некоторое время, пока остывшая вода сменится горячей водой из котла.

Если система достаточно объёмная, то нагрев займет некоторое время. В случае же использования перепускного клапана насосно-смесительный узел будет работать и поддерживать температуру воды на заданном уровне в течении всего дня. При этом, если вода в самом узле остынет, то за счёт термостатического клапана узел подаст небольшое количество горячего теплоносителя в контур и оставит температуру на заданном уровне. Узел в любой момент будет готов подать воду с требуемой температурой в контур системы напольного отопления.

Как уже было сказано выше, функции перепускного клапана не всегда нужны, и при желании их могут на себя взять другие элементы, такие как коммуникаторы или насосы с частотным преобразователем.

Именно поэтому в 2016 году специалистами компании VALTEC был разработан насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 14). Данный узел оптимизирован и имеет более компактный корпус и, в отличие от узла VT.COMBI, не имеет встроенного перепускного клапана. Однако в этом узле, так же как и в узле VT.COMBI, имеется балансировочный клапан байпаса, балансировочный клапан первичного контура, которые позволяют осуществить его настройку практически для любой системы.

В конце статьи приведу наиболее часто встречающиеся вопросы, не освещенные выше и ответы на них:

Вопрос 1. Почему регулировка температуры воздуха в комнате, отапливаемой теплым полом, осуществляется только в режиме «открыто/закрыто»? Почему нельзя отрегулировать температуру, как на радиаторе — постепенным уменьшением расхода?

Действительно, можно осуществить регулировку систем напольного отопления «вентилем» и снижать мощность теплого пола, снижая расход через петли. Однако к теплому полу, в отличие от радиаторов, предъявляются дополнительные требования. Одно из таких требований — это распределение температур на поверхности пола. В случае, если разница температур по поверхности пола будет слишком высока, она будет явственно ощущаться человеком, что будет доставлять дискомфорт. Разница температур на поверхности пола зависит от шага укладки трубопроводов и разности температур воды на входе и выходе из петли теплого пола. И если шаг трубы во время эксплуатации вряд ли поменяется, то разность температур — это величина не постоянная, и зависит она в основном от расхода. Уменьшение расхода в два раза приведет к тому, что разница температур теплоносителя увеличиться в два раза.

Вопрос 2. У меня установлен насосно-смесительный узел и контроллер VT.K200. По графику регулирования контроллер должен поддерживать на входе в систему напольного отопления температуру 30 ºС. А у меня по факту термометр на самом контроллере показывает температуру 35 ºС. Почему так происходит?

В этом случае ситуация с завышенной температурой связана с тем, что балансировочный клапан байпаса закрыт сильнее, чем это требуется. Проверить это легко – если в тот момент, когда после узла завышена температура, сервопривод полностью закрыт (цилиндр сервопривода находится в нижнем положении) (рис. 15, 16), то это значит, что контроллер и так уже полностью перекрыл подачу горячей воды в насосно-смесительный узел и в данный момент просто находится в режиме ожидания пока температура в контуре теплого пола опять не опустится до необходимого уровня.

Это произошло из за того, что перед узлом резко выросла температура воды из-за запуска системы после простоя, либо из- за резкого пуска котла. Клапан не смог молниеносно среагировать на подобные изменения, и узел «зачерпнул» слишком много горячей воды.

Данная проблема решается увеличением позиции настройки балансировочного клапана байпаса и, если он и так настроен в максимальное положение, то балансировочным клапаном первичного контура.

Автор: Жигалов Д.В.

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010
Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

Системой отопления дома, работающей по принципу подогрева поверхности пола, в наше время уже сложно кого-либо удивить. Все больше владельцев загородного жилья, если еще не перешли, то всерьез рассматривают перспективы перехода на эту эффективную и комфортную схему передачи тепла от котельного оборудования в помещения. Одним из вариантов является организация водяных «теплых полов». Несмотря на немалую сложность их монтажа, они весьма популярны из-за экономичности эксплуатации, и пол причине совместимости с уже имеющейся системой водяного отопления, безусловно, после определенных доработок последней.

Смесительный узел для теплого пола своими руками

Вообще, затевать самостоятельное создание водяных «теплых полов», не имея никакого опыта в сантехнических и общестроительных работах – вряд ли стоит. Здесь важен каждый нюанс – от выбора труб и схемы их раскладки, от правильной термоизоляции поверхности пола и заливки стяжки – и до монтажа гидравлической части с последующей точной отладкой системы. Но так уж устроен типичный российский хозяин дома: всё ему хочется попробовать самому. И если «рука набита», то многие стараются провести такие работы самостоятельно. Им в помощь – настоящая публикация, в которой будет рассмотрен один из важнейших узлов такой системы. Итак, для чего нужен, как устроен и можно ли в домашних условиях сделать смесительный узел для теплого пола своими руками.

Какую роль в системе «теплого пола» выполняет смесительный узел?

Традиционная система отопления, подразумевающая установку приборов теплообмена в комнатах (радиаторов или конвекторов), относится к высокотемпературным. Именно под нее рассчитано абсолютное большинство котлов любого типа. Средняя температура в трубах подачи в таких системах поддерживается на уровне около 75 градусов, а нередко бывает даже и выше.

Но подобные температуры – по целому ряду причин абсолютно не допустимы для контуров «теплого пола».

• Во-первых, это совершенно не комфортно – ходить по слишком горячей, обжигающей ноги поверхности. Для оптимального восприятия обычно достаточно температур в диапазоне 25÷30 градусов.
• Во-вторых, сильного нагрева «не любит» ни одно напольное покрытие, а некоторые из них просто быстро выходят из строя, теряют свой вид, начинают или вспучиваться, или давать щели и трещины.
• В третьих, высокие температуры негативно сказываются и на стяжке.
• В-четвертых, трубы вмурованных контуров также имеют свой температурный предел, а с учетом их жестокой фиксации в слое бетона, невозможности термического расширения, в стенках труб создаются критичные напряжения, приводящие к быстрому выходу из строя.
• И в-пятых, с учетом площади нагреваемой поверхности, участвующей в теплоотдаче, высокие температуры для создания оптимального микроклимата в помещении – совершенно излишни.

Для радиаторов отопления и для контуров «теплого пола» требуются совершенно разные уровни температур

Как добиться такого «паритета» температур теплоносителя в системе. Существуют, конечно, современные котлы отопления, рассчитанные на работу в том числе и с «тёплыми полами», то есть способные поддерживать температуру в трубе подачи на уровне 35-40 градусов. Но как тогда быть с тем, что в доме предусмотрены и радиаторы, и подогрев пола – организовывать две системы? Совершенно не выгодно, сложно, громоздко, тяжело в управлении. Кроме того, такие котлы пока что еще остаются достаточно дорогим удовольствием.

Разумнее обойтись уже имеющимся оборудованием, просто внеся необходимые изменения в разводку контуров. Оптимальное решение – смешивать горячий теплоноситель с остывшим, уже отдавшим тепло в помещения, чтобы выйти на необходимый уровень температуры.

По большом счету, это ничуть не отличается от того процесса, который мы проделываем ежедневно по многу раз, открывая водопроводный кран, и вращением «барашков» или перемещением рычага добиваемся оптимальной температуры воды для принятия водных процедур, мыться посуды и других надобностей.

Принцип работы смесительного узла во многом повторяет функционирование обычного смесителя на кухне или в ванной.

Понятно, что сам смесительный узел устроен намного сложнее, чем обычный кран. Его конструкция должна обеспечивать устойчивую, сбалансированную циркуляцию теплоносителя в контурах теплого пола, правильный отбор нужного количества жидкости из подающей и обратной трубы, необходимую «закольцованность» потока (когда нет необходимости притока тепла от котла), простой и понятный визуальный контроль за параметрами системы. В идеале – смесительный узел должен сам, без вмешательства человека, реагировать на изменение исходных параметров и вносить необходимые коррективы, чтобы поддерживать стабильный уровень нагрева.

Весь этот комплекс требований, на первый взгляд – кажется очень сложным, трудным для понимания и тем более самостоятельной реализации. Поэтому многие потенциальные владельцы обращают свое внимание на готовые решения – укомплектованные смесительные узлы, реализуемые в магазинах. Внешний вид таких изделий, действительно, внушает уважение своей «навороченностью», однако, и цена довольно часто просто пугает.

На первый взгляд – все очень сложно, да и неимоверно дорого

Но если вникнуть в сам принцип работы смесительного узла, понять где, как и за счет чего происходит процесс смешивания, если ясно представить направление потоков теплоносителя в нем, то картина проясняется. А в итоге оказывается, что собрать такой узел, приобретя необходимые детали и используя своё умение в монтаже сантехнических изделий – вполне посильная задача.

Сразу оговоримся – речь в дальнейшем будет идти в основном именно про смесительный узел. Он в дальнейшем подключается к коллектору «теплого пола», про который, безусловно, определенные упоминания просто неизбежны. Но сам коллектор, то есть его устройство, принцип работы, монтаж, балансировка – это тема для отдельной публикации, которая обязательно появится на страницах нашего портала.

Основные схемы смесительных узлов для «теплого пола»

Существует немалое количество схем смесительных узлов для водяных «тёплых полов», различающихся сложностью, компоновкой, насыщенностью приборами контроля и автоматического управления, габаритами и другими признаками. Все их рассматривать – сложно, да и незачем. Обратим внимание на те из них, которые просты и понятны, не требуют сложных элементов, и сборка которых может быть проведена любым человеком, сколь-нибудь разбирающимся в сантехническом монтаже.

На всех представленных ниже схемах слева расположены трубы общего отопительного контура. Красная стрелка показывает вход из магистрали подачи, синяя – выход в трубу «обратки».

С правой стороны – соединения насосно-смесительного узла с «гребёнками», то есть с коллектором тёплого пола, также обозначенные красной и синей стрелками. Следует понимать, что «гребенки» коллектора могут крепиться непосредственно к узлу или быть вынесенными на определенное расстояние и соединены трубной разводкой – все зависит от конкретных условий системы. Нередко обстоятельства складываются так, что смесительный узел располагается в районе котельной, а уже коллектор вынесен в помещение, в то место, от которого удобнее всего осуществить раскладку контуров «теплого пола». Сути работы насосно-смесительного узла это никак не меняет.

Полупрозрачными стрелками красных и синих оттенков показаны направления перемещения потоков теплоносителя.

Схема 1 – с двухходовым термоклапаном и последовательным подсоединением циркуляционного насоса

Одна из самых простых в исполнении схем смесительного узла. Для начала – смотрим на рисунок.

Популярная, несложная в исполнении схема с использованием обычного термоклапана

Разбираемся с комплектующими:

• Поз. 1 – это запорные шаровые краны. Их задача – только полностью перекрывать в случае необходимости насосно-смесительный узел, например, когда в подогреве пола нет необходимости, или когда требуется проведение определенных ремонтно-профилактических работ.

Шаровые краны применяются только в качестве запорных устройств. Использовать их для регулировок системы – совершенно не допустимо!

Никаких особых требований, кроме высокого качества изделий, к кранам не предъявляется. Они выполняют исключительно роль запорной арматуры, и не принимают никакого участия в регулировке работы системы отопления. На них в принципе должно использоваться только два положения – полностью открыт или полностью закрыт.

Краны поз. 1.1 и 1.4, отсекающие всю систему теплого пола от общего контура отопления – обязательны. Краны поз. 1.2 и 1.3 – могут ставиться между смесительным узлом и коллектором по усмотрению мастера, но они никогда не помешают. Появляется возможность отсекать коллекторный узел для проведения каких-либо работ, не прикрывая собственно контуров теплого пола, то есть – не сбивая выверенных настроек каждого из них.

• Поз. 2 – фильтр грубой очистки (так называемый «косой» фильтр). Его, наверное, нельзя назвать совершенно обязательным элементом смесительного узла, но стоит он недорого, а на долговечность системы повлиять способен.

«Косой» фильтр-грязевик – необязательный, но всегда рекомендуемый мастерами элемент узла

Понятно, что подобные фильтрующие устройства ставятся в обязательном порядке в общей котельной. Однако, при циркуляции теплоносителя в разветвленной системе нельзя исключить попадания в него и переноса твёрдых включений, например, от радиаторов отопления. А насосно-смесительный и следующий за ним коллекторный узлы — насыщены регулировочными элементами, для которых твёрдые примеси крайне нежелательны, так как могут дестабилизировать работу клапанных устройств. Значит, разумнее будет дополнить свою смесительную схему еще и индивидуальным фильтром.

• Поз. 3 – термометры. Эти приборы помогают осуществлять визуальный контроль за работой смесительного узла, что особо важно при отладке и балансировке системы «теплого пола». На всех последующих схемах будет показано по три термометра – на трубе подачи из общего контура (поз. 3.1), на входе в коллектор, то есть показывающий температуру потока после смешения (поз. 3.2), и на «обратке» после коллектора, до ответвления от нее на смесительный узел (поз. 3.3). Это, наверное, оптимальное расположение, наглядно показывающее и качество смешивания, и степень теплоотдачи «теплого пола». В идеале разница показаний на подающей и обратной гребенке коллектора не должна быть выше 5÷10 градусов. Впрочем, некоторые мастера обходятся и меньшим количеством термометров.

Термометры необходимы для точной отладки системы и для контроля за ее работой в ходе повседневной эксплуатации

Исполнение термометров может быть разным. Кому-то больше по душе накладные модели, не требующие врезки в систему (на иллюстрации – слева). Но большей точностью показаний, да и просто своей надежностью, все же обладают приборы с датчиком-зондом, который вкручивается в соответствующее гнездо тройника.

• Поз. 4 – двухходовый термоклапан. Это точно такой же элемент, как устанавливается на радиаторах отопления. Именно он и будет в данной схеме количественно регулировать поток поступающего в систему «теплого пола» горячего теплоносителя.

Двухходовый термоклапан – из числа тех, что предназначены для радиаторов отопления в однотрубной системе

Здесь есть один нюанс – подобные термоклапаны различаются предназначением — для однотрубных или двухтрубных систем отопления. Но это различие важно при установке их именно на отдельный радиатор. А вот для смесительного узла, который обслуживает несколько контуров «теплого пола», важна повышенная производительность. Это значит, что выбирать следует клапан для однотрубных систем, даже если вся система организована по двухтрубному принципу. Эти клапаны даже визуально — более объёмные по своим габаритам, они обычно маркируются литером «G» и выделяются серым защитным колпачком.

• Поз. 5 – термоголовка с выносным накладным датчиком (поз. 6). Этот прибор надевается (накручивается или закрепляется с помощью специального адаптера) на термоклапан и непосредственно управляет его работой. В зависимости от показаний температуры на выносном датчике, который связан с головкой капиллярной трубкой, клапан будет менять положение, приоткрывая или полностью закупоривая проход для горячего теплоносителя.

Работой двухходового термоклапана управляет специальная термоголовка с выносным температурным датчиком

Сразу вопрос – а где установить термодатчик? Есть два варианта – он может быть наложен на трубу подачи в коллектор, после смесительного узла, за насосом, либо – на трубу обратки коллектора, до ее разветвления на смешение. Существуют приверженцы и того, и другого метода.

— В первом случае – обеспечивается постоянная температура подачи теплоносителя в контуры теплого пола. Обеспечивается стабильность работы, сводится практически к нулю вероятность перегрева пола. Но, вместе с тем, система, если она дополнительно не оснащена термостатическими элементами непосредственно на контурах, перестает реагировать на изменение внешних условий. То есть изменение температуры в помещении никак не отразится на уровне нагрева подаваемого в «теплый пол» теплоносителя.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как сделать теплый пол в квартире своими руками

— Во втором случае, при термодатчике на обратке, обеспечивается стабильность температуры именно на этом участке. То есть уровень нагрева теплоносителя, уходящего в коллектор после смесительного узла, может колебаться. Хороша подобная схема тем, что система откликается, например, на похолодание, автоматически поднимая температуру в подаче, и снижая ее при потеплении. Удобно, но есть определенные риски. Так, при первоначальном прогреве стяжки пола в контуры изначально может пойти слишком горячий теплоноситель. Аналогичная ситуация вполне вероятна и при резком притоке холода, например, при настежь открытых окнах в случае экстренного проветривании помещения.

Сменить положение накладного термодатчика – не столь сложно, если заранее предусмотреть места для его установки. Так что можно опробовать оба варианта, выбрав затем оптимальный.

Про устройство термоклапана и термостатической головки рассказываться не будет – на эту тему есть отдельная публикация.

Как устроена система термостатической регуляции радиаторов отопления?

Установка дополнительных приборов позволяет обеспечить постоянные комфортные условия в помещении, независимо от изменения внешних условий. Назначение, устройство, установка и работа терморегуляторов для радиаторов отопления – в специальной статье нашего портала.

• Поз. 7 – обычные сантехнические тройники, между которыми прокладывается своеобразный байпас – перемычка, по которой и будет отбираться теплоноситель из «обратки» для смешивания с горячим потоком. По сути, тройник 7.1 и становится зоной основного смешения.
• Поз. 8 – балансировочный клапан. Он используется при точной настройке системы, с тем, чтобы добиться оптимальных показаний работы циркуляционного насоса по напору и производительности. Бывает необходимо снизить (или, как часто говорят сантехники, «придушить») поток через перемычку из обратки, чтобы в различных зонах смесительного узла и коллектора не создавалось ненужных областей излишнего разрежения или повышенного давления, а сам насос – работал бы в оптимальном режиме.

В качестве балансировочного клапана рекомендуется смонтировать подобный блок-кран, который часто ставится на «обратку» радиатора

Никаких хитростей в этом устройстве нет – по сути, это обычный вентиль ограничивавший поток. Здесь можно поставить и обыкновенный сантехнический вентиль. Показанный на иллюстрации блок-кран выгодней с тех позиций, что он компактен, а также оттого, что выполненные ключом-шестигранником настройки никто не сможет случайно сбить, например, дети, желающие просто из любопытства покрутить маховик. Так что лучше, настроив систему, закрыть регулировочный узел крышкой – и быть относительно спокойным.

• Поз. 9 – циркуляционный насос. Тот насос, который обслуживаешь всю систему отопления в целом, никак не сможет обеспечить циркуляцию по длинным контурам «теплого пола», особенно, если их к коллектору подсоединено несколько штук. Так что каждый смесительный узел оснащают собственным прибором.

Желательно, чтобы насос имел возможность переключения на несколько режимов работы по производительности и создаваемому напору

Настройка системы теплых полов будет проще, если циркуляционный насос будет иметь несколько переключаемых режимов работы.

Как правильно выбрать циркуляционный насос?

Разнообразие моделей в настоящее время – чрезвычайно велико, что может даже поставить в тупик неопытного потребителя. Подробнее об устройстве и технических характеристиках циркуляционных насосов, о правилах их выбора и установки – в специальной публикации нашего портала.

• Поз. 10 – обратный клапан. Очень нехитрое и недорогое сантехническое приспособление, предотвращающее несанкционированное протекание теплоносителя в обратном направлении

Обычный обратный клапан бывает нелишним и в смесительном узле

Может показаться. Что особой необходимости в его установке и нет. Тем не менее, такая страховка может оказаться нелишней. Например, ситуация, когда термоклапан, из-за достаточной температуры на коллекторе, полностью закрыт. Циркуляционный насос работает, и в принципе способен подсасывать теплоноситель из общей трубы «обратки» системы. А там температуры – совсем иные, намного выше, чем даже на подаче «теплого пола». То есть такой обратный ток может здорово дезориентировать работу смесительного узла.

С элементами и из взаимным расположением – всё. Посмотрим, как работает такой узел.

Поток теплоносителя из общей трубы подачи минует «косой» фильтр и термометр, доходит до термостатического клапана. Здесь он снижается, за счет уменьшения просвета канала свободного прохода жидкости. Термоголовка чутко следит за динамикой изменения температуры, приоткрывая или закрывая клапанное устройство.

Циркуляционный насос, работящий в контуре «теплого пола» оставляет за собой зону разрежения, которая «затягивает» регулируемый поток горячего теплоносителя. Но так как при этом производительность насоса не изменяется, то «недостача» компенсируется поступлением охлаждённого теплоносителя из линии обратки, идущей от коллектора, через байпас-перемычку.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как оборудуется байпасная линия

В точке соединения потоков (в верхнем тройнике) начинается их смешение, и насос перекачивает уже доведенный до нужной температуры теплоноситель. Если температура на датчике термоголовки достаточна или избыточна, то термоклапан вообще будет перекрыт, и насос начнет гонять воду только по контурам «теплого пола», без подпитки извне, до ее остывания. Как только температура опустится ниже установленного значения, термоклапан приоткроет проход горячему теплоносителю, для достижения после точки смешения необходимого значения.

При стабильной работе системы, выведенной на расчетную мощность, поступление горячего теплоносителя из общей подачи обычно не столь велико. Клапан по большей части находится в приоткрытом состоянии, но очень чутко при этом реагируя на изменение внешних условий, обеспечивая стабильность температуры в контурах «теплого пола».

Примерно так может выглядеть готовая сборка смесительного узла, рассмотренная в этом подразделе (правда, нет отсекающих кранов по входам)

Подобный принцип, при котором весь перекачанный циркуляционным насосом объем теплоносителя направляется в коллектор «теплого пола», называется смесительным узлом с последовательным подключением насоса.

Схема 2 – с трехходовым термоклапаном и последовательным подсоединением циркуляционного насоса

Эта схема очень похожа на предыдущую, тем не менее, есть у нее и свои отличия.

Похожая схема, но использован уже трехходовой термоклапан

Главное отличие – использование не двухходового, а трехходового термоклапана (поз. 11) с той же термостатической головкой. Он занял место тройника в точке пересечения линии подачи и трубы байпаса-перемычки.

Необходимый комплект: трехходовой смесительный термоклапан + термоголовка с выносным накладным датчиком

Смешение в данном случае проходит непосредственно в корпусе термоклапана. Он устроен таким обозом, что при прикрытии одного канала поступления теплоносителя одновременно приоткрывается второй, что обеспечивает большую стабильность работы узла смешения – суммарный расход всегда выдерживается на одно уровне. Это дает возможность обойтись и без балансировочного клапана на байпасе.

Важно – трехходовые термоклапаны бывают смесительного и разделительного принципа действия. В данном случае необходим именно смесильного, с перпендикулярными направлениями подачи потоков. Обычно соответствующие стрелки вынесены на корпус прибора, и ошибиться с этим трудно.

Стрелками наглядно показано правильное направление смешиваемых потоков

Трёхходовой клапан может быть и без термоголовки – с собственным встроенным температурным датчиком и шкалой выставления необходимой температуры на выходе. Некоторые мастера предпочитают именно такую, термостатическую разновидность, как более простую в установке. Правда, устройство с выносным датчиком работает все же точнее. Кроме того, при эксплуатации системы с термостатическим трехходовым клапаном выше вероятность несанкционированного прохождения теплоносителя высокой температуры на коллектор.

Такому трехходовому клапану термостатическая головка не нужна – у него собственный встроенный термодатчик, управляющий его работой

Разделительные трехходовые клапаны, кстати, тоже могут использоваться в подобной схеме. Только место их установки – на противоположной стороне байпаса, и они уже регулируют разделение и перенаправление потока охлажденного теплоносителя к точке смешения, в сторону насоса.

Комплект для размещения в нижней точке байпаса – трехходовой термоклапан разделительного действия (смотри на стрелки)

Узел смешения с трехходовым клапаном, в связи с большой стабильной производительностью, больше подходит для крупных коллекторных развязок с несколькими контурами различной протяжённости. Применяют их и в случае использования погодозависимой автоматики, которая нередко предполагает еще и автоматизированное управление работой циркуляционного насоса. Для небольших систем она себя не оправдывает, как более сложная в регулировке.

На схеме под знаком вопроса показан обратный клапан (поз. 10.1). В принципе, он оправдан в том случае, если по тем или иным причинам не работает циркуляционный насос узла, например, автоматика дала команду на прекращение циркуляции. В таких ситуациях перемычка от обратки к трехходовому клапану может превратиться в совершенно неуправляемый байпас, который нарушит балансировку системы и скажется на работе других отопительных приборов в доме. Обратный клапан способен предотвратить это явление. Впрочем, многие опытные мастера ставят под сомнение вероятность возникновения подобных ситуаций, и считают клапан на этом участке – совершенно излишним и даже вредным, как оказывающим ненужное гидравлическое сопротивление.

Схема 3 – с трехходовым термостатическим клапаном, работающим со сходящимися потоками, и последовательным подсоединением циркуляционного насоса

В продаже можно отыскать термостатические клапаны, которые организованы по принципу смешения двух сходящихся по одной оси потоков. С ними схема сборки насосно-смесительного узла может принять такой вид:

Достаточно компактная схема с трехходовым термостатическим клапаном, смешивающим встречные потоки теплоносителя.

Отличить подобные термостатические краны – несложно, по их характерной форме и нанесенным схемам (пиктограммам) направления потоков.

Смесительный термостатический клапан, работающий со встречными потоками. Ошибиться в установке – сложно…

Показанная выше схема хороша уже своей компактностью. Байпас, как таковой, вообще отсутствует, так как его роль полностью выполняем сам смесительный клапан. В остальном – это все та же схема с принципом последовательного подключения циркуляционного насоса.

Схема 4 – с двухходовым термоклапаном и параллельным подсоединением циркуляционного насоса

А вот такая схема уже значительно отличается ото всех, показанных выше:

Коренное отличие – циркуляционный насос разместился на байпасе, а «обратка» и подача коллектора поменялись местами

Подобный принцип строения узла предполагает так называемое параллельное подключение насоса, буквально на байпасе. Но к верхней точке этого байпаса подходят два встречающихся потока – от подачи общей системы и от обратки коллектора. На подаче установлен двухходовой термоклапан с термоголовкой и выносным датчиком – все так же, как и в первой схеме. Обеспечивающий циркуляцию через перемычку насос забирает оба сходящихся потока, и их смешивание происходит в тройнике сверху (выделено овалом и стрелкой) и в самом насосе. А вот дальше, в нижней точке перемычки на тройнике происходит разделение потока. Часть теплоносителя с уже выровненной до необходимого уровня температурой отправляется на подающий коллектор «теплого пола», а избыточное количество – сбрасывается в общую «обратку» системы отопления.

Подобная схема привлекает, прежде всего, своей компактностью. В условиях ограниченности места под установку смесительного узла – это одно из приемлемых решений. Однако, недостатков у нее немало. Прежде всего, очевидно, что производительностью она явно уступает узлам с последовательным подключением насоса. Получается, что определенный объем теплоносителя после смешения и доведения до требуемой температуры, перекачивается насосом впустую – он не участвует в работе контуров теплого пола и просто уходит в «обратку».

Кроме того, подобная система отличается немалой сложностью в проведении балансировки, и часто требует установки дополнительных балансировочных и (или) перепускных клапанов.

Интересно, что многие готовые смесительные узлы заводской сборки организованы именно по параллельной схеме – скорее всего, из соображений максимальной компактности. И народные умельцы придумывают способы их переделки под более «послушную» схему — с последовательным насосом.

Схема 5 – с трехходовым термоклапаном и параллельным подсоединением циркуляционного насоса

Наконец, еще одна схема:

Изменения незначительны — просто двухходовой клапан и тройник замены на трехходовой термостатический смеситель

В дополнительных комментариях она, наверное, не нуждается, так как практически повторяет предыдущую. Отличие – это применение трёхходового термоклапана или термостатического смесителя (поз. 12) в верхней точке над насосом. Направление сходящихся потоков до смешения и разделение их на ройнике после насоса – наглядно продемонстрировано стрелками.

Безусловно, существуют и куда более сложные схемы, которые практикуют производители готовых насосно-смесительных узлов. Но для самостоятельного изготовления лучше остановиться на чем-либо простом в сборке и надежном в эксплуатации, выбрав одну из предложенных схем и реализовав ее удобным для себя и для конкретных условий установки способом.

Производительность смесительного узла и необходимый напор циркуляционного насоса

При подборе комплектующих для самостоятельной сборки насосно-смесительного узла необходимо, помимо соединительных диаметров труб и требуемых элементов, знать еще и некоторые эксплуатационные параметры. В частности, сам насос и любой термоклапан или смесительный вентиль должны отвечать требованиям по производительности. Говоря проще – это способность пропустить через себя требуемое количество теплоносителя в единицу времени. А для насоса важен еще и создаваемый напор, так как он должен обеспечить стабильную циркуляцию теплоносителя во всех подключенных к смесительному узлу контурах «теплого пола».

Обычно для сложных по структуре систем подобные расчеты проводят специалисты в области гидравлики и теплотехники. Однако, простые вычисления для собственноручно создаваемой системы «теплого пола», со вполне допустимым уровнем точности, можно провести и самостоятельно.

Производительность смесительного узла.

В вопросах производительности циркуляционный насос является «активным звеном». То есть именно он и должен обеспечить прокачку необходимого объема теплоносителя через контуры, который отдаст часть накопленной энергии на обогрев помещения. Термостатический же элемент смесительного узла долже быть в состоянии пропустить такой объем через себя. Клапаны могут выпускаться с различной пропускной способностью, а некоторые из них, кроме того, имеют возможность предустановки на определенную производительность в единицу времени.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как производится диагональное подключение радиаторов отопления

Понятно, что чем больше площадь отапливаемых помещений, и чем выше требования с системе «теплого пола» (будет ли она основным источником тепла или планируется только повышение общей комфортности в помещениях), тем больше тепловой энергии необходимо доставить для теплообмена. А так как разница температур на подающем и обратном коллекторе обычно выдерживается постоянная, то несложно вычислить и объем воды, необходимый для переноса требуемого количества тепла.

Не станем утомлять читателя сложными формулами, а лучше предложим воспользоваться встроенным калькуляторов, который сделает расчёт максимально простым занятием.

В качестве исходных данных будет выступать площадь помещений, в которых создается система «теплый пол». Причем, есть определенное дифференцирование, в зависимости от того, будет ли такой подогрев основным, либо же будет рассматриваться только как средство повышения комфорта в жилых помещениях. Для ванной, туалета, прихожей или кухни мощность пола лучше рассматривать с точки зрения основного отопления.

Далее, будет предложено вести планируемые температуры на подающем и обратном коллекторах. В правильно смонтированной и отрегулированной системе разница обычно около 5, максимум – 8÷10 градусов.

Калькулятор расчета производительности смесительного узла «теплого пола»

Перейти к расчётам

Создаваемый насосом смесительного узла напор

Циркуляционному насосу смесительного узла «надеяться не на кого» – он должен обеспечить работу всех контуров отопления, без вероятности их запирания из-за недостаточности давления в системе. Это особо актуально в тех случаях, когда термостатический элемент полностью перекрывает подачу горячего теплоносителя, и приток извне приостанавливается – циркуляция при этом страдать не должна.

Здесь уже на первый план выйдут показатели гидравлического сопротивления труб, на которые накладываются еще и немалые потери напора на запорно-регулирующей арматуре узла, которой он обычно весьма насыщен.

А сколько и каких труб понадобится?

В настоящей публикации этот вопрос рассматриваться не будет. Провести расчет необходимого количества труб поможет калькулятор, размещённый в статье нашего портала, посвященной монтажным схемам контуров теплого пола.

Понятно, что насос будет создавать на подающем коллекторе равное значение давления для всех контуров. Этот параметр в ходе регулировки системы будет настраиваться для каждого контура отдельно с помощью специальных балансировочных устройств. Значит, расчет необходимо провести для наиболее протяженного контура, в котором показатели гидравлического сопротивления будут максимальными.

Ниже расположен калькулятор, который позволит быстро определиться с минимально необходимым значением напора. В программу расчета уже внесены нужные поправки на гидравлические потери напора в запорно-смесительных элементах узла.

Калькулятор расчета минимально необходимого напора циркуляционного насоса для смесительного узла

Перейти к расчётам

Значения, полученные от обоих калькуляторов, станут ориентиром для приобретения циркуляционного насоса с оптимальными параметрами. Как правило, производители такого оборудования сопровождают свои изделия паспортом, в котором приводится диаграмма оптимальных соотношений производительности и создаваемого напора в разных режимах работы прибора.

Для примера – диаграмма напорно-производительной характеристики циркуляционного насоса «Grundfos UPS 25-40 A 180» в трех режимах его работы. Жирными линиями выделены оптимальные соотношения

Самостоятельная сборка насосно-смесительного узла для «теплого пола»

Готовых «рецептов» по монтажу смесительного узла нет. Каждый из мастеров подходит к такому вопросу субъективно, с учётом многих критериев. В первую очередь, безусловно, многое зависит от умения хозяина. Кто-то считает себя «асом» в вопросах сборки резьбовых сантехнических узлов (а без резьбовых сопряжений не обойдётся в любом случае). Другому больше по душе работа с полипропиленовыми трубами, и у него есть соответствующее оборудование для их пайки. На выбор конкретной схемы монтажа способна повлиять и финансовая составляющая – если есть необходимость строго уложиться в определенный бюджет.

Возможно, вам будет интересна информация о том, как оборудовать теплый пол из полипропиленовых труб.

Одним словом — важно знать схему и примерную последовательность сборки. А уж настоящий хозяин всегда найдет оптимальные пути ее реализации.

Иллюстрированный пример сборки смесительного узла на резьбовых соединениях

Для примера ниже в иллюстрированной пошаговой инструкции будет показан монтаж смесительного узла, полностью собранный из металлических комплектующих. Схема – аналогична рассмотренному выше варианту №2, то есть с термостатическим трехходовым клапаном-смесителем и с последовательным подключением циркуляционного насоса.

В данном случае не ставится цель научить начинающего мастера правилам запаковки резьбовых соединений – для наработки соответствующего опыта обычно используют более простые и менее ответственные сборки. Поэтому монтаж будет показан «условно», без окончательной затяжки. Можно лишь заметить, что для запаковки лучше всего применять льняную паклю в сочетании с герметизирующей пастой типа «Unipak» – надёжность будет обеспечена. Обратите, кроме того, внимание, что мастер в показанном примере очень широко использует соединения с помощью накидных гаек-«американок» с кольцевыми уплотнениями. Это, конечно, приводит к удорожанию общей сметы, но зато всегда есть возможность без особого труда провести демонтаж любого элемента смесительного узла для его профилактики ремонта или замены.

Готовятся к работе основные комплектующие смесительного узла. Основная роль в данном случае отводится трехходовому смесительному термостатическому клапану «ESBE VTA572». Обратите внимание – стрелками на упаковке показано направление смешивания потоков. Допустимый диапазон поддержания стабильной температуры на выходе — от 20 до 43 ºС. Как раз то что надо для «теплого пола».

Об этом, кстати, красноречиво говорит и пиктограмма на упаковке – этот тип смесителя рассчитан именно для такого использования.

А вот он и сам. Такому клапану не требуется термостатической головки – он включает в своей конструкции и встроенный термодатчик, и регулятор, позволяющий выставить температуру на выходе с точностью до градуса. На корпусе также цветными стрелками указано направление горячего и холодного потоков теплоносителя.

Следующий важнейший элемент – циркуляционный насос. Применяется модель одного из лучших брендов – WILO.

Необходимо сразу оценить компоновку будущего смесительного узла, направление работы насоса и положение его коммутационной коробки с переключателем режимов. Смысл в том, что насос должен не только быть расположенным в соответствии с направлением потока. Обязательное условие – ось его привода должна принять горизонтальное положение (это особенности конструкции насосов с «мокрым ротором»). Кроме того, коммутационная коробка не должна располагаться под насосом. Если такое положение никак не складывается в конкретных обстоятельствах, можно перевернуть верхнюю часть корпуса, к которой закреплена коробка, вокруг оси на 180º. Делается это очень просто. Ключом-шестигранником выкручиваются винты, соединяющие две половины насоса.

Кода насос новый, они должны податься без особого сопротивления. Чаще всего таких винтов – четыре штуки.

После того как винты выкручены, необходимо просто аккуратно повернуть верхнюю силовую половину относительно нижней, помповой. Совмещаются крепёжные отверстия, винты вкручиваются и обжимаются для надёжной герметизации. Насос пока можно отложить в сторону.

В данном примере, так же, как было ранее показано на схеме, мастер будет устанавливать три термометра – на трубе подачи до смешения, после насоса и на выходе с обратного коллектора. Выбраны термометры с зондами, вкручивающиеся в центральные гнезда соответствующих тройников. Есть смысл сразу сверить показания всех трех приборов. Раз они находятся в одинаковых условиях, то, надо полагать, и показания должны давать идентичные. А еще лучше – сверить эти показания еще и с эталонным термометром любого типа, если он есть в хозяйстве, то есть с прибором, точность которого у вас не вызывает сомнений.

Если замечены какие-либо отклонения в показаниях – можно провести самостоятельную калибровку. На тыльной торцевой стороне зонда (при снятом колпаке) имеется регулировочный винт под тонкую отвертку.

Начинается монтаж. Первым собирается участок от общей подачи до клапана смесителя. Скручиваются между собой запорный шаровой кран с тройником под термометр. Обратите внимание – все четыре кранах будут оснащены накидными гайками. Любой из кранов или любой их участков смесительного узла можно будет демонтировать в случае необходимости, не проводя полной разборки.

Второй конец тройника соединяется с входным патрубком смесительного трехходового клапана.

Вот этот узел в сборе…

…а это он же, но с уже установленным в центральное гнездо тройника термометром.

Монтируется байпас-перемычка для подвода охлаждённого потока к смесительному клапану. Снизу на второй вход клапана накручивается муфта, также снабженная накидной гайкой- «американкой». Это позволит при необходимости легко снять сам смесительный клапан.

Снизу на перемычку накручивается тройник: один его выход обращен в сторону общей «обратки» системы, второй – к «обратке» коллектора.

Участок в сторону общей «обратки» состоит только из запорного шарового крана. Термометр здесь совершенно не нужен. Кроме того, мастер обошелся и без обратного клапана, вероятность включения в работу которого – все же очень невысока.

Собирается противоположная «ветка». Вот здесь термометр – очень важен, поэтому вкручивается тройник под него.

Термометр поставлен на штатное место.

Собирается участок, идущий от насоса к подающему коллектору. Он состоит из муфты с «американкой», входящей в комплект насоса, тройника под термометр, удлинителя (прямого участка для окончательного качественного смешивания потоков) и запорного крана.

Участок собран.

Да, чуть не упустили момент – на нижней «ветке» со стороны коллектора тоже устанавливается шаровой кран.

На оставшийся последним свободный патрубок смесительного клапана, на выходе из него, накручивается муфта с накидной гайкой из числа входящих в комплект насоса.

По сути, все уже готово для того, чтобы завершить монтаж смесительного узла установкой циркуляционного насоса.

В «американку» вставляется кольцевая резиновая прокладка, а затем гайка со стороны смесительного клапана закручивается на входном патрубке насоса. На всякий случай – еще раз проверяется правильность положения насоса – стрелка на корпусе должна соответствовать требуемому направлению потока теплоносителя в смесительном узле.

С одной стороны насоса – закончено.

Аналогичным образом накручивается и обжимается накидная гайка и с противоположной стороны насоса.

Эта операция, в принципе, и завершает общий монтаж насосно-смесительного узла подобной конструкции.

Насосный узел – в сборе. После обтяжки всех соединений можно заниматься вопросами его размещения на стене котельной или в коллекторном шкафу помещения, как планировалось заранее.

На последней иллюстрации, в качестве примера, показан этот же смесительный узел, но в котором с целью удешевления и достижения максимальной компактности просто исключены тройники с термометрами. Да, габариты стали меньше, и по стоимости будет дешевле. Однако без визуального контроля за параметрами системы – все же очень сложно, особенно на стадии отладки и балансировки. Так что есть над чем подумать. Как вариант – установка более дешевых и занимающих меньше места накладных термометров.

И в завершение публикации – еще один смесительный узел, примерно такой же схемы, но несколько иной компоновки. В его монтаже был использован комплексный подход – сочетание резьбовых и паяных полипропиленовых соединений.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как укладывать теплый пол электрический под линолеум

Видео: еще один пример самостоятельного изготовления насосно-смесительного узла

Добрый день, уважаемые читатели

Сегодня мы расскажем Вам как правильно настроить насосно-смесительный узел Combimix Valtec под Вашу систему теплого пола или обогрева открытых площадок.

Узел имеет в своем корпусе 3 органа регулировки и управления узлом:

1. Балансировочный клапан вторичного контура: При помощи данного клапана можно задать % соотношение расходов теплоносителей «первичного» и «вторичного» контуров, то есть Вы задаёте температура воды-теплоносителя на «подаче» «вторичного» контура. Поворот клапана производиться ключом-шестигранником. Для предотвращения случайного вращения во время эксплуатации клапан нужно зафиксировать прижимным винтом. На нём имеется шкала со значениями пропускной способности клапана от 0 до 5 м3/час.

2. Балансировочно-запорный клапан должен быть использован для увязки узла COMBIMIX с остальными отопительными приборами (так называемая балансировка).

Клапан заблокирован шестигранным колпачком. Поворот клапана производится ключом-шестигранником. Расположение клапана также необходимо зафиксировать зажимным винтом.

3. Перепускной клапан используется для «страховки» насоса от режима, при котором нет протока жидкости через насос. Клапан срабатывает на заданный перепад по давлению, который можно задать поворотом рукоятки.

Сбоку клапана находится удобная шкала с диапазоном отметок от 0,2-0,6 бар.

Пошаговый алгоритм настройки узла:

1. Произвести снятие «термоголовки» или сервопривода. Это делается для того, чтобы привод регулирующего клапана не влиял на шток узла во время настройки.

2. Выставить перепускной клапан на максимальное значение в 0,6 бар. Необходимо это сделать для того, чтобы клапан при настройке узла не срабатывал и не мешал настройке.

3. Рассчитать необходимую настройку балансировочного клапана «вторичного контура». Требуемую пропускную способность клапана необходимо рассчитать, для этого используя несложную формулу

t1 – температура теплоносителя на «подаче» «первичного» контура

t21– температура теплоносителя на «подаче» «вторичного» контура t22– температура теплоносителя на «обратке» трубопровода (у обоих контуров должна совпадать совпадает) Kvт– коэффициент, для узла COMBIMIX принимается 0,9 Полученное значение Kv выставляем на балансировочном клапане.

4. Настроить насос исходя из графика расхода/напора конкретной модели выбранного насоса.

5. Сбалансировать все ветки тёплого пола. Для этого закрыть балансировочно-запорный клапан «первичного» контура. Откинуть крышку клапана и шестигранником поворачиваем клапан против часовой стрелки до упора. Ветки теплого пола между собой балансируются балансировочными клапанами или расходомерами на коллекторе. Если после COMBIMIX только созан только один контур, то ничего увязывать не нужно.

Ход балансировки следующий: балансировочные клапаны/регуляторы расходов на всех ветках тёплого пола открыты на максимум, далее выбираем ветку, у которой отклонение фактического расхода от спроектированного максимально. Клапан на этой ветке «прижимается» до нужного расхода. Таким образом, надо отрегулировать все ветки тёплого пола. Если же после балансировки всех веток расход оказался «сбит», то следует откорректировать расход в ветках. Если нет возможности использовать расходомеры, то отбалансировать ветки можно приблизительно по прогреву полов либо по температуре «обратки» контура.

Если в процессе балансировки не удалось получить требуемый расход по веткам даже при открытых клапанах, то следует переключить насос на следующую повышенную скорость.

6. Провести «увязку» с остальными приборами отопления. Для этого открыть балансировочно-запорный клапан «первичного» контура при помощи шестигранника до получения требуемого расхода теплоносителя через «первичный» контур. «Увязка» узла производится совместно с «увязкой» всей остальной системы.

Контроль расхода теплоносителя производиться при помощи расходомеров или с помощью контроля температуры теплоносителя в «обратке» системы тёплого пола.

Расход теплоносителя в «первичном» контуре можно рассчитать по формуле:

Q – сумма тепловой мощности всех приборов, которые подключены после узла COMBIMIX.

с – теплоёмкость теплоносителя; если теплоноситель вода то с=4,2кДж(кг•°С) Если используется иная жидкость-теплоноситель, то теплоёмкость необходимо взять из технического паспорта этого теплоносителя. t1;t21– Температура теплоносителя на «подающем» и на «обратном» трубопроводе «первичного» контура (температуры теплоносителя в «обратке» первичного и вторичного трубопровода одинаковы).

7. Настроить перепускной клапан. Значение давления клапана необходимо установить на 5-10% меньше, чем максимальное давление выбранного Вами насоса при выбранной скорости. Максимальное давление насоса определяется по паспорту насоса. Перепускной клапан должен срабатывать при приближении работы насоса к критической точке, когда нет расхода воды и насос работает только на повышение давления в системе.

8. Проверить правильность работы узла. Для проверки правильности настроек необходимо производить по равномерности прогрева всех веток системы водяного тёплого пола и по правильному соотношению температур теплоносителя «подающего» и «обратного» трубопровода. Данную проверку можно выполнить, даже если текущие параметры теплоносителей не соответствуют проектным. Узел настроен правильно, если выполняются следующее условие:

Где температуры с индексом «р» — расчётные значения, а температуры с индексом «ф» — фактические значения. Если условие не выполнено, то необходимо открыть или закрыть балансировочно-запорный клапан на «четверть» оборота и вновь снять замеры.

Если условие выполнено, то необходимо установить обратно «термоголовку», одеть защитные колпачки и затянуть прижимной винт балансировочного клапана. Узел теперь настроен и готов к эксплуатации.