Коллектор для теплого пола: что это такое и для чего он нужен, как его собрать

Как сэкономить на смесительном узле

Многие мастера – сантехники считают его неотъемлемой частью коллектора для напольного обогрева, хотя это 2 разных элемента, выполняющих отдельные функции. Задача гребенки – распределение теплоносителя по контурам, а смесительного узла — ограничение его температуры на уровне 35—45 °С, максимум — 55 °С. Изображенная ниже схема подключения коллектора работает по такому алгоритму:

1. Пока происходит прогрев системы, стоящий на подаче двухходовой клапан полностью открыт и пропускает максимум воды.
2. Когда температура поднимается до расчетного значения (как правило, это 45 °С), выносной датчик воздействует на термоголовку, а та начинает перекрывать проток через клапан, нажимая на шток.
3. После полного закрытия клапанного механизма теплоноситель, побуждаемый к движению насосом, циркулирует только в замкнутой сети теплого пола.
4. Постепенное охлаждение воды регистрирует температурный датчик, отчего термоголовка отпускает шток, клапан открывается и в систему поступает порция горячей воды, а часть холодной уходит в обратку. Цикл нагрева повторяется.

Хорошая новость для тех, кто сильно ограничен в средствах, но желает отапливаться теплыми полами: установка двух— или трехходового клапана с насосом нужна далеко не всегда. Снизить стоимость системы, избежав покупки смесителя, можно двумя способами:

• запитать греющие контуры напрямую от газового котла через коллектор;
• поставить на коллекторные клапаны термоголовки RTL.

В коллекторном узле, собранном из латунных тройников, предусмотрено регулирование путем автоматического ограничения обратного потока головками RTL

Сразу отметим, что первый вариант противоречит всем канонам и правильным считаться не может, хотя и применяется довольно успешно. Суть такова: высокотехнологичные газовые котлы настенного типа могут поддерживать температуру подаваемой воды на уровне 40—50 °С, что приемлемо для теплого пола. Но есть 3 негативных момента:

1. Весной и осенью, когда на улице минимальные морозы, котел не сможет опустить температуру теплоносителя ниже 35 °С, отчего в комнатах станет душно и жарко из-за нагрева всей поверхности пола.
2. В режиме минимального горения детали отопительного агрегата покрываются сажей вдвое быстрее.
3. Из-за того же режима КПД теплогенератора снижается на 5—10%.

Термостатические головки типа RTL действуют по принципу двухходового клапана, только стоят они на каждом контуре и не оснащены выносными датчиками. Реагирующий на изменение температуры воды термоэлемент стоит внутри головки и перекрывает течение по контуру, когда она нагрелась выше 45—55 °С (в зависимости от регулировки). При этом гребенка подключена напрямую к источнику тепла, работающему на любом виде топлива – дрова, дизель или пеллеты.

Важное условие. Для нормальной работы теплых полов, регулируемых термоголовками RTL, длина каждого контура не должна превышать 60 м

Подробнее об устройстве такого отопления и правильных схемах сборки коллектора рассказывается в отдельной инструкции и в очередном видео:

Теплоизоляция пола

Подготовленная основа обязательно должна закрываться теплоизоляционным материалом. Функция теплоизоляции заключается в предельно возможном снижении уровня тепловых потерь, которые имеются в любом здании.

При выборе теплоизоляционных материалов нужно отталкиваться от следующих факторов:

• Конструкция пола;
• Размеры помещения;
• Тип отопительной системы.

В зависимости от конкретных условий можно вывести следующие правила выбора теплоизоляционных материалов:

1. В помещении может быть проведено другое отопление, работающее в качестве основного. На теплый пол в данном случае ляжет функция дополнительного подогрева, поэтому в качестве теплоизоляции вполне подойдет вспененный полиэтилен.
2. Следующий случай – двухэтажное здание, в котором отапливается только нижний этаж. Утеплять пол при таких условиях можно пенополистиролом. Достаточная толщина теплоизоляционного слоя – от 25 до 40 мм. При желании можно взять любой материал с аналогичными характеристиками.
3. Монтируя теплый пол на первом этаже здания с неотапливаемым подвалом в качестве теплоизоляции можно использовать керамзит, накрытый сверху пенополистиролом. Также можно воспользоваться специальным утеплителем для теплого пола, в котором имеются выемки, предназначенные для укладки труб отопительной системы.

В любом случае, после укладки теплоизоляционного слоя нужно смонтировать арматурную сетку. Данный элемент предназначен для фиксации стяжки – т.е. на сетке в дальнейшем будет держаться вся конструкция. К сетке при помощи стяжки крепятся трубы теплого пола. Если установить сетку невозможно, то можно воспользоваться специальными крепежными полосами.

Как подготовить основание

Когда проводится работа по подготовке основания, то первое, что следует сделать — убрать старую стяжку. После этого необходимо провести работу по выравниванию пола строго горизонтально. Нужно исключить возникновение на поверхности перепадов высот более 1 см. После этого на горизонтальную поверхность необходимо уложить слой гидроизоляционного материала. Для этого по всему периметру помещения следует закрепить специальную ленту. Она исключит расширение пола при температурных нагрузках. Если система обогрева будет иметь несколько контуров, то её укладку необходимо производить не только по периметру помещения, но и между всеми контурами. После этого нужно провести работу по теплоизоляции пола качественным теплоизолятором во избежание теплопотерь.

Как устроена система теплого пола

Привычные радиаторы, в недавнем времени являющиеся единственно возможными установками для отдачи тепла в доме, постепенно вытесняются теплыми полами и потолками. Они могут работать за счет электричества и за счет горячей воды. Второй вариант считается более практичным и, при желании, водяной теплый пол можно сконструировать своими руками. В отопительной системе водяного пола нет ничего сложного. В его схему входят несколько элементов:

Водонагревательный котел. Он должен достаточно хорошо нагревать воду, распределяющуюся по всем трубам и еще иметь некоторый запас мощности. Если это выражать в цифрах, то дополнительная производительность должна равняться 15-20% от суммарной мощности теплых полов.

Водяной теплый пол

• Трубы, которые могут быть полипропиленовыми, а могут изготавливаться из специального сшитого полиэтилена, для разводки воды и трубы для выкладывания поверхности пола. Диаметр этих труб должен быть не менее 16-20 мм, а также они должны выдерживать температуру до 95°C и давление в 10 Бар.
• Коллектор — разветвитель с отводами. Это необходимый элемент к которому подключаются несколько контуров от центральной линии подачи теплой и обратного забора уже охлажденной воды.

Распределитель из металлических фитингов

Если вместо полипропилена использовать металлические фитинги, то удастся немного уменьшить размеры конструкции и обойтись без паяльника. Но здесь вас поджидает другой подводный камень в виде дешевых тонкостенных тройников, за которые страшно браться трубным ключом – некачественный материал может треснуть. Если же покупать добротные фитинги, то общая цена изделия приблизится к заводскому коллектору, хотя экономия все равно останется.

Для изготовления необходимо выбрать тройники внутренняя / наружная резьба из хорошей латуни, показанные на фото, и шаровые краны с невысоким штоком и рукояткой типа «бабочка». На вторую часть гребенки пойдут все те же радиаторные вентили. Технология сборки проста: пакуйте резьбу льном или нитью и скручивайте фитинги между собой, а дальше устанавливайте краны и прочие детали.

Поставить расходомеры на гребенку из латунных фитингов – сложный вопрос. Тогда подающую линию придется собирать из крестовин и ставить специальные переходники для ротаметров. Некоторые из них тоже сделаны под евроконус, так что адаптер придется вытачивать. Проще отбалансировать систему без расходомеров.

Как видно на фото, ротаметр здесь поставить некуда

Принципы организации

Чтобы понимать, что вам необходимо для того чтобы сделать водяной теплый пол своими руками, нужно разобраться в том, из чего состоит система и как она работает.

Регулировка температуры теплоносителя

Для того, чтобы ногам на полу было комфортно, температура теплоносителя не должна превышать 40-45°C. Тогда пол прогревается до комфортных значений — порядка 28°C. Большая часть отопительного оборудования выдавать такую температуру не может: минимум 60-65°C.

Исключение — конденсационные газовые котлы. Они показывают максимальную эффективность именно при малых температурах. С их выхода подавать нагретый теплоноситель можно напрямую в трубы теплого пола.

При использовании котла любого другого типа необходим узел подмеса. В нем к горячей воде от котла добавляется остывший теплоноситель из обратного трубопровода. Состав этого уза вы видите на схеме подключения теплого пола к котлу.

Схема устройства водяного теплого пола

Принцип работы следующий. Нагретый теплоноситель поступает от котла. Он попадает на термостатический клапан, который при превышении порогового значения температуры, открывает подмес воды из обратного трубопровода.

На фото перед циркуляционным насосом есть перемычка. В ней устанавливают двухходовой или трехходовой клапан. Открывая его и подмешивают остывший теплоноситель.

Смешанный поток через циркуляционный насос попадает на термостат, который руководит работой термостатического клапана. При достижении заданной температуры подача из обратки прекращается, при превышении снова открывается. Так происходит регулировка температуры теплоносителя водяного теплого пола.

Распределение по контурам

Далее теплоноситель попадает на распределительную гребенку. Если водяной теплый пол сделан в одном небольшом помещении (ванной, например), в котором уложена всего одна петля из труб, этого узла может и не быть. Если петель несколько, то между ними необходимо каким-то образом распределять теплоноситель, а потом его каким-то образом собрать и отправить в обратный трубопровод.

Эту задачу и выполняет распределительная гребенка или, как еще называют, коллектор теплого пола. По сути это две трубы — на подаче и обратке, к которым подключены входы и выходы всех контуров теплого пола. Это самый простой вариант.

Смесительный узел теплого пола с возможностью автоматического поддержания температуры

Если теплый пол сделан в нескольких помещениях, то лучше ставить коллектор с возможностью регулировки температуры.

Во-первых, в разных помещениях требуется разная температура: кто-то предпочитает в спальне +18°C, кому-то необходимо +25°C. Во-вторых, чаще всего, контуры имеют разную длину, и передать могут разное количество тепла. В-третьих, есть помещения «внутренние» — у которых на улицу выходит одна стена, а есть угловые — с двумя или даже тремя наружными стенами.

Естественно, количество тепла в них должно быть разным. Обеспечивают это гребенки с термостатами. Оборудование недешевое, схема сложнее, но такая установка позволяет поддерживать заданную температуру в помещении.

Терморегуляторы есть разные. Одни контролируют температуру воздуха в помещении, вторые — температуру пола.

Тип выбираете сами. Независимо от этого, они управляют сервомоторами, установленными на гребенке подачи. Сервомоторы в зависимости от команды увеличивают или уменьшают проходное сечение, регулируя интенсивность потока теплоносителя.

Теоретически (и практически бывает) может возникнуть ситуации, когда подача на все контуры окажется перекрытой.

В таком случае циркуляция прекратится, котел может закипеть и выйти из строя. Чтобы этого не случилось, обязательно делают байпас, через который проходит часть теплоносителя. При таком построении системы котел в безопасности.

Устройство и принцип работы коллектора

Коллектор или как его еще называют, гребенка, входит в комплект смесительного узла. Без этого устройства трудно представить нормально функционирующий теплый пол. Без этого устройства теряется весь смысл отопления посредством подогрева полов. Являясь важнейшим элементом смесительного узла, коллектор обеспечивает смешение разных по температуре водяных поток и их последующее распределение по отопительным трубам водяного контура. По сути, прибор состоит из двух схожих частей, одна часть является подающей, тогда как другая является собирающей. Отсюда и название, которое бытует среди специалистов, распределительная гребенка.

Конструктивно и внешне обе части практически ничем не отличаются. В основе устройства лежит трубка большого диаметра, оснащенная боковыми ответвлениями (отверстиями) с резьбой. Число отверстий соответствует количеству водяных контуров, подключаемых к оборудованию. Говоря простым языком гребенка – это тройники с одинаковыми параметрами, скрученные между собой. Поэтому, для тех, кто имеет хоть какое-то представление о сантехнике, сделать самодельный коллектор не составит труба.

Имея представление о том, что такое коллектор и каковые его главные задачи, можно заняться планирование собственной системы отопления. Для того, что бы делать распределитель, вам нужно заранее знать, какой площади будет отапливаемое помещение, и каковы ваши потребности в обогреве. Поэтому решите для себя следующие вопросы:

• сколько будет у вас отопительных контуров;
• какого типа будет основной источник нагрева воды (речь идет или о системе ЦО и ГВС, либо об автономном котле);
• какими дополнительными приборами и устройствами будет оснащаться система отопления (насос, термодатчики, манометры).

*Существует масса технологических нюансов, на которые вам следует обратить внимание, прежде чем начнете сборку своего прибора. К примеру, газовые или электрические нагревательные приборы к коллекторам подключаются снизу или сверху

При установке в системе циркуляционного насоса, подключение будет только в торцевой части гребенки

К примеру, газовые или электрические нагревательные приборы к коллекторам подключаются снизу или сверху. При установке в системе циркуляционного насоса, подключение будет только в торцевой части гребенки.

В случаях, когда вы используете в качестве нагревательного прибора бойлер косвенного нагрева, твердотопливные котлы, коллектор можно подключать только с торца.

Если вы хотите использовать для работы теплых полов воду из центральной системы отопления, подключаться ваш коллектор должен сверху или снизу. На рисунке-схеме показан вариант подключения коллектора к стояку систему ЦО.

Если вам не трудно, перенесите схему конструкции и положение распределительных гребенок на бумагу. Заодно можно указать размерные параметры, на которые можно опираться уже в процессе работы. Здесь уместно сказать, что расстояние между отдельными патрубками подачи и обратки должно быть не менее 10 см и не более 20 см. Использовать эти же размеры можно и при расстоянии между отдельными узлами, гребенкой сбора и распределителем.

После составления эскиза станет ясно, сколько и чего вам потребуется для дальнейшей работы по изготовлению самодельного распределительного устройства.

Выбираем место для установки коллектора ТП

Очень важно определить оптимальное место, где будет осуществляться монтаж коллектора теплого пола. Желательно, чтобы он находился в геометрическом центре постройки на равной удалённости от основных потребляющих контуров и котла отопления

Конечно, на практике точного расстояния от гребенки до нагревающих петель выдержать не получится. Да и сами петли редко имеют одинаковую протяженность, что приводит к дисбалансу в их гидросопротивлениях. В результате теплоноситель будет стремиться циркулировать в короткой ветке, а длинные могут оказать в режиме нехватки его расхода. И хотя данная проблема устраняется установкой ротаметров либо регулируемых вентилей, все же следует стремиться к достижению симметричности в прокладке трубопроводов.

При выборе места для размещения коллектора для тёплого пола в типовых квартирах или небольших коттеджах приходится учитывать особенности их планировки. Так как коллекторный шкаф отличается не самыми маленькими габаритами, то в условиях ограниченной жилой площади его обычно располагают в кладовке или в стенной технологической нише. Однако, если дом побольше и в нем уже имеется обособленная бойлерная, то распределительные гребенки со всей обвязкой помещают непосредственно возле котла отопления. В больших домах на два-три этажа еще проще выдержать геометрический монтажный центр. В них установка коллектора может осуществляться в подлестничном пространстве.

Коллекторный шкаф

Его наличие в комплекте оборудования совсем не отражается на функционировании системы водяного теплого пола. Однако коллекторный (монтажный) шкаф отвечает за эстетическую составляющую восприятия тепловой установки, а также за сохранность её узлов и их настроек. Он защищает элементы управления системы, некоторые из которых являются довольно чувствительными к внешним механическим воздействиям. Порой и сам материал, к примеру, полипропиленовый коллектор, несмотря на всю его надежность, может быть повреждён. Учитывая эти факторы, рекомендуется выбирать ящики с закрывающимися дверками.

Высота крепления монтажного шкафа подбирается исходя из местных условий и пожеланий хозяина объекта. Строго она не регламентируется нормативными документами

При этом следует принять во внимание, что размещение гребенок ниже, чем в 50 см от уровня пола нежелательно. Рекомендация обусловлена практическим удобством подвода труб для присоединения и закрепления на коллекторе

Оптимальная же высота крепления шкаф составляет порядка 1 м.

Смесительный узел для теплого пола своими руками: назначение и устройство

Если кто-то вам скажет, что смесительный узел теплого пола – это всего лишь распределительный коллектор, который разделяет потоки теплоносителя на группы (так сказать, поставляет его в различные участки теплого пола), смело можете обвинять его в некомпетентности в данном вопросе. На самом деле то, о чем они говорят (распределительной гребенке или коллекторе), является всего-навсего только частью смесительного узла, включающего еще массу различного оборудования, которое служит не только для управления работой теплого пола, но и для оптимизации этой самой работы. В общем, система эта сложная, и с ее устройством следует разобраться подробнее – чем мы с вами и займемся дальше. И начнем с того самого коллектора, который большинство начинающих сантехников путают со смесительным узлом теплого пола.

1. Коллектор или распределительная гребенка – без нее само существование насосно-смесительного узла для теплого пола можно ставить под сомнение. Именно этот элемент узла в полной мере отвечает за равномерное распределение теплоносителя по всем отдельно взятым частям системы. В смесительном узле устанавливается два таких коллектора – один подающий, а второй собирающий, так что название «распределительная гребенка» в некотором роде не совсем правильное. Распределительная – это та, которая устанавливается на подаче теплоносителя к теплому полу, а собирающая – та, которая монтируется на обратном трубопроводе. Внешне и конструктивно они схожи друг с другом и представляют собой трубку большого диаметра, сбоку которой имеются резьбовые ответвления. Чтобы было более понятно, скажу так – скрученные воедино пять, шесть и более тройников одного типа и одного диаметра. Вот вам и первая наметка по поводу решения вопроса, как сделать смесительный узел для контура теплого пола?

2. Гидрострелка, которая, по сути, и является самым что ни на есть настоящим смесителем для теплого пола – именно она смешивает свежий теплоноситель с уже «отработанным», восстанавливает его температуру до исходного значения и снова отправляет в распределительный коллектор, который, в свою очередь, подает его в каждую отдельно взятую ветку водяного теплого пола. Устанавливается гидрострелка в самом начале смесительного узла – она представляет собой патрубок, соединяющий подачу и обратку системы отопления. Точно такая же стрелка монтируется после котлов, перед распределительными гребенками в топочной – естественно, разница между ними заключается в размерах и способности прогонять через себя тот или иной объем теплоносителя.
3. Трехходовой кран. Его назначение сводится к отладке процесса смешения теплоносителя в гидрострелке – он устанавливается внизу патрубка, соединяющего подачу и обратку. Одновременно он выполняет функцию тройника. Именно по этой причине, если говорить о заводской гидрострелке для теплого пола, то она изготавливается уже в комплекте с трехходовым краном. Изменяя положение этого крана, добиваются эффективной работы теплого пола, а в частности эффективного повторного использования «отработанного» теплоносителя.
4. Насос. Без него также не обойтись – именно он заставляет теплоноситель быстро перемещаться по всем трубопроводам и эффективно прогревать их. Монтируется он на обратный трубопровод, между гидрострелкой и собирающим коллектором.

5. По аналогии с ним на подаче, между гидрострелкой и распределительной гребенкой, устанавливается термореле – оно необходимо только в случае изготовления автоматического смесительного узла. Если говорить о ручном варианте управления, то от него можно отказаться полностью.

6. Запорная арматура – монтаж смесительного узла теплого пола предусматривает использование двух видов запорной арматуры – это обычные шаровые краны, которые монтируются до смесительного узла (в их задачи входит отсекать узел целиком от системы отопления) и регулирующие краны, посредством которых производится отладка работоспособности системы.
7. Автоматы для сброса воздуха – как правило, монтируются в конце коллекторов. В ручном варианте они могут быть заменены обычными шаровыми кранами или кранами Маевского.

Вот так выглядит со стороны схема смесительного узла теплого пола – по крайней мере, ее профессиональный вариант. Если говорить об изготовлении такого узла своими руками, то, естественно, она может быть упрощена по максимуму. О том, как устроен и работает самодельный смесительный узел для теплого пола, мы и поговорим дальше.

Смесительные клапаны

С учетом необходимого эффекта есть различные способы подключения. Каждый из них в обязательном порядке подразумевает установку смесительных клапанов. Эти приборы необходимы для соединения горячей и холодной воды. Последняя подается из контура отопления, первая — из котла. Регулировать систему можно автоматически либо вручную, что требует дополнительной установки управляющего сервопривода. Бывает два типа смесительных клапанов.

Двухходовый сервопривод

Этот сервопривод также называется питающим. Его основное отличие от обычных вентилей состоит в возможности проводить воду только в одном направлении. При неверном обратном монтаже клапана он начинает неправильно функционировать и быстро выходит из строя.

“Питающий” – проводит воду только в одно направление

В качестве запорной части для него используется шар или специальный шток. Регулировка производится либо разворотом шара, либо перемещением штока. Для проведения этих манипуляций применяются электроприводы.

Самый популярный способ — термостатическая головка, оборудованная водяным датчиком, который производит регулярный контроль за температурой теплового носителя. С учетом полученных данных головка включает или отключает клапан. Так, из обратки теплоноситель подается регулярно, а из котла — только по мере надобности.

Принцип работы устройства объясняет основное преимущество коллектора, который оборудован питающим клапаном. Полы с этим оборудованием не перегреваются, это значительно увеличивает их время службы. Невысокая пропускная возможность клапана создает плавную регулировку температуры теплоносителя, значительные скачки в этом случае исключаются.

Питающие клапаны характеризуются легкостью в монтаже и последующей эксплуатации. Они довольно часто находятся в схеме самодельных коллекторов для теплого пола, но имеют некоторые ограничения в применении. Двухходовые устройства не советуют ставить в системах, которые работают в помещениях размером более 250 квадратных метров.

Трехходовые системы

Трехходовые элементы устроены по-другому. Это оборудование объединяет в себе работу перепускного подающего клапана и байпасного вентиля. Клапан состоит из корпуса с одним подающим и двумя выводными отверстиями. Для регулирования применяется или вращающийся шар, или специальный шток.

Особенность этого типа устройства состоит в том, что регулировочная часть перекрывает поток полностью, а распределяет поступающую воду, перемешивая ее. Температура корректируется автоматически, для этого клапан имеет приводную систему, принимающую сигналы с разных датчиков.

Подобные клапаны имеют сервоприводы

Как правило, трехходовые клапаны оборудуются сервоприводами, которые управляются термостатическими датчиками или погодозависимыми контроллерами. Сервопривод активирует запорный механизм, устанавливающийся в требуемое положение для получения необходимого показателя нагретого теплоносителя и обратки.

Погодозависимые контроллеры требуются для регулирования мощности системы с учетом погоды. Например, во время сильного похолодания помещение начнет остывать намного быстрей, то есть системе отопления будет гораздо трудней выполнять работу.

Чтобы облегчить задачу, нужно повысить затраты теплового носителя и увеличить температуру. К основным недостаткам трехходовых элементов относится значительная пропускная возможность. При этих условиях даже незначительное смещение в регулировке может привести к резкому изменению температуры воды.

Трехходовые элементы применяются для коллекторов, установленных в помещениях размером более 250 кв. м и систем с большим количеством контуров. Более того, они используются для конструкций, которые оборудованы погодозависимыми датчиками, определяющими требуемую температуру пола учитывая атмосферные условия.