Смесительный узел для теплого пола своими руками
     

Смесительный узел для теплого пола своими руками

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

Смесительный узел для теплого пола своими руками

Смесительный узел для теплого пола своими руками

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

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

Общие понятия о смесительном узле «теплого пола»

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

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

 Температурные режимы в «классической» системе отопления и в системе «теплого пола» - очень сильно отличаются

Температурные режимы в «классической» системе отопления и в системе «теплого пола» — очень сильно отличаются

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

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

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

  • Если принять в расчет площадь активного теплообмена (практически вся поверхность пола в помещении), и присовокупить сюда еще и весьма внушительную теплоёмкость стяжки, в которую заключены трубы «теплого пола», то очевидно, что для достижения в комнате камфорной температуры большого нагрева и не требуется.
  • Порог комфортного восприятия нагрева поверхности пола босой ногой тоже ограничен – обычно для этого достаточно температуры до 30 °С. Согласитесь, будет не особо приятно, если снизу начнет «припекать».
Баланс нормальной температуры человеческого тела и нагрева поверхности пола заставляет ограничиваться порогом максимум в 30 градусов, иначе ощущения комфортности просто теряются.

Баланс нормальной температуры человеческого тела и нагрева поверхности пола заставляет ограничиваться порогом максимум в 30 градусов, иначе ощущения комфортности просто теряются.

  • Подавляющее большинство финишных напольных покрытий, применяемых в жилых комнатах, не рассчитано на сильный нагрев. Превышение температуры выше оптимальной приводит к деформациям, к появлению щелей между отдельными деталями, к выходу из строя замковых соединений, к образованию волн или «горбов» и другим негативным последствиям.
Перегрев поверхности пола может привести к значительным деформациям покрытия и даже к состоянию полной его непригодности

Перегрев поверхности пола может привести к значительным деформациям покрытия и даже к состоянию полной его непригодности

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

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

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

Принцип работы смесительного узла

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

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

Принцип качественно регулировки температуры воды очень наглядно демонстрирует обычный кухонный смеситель

Принцип качественно регулировки температуры воды очень наглядно демонстрирует обычный кухонный смеситель

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

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

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

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

Не имея базового представления о работе смесительных узлов разобраться в их устройстве – не так просто

Не имея базового представления о работе смесительных узлов разобраться в их устройстве – не так просто

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

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

Схемы насосно-смесительных узлов и принципы их действия

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

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

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

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

Соответствующими утолщенными стрелками с изменяемыми оттенками показаны направления потоков теплоносителя.

СХЕМА №1

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

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

Одна из самых простых схем насосно-смесительного узла с последовательным расположением циркуляционного насоса

Одна из самых простых схем насосно-смесительного узла с последовательным расположением циркуляционного насоса

Давайте подробно пройдемся по деталям и устройствам, составляющим схему:

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

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

— «а.2» – выход в трубу «обратки»;

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

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

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

Нормальное положение шарового крана – только «открыто» или «закрыто». В процессе регулировки системы он никакого участия не принимает

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

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

  • «в» — фильтр механической очистки теплоносителя (его часто называют еще «косым фильтром»).
«Косой фильтр» в разрезе – убережет клапанную систему насосно-смесительного узла и коллектора от засорения или преждевременного износа

«Косой фильтр» в разрезе – убережет клапанную систему насосно-смесительного узла и коллектора от засорения или преждевременного износа

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

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

  • «г» – приборы для визуального контроля температуры теплоносителя (термометры).
Различные типы термометров, применяемых в системах отопления

Различные типы термометров, применяемых в системах отопления

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

На схеме показан вариант с использованием трех термометров:

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

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

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

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

  • «д» – основной управляющий элемент смесительного узла данной конструкции – термостатический клапан. Это точно такой же клапан, что обычно монтируется на батареях отопления.
В данной схеме применен термоклапан, предназначенный для радиаторов отопления. Лучше приобретать модели, рассчитанные на однотрубную систему

В данной схеме применен термоклапан, предназначенный для радиаторов отопления. Лучше приобретать модели, рассчитанные на однотрубную систему

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

Направление тока теплоносителя указано на корпусе клапана стрелкой.

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

Термоголовка с выносным датчиком температуры

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

Как устроены и как действуют терморегуляторы для радиаторов отопления?

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

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

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

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

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

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

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

Блок-кран поможет точно отбалансировать работу насосно-смесительного узла

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

  • «л» – циркуляционный насос, обеспечивающий перемещение теплоносителя по контурам «теплого пола».
Смесительный узел чаще всего оснащается собственным насосом, который обеспечит циркуляцию теплоносителя в подключенных контурах «теплого пола»

Смесительный узел чаще всего оснащается собственным насосом, который обеспечит циркуляцию теплоносителя в подключенных контурах «теплого пола»

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

Циркуляционные насосы – устройство, принцип действия, выбор оптимальной модели

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

  • «м» – сантехнический обратный клапан. Это всем знакомая деталь, которая пропускает поток жидкости только в заданном направлении.
Необязательный, но все же рекомендуемый элемент смесительного узла – обратный клапан.

Необязательный, но все же рекомендуемый элемент смесительного узла – обратный клапан.

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

Теперь перейдем к рассмотрению принципа действия этой схемы.

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

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

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

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

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

СХЕМА №2

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

Схема, аналогичная первой, но со своими особенностями

Схема, аналогичная первой, но со своими особенностями

Итак, смотрим на особенности конструкции:

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

Трехходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком температуры

Трехходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком температуры

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

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

Пример смесительного термоклапана: стрелки показывают поступление потоков «А» и «В» и направление выхода смешанного потока «АВ»

Пример смесительного термоклапана: стрелки показывают поступление потоков «А» и «В» и направление выхода смешанного потока «АВ»

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

Стрелки явно указывают, что это трёхходовой термоклапан разделительного типа, и устанавливаться он может только в нижней точке байпаса

Стрелки явно указывают, что это трёхходовой термоклапан разделительного типа, и устанавливаться он может только в нижней точке байпаса

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

Термоклапан трехходовой смесительный со встроенным термодатчиком и собственной шкалой регулировки

Термоклапан трехходовой смесительный со встроенным термодатчиком и собственной шкалой регулировки

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

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

СХЕМА №3

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

Использование трехходового термоклапана, смешивающего встречные потоки, позволяет сделать схему более компактной

Использование трехходового термоклапана, смешивающего встречные потоки, позволяет сделать схему более компактной

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

Термоклапан для микширования сходящихся потоков теплоносителя. Цветными точками ясно показаны входы подачи и обратки

Термоклапан для микширования сходящихся потоков теплоносителя. Цветными точками ясно показаны входы подачи и обратки

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

СХЕМА №4

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

Схема смесительного узла с обычным термоклапаном и с параллельным подключением циркуляционного насоса

Схема смесительного узла с обычным термоклапаном и с параллельным подключением циркуляционного насоса

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

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

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

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

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

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

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

СХЕМА №5

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

Схема смесительного узла с параллельным расположением насоса и с трехходовым термостатическим краном, работающим со встречными потоками

Схема смесительного узла с параллельным расположением насоса и с трехходовым термостатическим краном, работающим со встречными потоками

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

Как определиться с основными параметрами смесительного узла?

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

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

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

Определение требуемой производительности насосно-смесительного узла

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

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

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла

 
Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать требуемую минимальную производительность "
1094543
.

ПЛОЩАДЬ ПОМЕЩЕНИЙ, КОТОРЫЕ ПОДКЛЮЧЕНЫ К СМЕСИТЕЛЬНОМУ УЗЛУ ТЕПЛОГО ПОЛА
Площадь помещений, в которых теплый пол - основной источник обогрева, м²
Площадь помещений, где теплый пол играет вспомогательную роль, м²
terr
.

ТЕМПЕРАТУРА В ПОДАЮЩЕМ И ОБРАТНОМ КОЛЛЕКТОРЕ ТЕПЛОГО ПОЛА
Температура в подающем коллекторе, ºС
Температура в обратном коллекторе, ºС
В качестве теплоносителя используется:

Пояснения по выполнению расчетов

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

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

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

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

Какой минимальный напор должен создавать циркуляционный насос смесительного узла?

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

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

Калькулятор определения минимально необходимого напора циркуляционного насоса

 
Введите запрашиваемые данные и нажмите "Рассчитать требуемый минимальный напор насоса"
Длина самого протяженного контура, подключенного к коллектору, м 032b2cc936860b03048302d991c3498f
Внутренней диаметр трубы контура теплого пола

Пояснения по проведению расчетов

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

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

  • Итоговое значение будет показано в нескольких единицах измерения: Паскалях, метрах и дециметрах водяного столба. Это сделано из тех соображений, что в паспортах насосов разных производителей могут применяться и различные единицы.
Для примера – диаграмма гидравлических характеристик циркуляционного насоса «Sprut LRS 15-6S-130»

Для примера – диаграмма гидравлических характеристик циркуляционного насоса «Sprut LRS 15-6S-130»

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

Монтаж смесительного узла своими руками

Следует правильно понимать, что единой технологии сборки смесительного узла нет, да и не может быть. Тот, кто разбирается в приемах сантехнического монтажа, понимает, о чем идет речь, и ему достаточно принципиальной схемы, чтобы подобрать нужные комплектующие и с ними произвести самостоятельную сборку. Тем более что нет и единства подходов к этому делу. Так, одним мастерам больше нравится заниматься с металлом, используя резьбовые соединения. Другие – являются «апологетами» металлопластика, и всёе стараются выполнить именно с его использованием. У третьих имеется сварочный аппарат для полипропилена, и они считают, что дешевле всего будет собрать узел преимущественно из таких деталей. Так что оценивайте свои способности и финансовые возможности и выбирайте технологию монтажа самостоятельно.

Если же опыта нет никакого, то считать сборку смесительного узла «полигоном» для наработки навыков – все же не следует. Лучше для начала потренироваться на более простых соединениях.

В представленном ниже примере мастер применяет металлические комплектующие, и что характерно – широко использует сопряжения деталей накидными гайками-«американками», то есть обходится практически без «запаковки» соединений – достаточно применения прокладок. Безусловно, очень удобный подход, правда, не особо дешевый. Но зато, наряду с надежностью соединений, обеспечивается возможность демонтажа любого элемента создаваемого узла, например, для его замены.

Если же попроще да подешевле – то же самое можно сделать и с обычными резьбовыми соединениями, «запаковывая» на паклю с герметизирующей пастой, на фум-ленту или на другой современный уплотнитель – благо, недостатка в подобных материалах в наше время нет.

ИллюстрацияКраткое описание выполняемой операции
На рабочем столе начинают выкладывать требуемые комплектующие для сборки узла, необходимые инструменты для проведения монтажа.
Показанный пример в полной мере соответствует схеме №2, рассмотренной выше, только вместо трехходового клапана со съемной термоголовкой применен аналогичный, с микшированием потоков, но со встроенным термодатчиком.
Модель —«ESBE VTA572», специально предназначенная для работы в системе «теплых полов».
На это, кстати, обязательно обращается внимание при выборе изделия.
В данном случае на упаковке однозначно показано, что трехходовый кран — именно для «теплого пола».
Как видно по наличию других пиктограмм, могут быть и иные варианты.
Вот и сам кран, так сказать, вживую.
Очень хорошо видны цветные стрелки, показывающие направление потоков горячего и охлажденного теплоносителя.
Сверху в пластиковом корпусе размещен термодатчик, имеется регулятор со шкалой для выставления точного значения температуры. 
Градация у этого прибора — с точностью до градуса в диапазоне от 20 до 43 градусов, то есть именно для систем «теплого пола».
Готовится к установке следующий важнейший элемент системы - циркуляционный насос.
В данном случае использована модель одного из самых авторитетных брендов "Wilo».
Вполне возможно, что с насосом необходимо будет провести определенные подготовительные операции. Дело в том, что существуют определённые правила его установки, и игнорировать их — не допускается.
Мало того что направление потока должно соответствовать компоновке смесительного узла. Подобные насосы с так называемым мокрым ротором должны располагаться таким образом, чтобы ось вращения ротора заняла исключительно горизонтальное положение.  И еще одно условие — блок коммутации и управления не должен оказаться ниже привода насоса. 
Значит, вначале необходимо провести «примерку». Если хоть какое-то из условий не соблюдается, придется внести в компоновку самого насоса некоторые поправки, а именно — развернуть положение блока привода относительно рабочей камеры на 180 градусов. 
Это совсем несложно. Привод крепится к нижней части с «улиткой» с помощью винтов — в данном случае под внутренний шестигранник.  Специальным ключом эти винты выкручиваются. 
На большинстве моделей насосов таких винтов — четыре.
Так как насос совершенно новый, соединения еще не закислены, выкручивание винтов не должно вызвать сложностей.
Винты сняты, и можно, не разъединяя полностью  «половинки» насоса, просто аккуратно провернуть верхнюю часть относительно нижней на пол-оборота. После этого останется аккуратно совместить отверстия под винты и произвести обратную затяжку крепежа, плотно, чтобы обеспечивалась надежная герметизация прибора. 
С насосом пока закончили — его можно временно убрать, чтобы он не мешал началу монтажных работ.
В точности, как на показанной выше схеме №2, в рассматриваемом узле будет стоять три термометра: труба подачи перед смесителем, труба выхода на коллектор (после насоса), и труба возврата из коллектора (до байпаса).
Применяются стрелочные термометры с зондами, для установки которых потребуются тройники (приборы будут вкручиваться в их центральный патрубок).
Чтобы добиться корректности показаний всех трех термометров, желательно провести их сверку с эталонным, показания которого не вызывают сомнений (это может быть любой, например, спиртовой или ртутный прибор — главное, чтобы он был точным).
Достаточно выложить все термометры на столе, и дать им время «стабилизироваться», порядка 10 минут.
После этого можно сверить показания. Если отмечены определённые отклонения от эталонного прибора, есть возможность внести корректировку.
В торцевой части зонда (если снять с него защитный колпачок) обычно имеется калибровочный винт под тонкую отвертку. Слегка поворачивая его, стрелку выставляют на точное значение температуры.
После этого ставят на место защитные колпачки, и термометры можно также считать готовыми к монтажу.
Можно переходить к сборке узла.
В данном случае мастер начал с участка от входа подачи до термостатического клапана, то есть, по сути, по ходу движения теплоносителя.
Первым идет запорный шаровой кран, оснащенный «американкой». 
К штуцеру «американки» присоединяется тройник под термометр.
Противоположный выход тройника скручивается с патрубком смесительного клапана.
Важно: не забывайте про стрелки направления потоков — здесь должен быть вход горячей воды.
Вот какой узел входа пока что получился после сборки.
В центральное гнездо тройника установлен термометр.
В данном примере мастер предпочел ориентировать и термометры, и «барашки» шаровых кранов по направлению к фронту, но в каждом конкретном случае это положение выбирается из соображений удобства пользования и осуществления визуального контроля за показаниями приборов. На их функциональность и точность положение относительно оси трубопровода — никак не влияет.
Устанавливается перемычка-байпас.
Для этого к нижнему входу термостатического клапана накручивается патрубок с идущей с ним в комплекте  накидной гайкой-«американкой».
Такая мера  позволит без труда отсоединить верхнюю половину смесительного узла от нижней, если потребуется его разборка, например, для снятия вышедшего из строя или требующего профилактики термоклапана.
Снизу к штуцеру с накидной гайкой прикручивается тройник.
Его выходы задают направление потоков: справа — из обратного коллектора «теплого пола», слева — в сторону общей «обратки» системы отопления.
Так что можно переходить к сборке этих участков.
Слева участок вообще несложный — он, по сути, включает только запорный шаровой кран, который соединяется с тройником через штуцер с «американкой».
Обратный клапан решено не ставить — его необходимость все же неочевидна, и вероятность нештатной ситуации из-за его отсутствия — ничтожно мала.
Но если он и нужен, то поставить его между тройником и краном — тоже невелика сложность.
На противоположном от тройника участке уже не обойтись без термометра, то есть монтируется тройник для его установки. 
Вот этот участок — с уже установленным термометром.
Переходим к сборке верхней правой  «ветки», от клапана через насос на подающий коллектор.
Ее дальний участок составят запорный шаровой кран, прямой участок трубы (он нужен для успокоения смешанного потока), тройник для установки термометра и один из штуцеров с «американкой», входящих в комплект циркуляционного насоса.
Участок от насоса до выхода в сборе.
Кстати, не забыть установить запорный кран еще и на нижней «ветке», идущей от обратного коллектора к байпасу.
Второй штуцер с накидной гайкой из комплекта насоса «запаковывается » в правый патрубок клапана, через который будет выходить смешанный поток теплоносителя.
Узел практически готов — осталось лишь поставить на место циркуляционный насос.
Это сделать несложно.
В накидную гайку укладывается штатная прокладка. Затем гайка накручивается на входной патрубок насоса, но пока не обжимается. 
Перед установкой нелишним станет еще раз убедиться в том, что направление потока, создаваемое насосом и показанное стрелкой на его корпусе, соответствует схеме — от термостатического клапана в сторону подающего коллектора «теплого пола».
Со стороны входа, то есть от темоклапана, насос наживлен.
Точно такая же операция проводится и на выходе из насоса: установка прокладки и наживление гайки-«американки».
По сути — основная сборка на этом закончена.
Насосу придаётся правильное положение (об этом говорилось выше), и накидные гайки затягиваются.
Производится окончательная обтяжка всех разъемных соединений.
После этого можно переходить к установке собранного узла в намеченном для него месте и его подключение к трубам отопительного контура и к коллекторам теплого пола.
В целях экономии места, а иногда и из соображений экономии, нередко отказываются от установки термометров.
На данной иллюстрации показан тот же узел, но со снятыми тройниками и термометрами. 
Стало дешевле и компактнее, но это вовсе не значит, что стало лучше.
Отсутствие контроля за температурой серьезно осложнит не только отладку системы, но и ее безопасную эксплуатацию. На этом экономить бывает — себе дороже.
Ну а если уж место совсем не позволяет, попробуйте хотя бы термометры накладного типа — для них совсем небольшие свободные участки точно найдутся.

И в завершение публикации – еще один наглядный пример самостоятельной сборки несложного смесительного узла для системы «теплого пола». Примечательно то, что мастер комбинирует две технологии монтажа – резьбовые соединения металлических элементов и паянные — из полипропиленовых деталей.

Видео: Простой в исполнении смесительный узел – своими руками.

Комментарии:

Задайте вопрос здесь или на нашем форуме

 

Получай лучшее на почту
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных

Присоединяйтесь к нашему сообществу

И получите ещё больше идей и лайфхаков по ремонту, дизайну и строительству из наших социальных сетей


Уже 400 000 участников с нами, присоединяйтесь и вы!

Подписывайтесь на нас Вконтакте

Пошаговые фотоотчеты по ремонту и строительству