Расчет параметров насоса
В системах отопления устанавливают циркуляционные насосы. Они не создают избыточного давления, а просто проталкивают теплоноситель с определенной скоростью. Так как потребность в тепле меняется в зависимости от погодных условий, то и скорость движения теплоносителя должна меняться. Потому лучше устанавливать регулируемые насосы — трехскоростные.
Перед покупкой следует определиться с двумя основными параметрами: производительностью (расходом) и напором. Если теплоносителем будет выступать вода, рассчитывают производительность насоса по следующей формуле:
Q = 0,86*Pн/(tпр.т — tобр.т)
- Pн — мощность отопительного контура, кВт;
- tобр.т — температура теплоносителя в обратке
- tпр.т — температура подачи.
Разница температур в системах водяного отопления составляет обычно 5оС, мощность контура чаще всего зависит от отапливаемой площади, потому для упрощения побора насоса для водяного теплого пола можно воспользоваться таблицей. Но нужно учесть, что при расчетах брались средние цифры для средней полосы России. Потому, если у вас дом имеет не лучшее утепление, или вы живете значительно севернее или южнее средней полосы, вам придется скорректировать результат (или посчитать самостоятельно). Вообще, этот параметр берут с запасом 15-20% на случай аномальных холодов.
Таблица определения производительности насоса в зависимости от отапливаемой площади
Вторая характеристика, по которой подбирают насос — это напор, который он может создавать. Напор необходим для преодоления гидравлического сопротивления труб, фитингов, других компонентов системы. Сопротивление системы зависит от материала трубы и ее диаметра. Значение гидравлического сопротивления трубы имеется в сопроводительных документах к ним (можно воспользоваться усредненными данными). Также в расчет принимают увеличение сопротивления на вентиле (1,7), на арматуре и фитингах (1,2) и на смесительном узле (необходим при использовании высокотемпературного котла и коэффициент для него 1,3).
H= (П*L + ΣК) /(1000),
- H — напор насоса;
- П — гидравлическое сопротивление погонного метра трубы,
- Па/м; L — длина труб наиболее протяженного контура, м;
- К — коэффициент запаса мощности.
Для расчета требуемого напора в контуре паспортное гидравлическое сопротивление метра трубы умножают на длину контура. Получают значение в кПа (килопаскалях). Переводят это значение в атмосферы (напор насосов измеряется в атмосферах) 100 кПа=0,1 атм. Найденное значение в зависимости от наличия арматуры и вентилей умножают на соответствующие коэффициенты. После всех операций вы нашли рабочую точку насоса.
По графической характеристике выбираете модель
Но расчет насоса для теплого пола еще не окончен. Теперь нужно выбрать модель. Для этого в каталоге понравившегося производителя находите характеристику насоса. Она представлена в виде графика. Подбираете модель так, чтобы найденная рабочая точка находилась в средней трети характеристики. Если устанавливать будете трехскоростной вариант, то подбирайте модель по второй скорости — так обеспечите оптимальный, а не на пределе, режим работы и ваш насос будет служить долго и обеспечит нормальную температуру даже в холодные дни.
Отсутствие испытаний системы отопления
После монтажа тёплых полов нужно провести испытания. В простонародье говорят опрессовку. Это когда в систему отопления закачивают воду или воздух с избыточным давлением и проверяют утечки.
Мы опрессовываем все системы, которые монтируем: отопления, водоснабжения и канализации
Если в систему закачивают воздух, то такую опрессовку называют пневматической, если закачивают жидкость (обычно это вода), то такие испытания называют гидравлическими.
Когда закачивается жидкость, то утечку лучше видно, чем при опрессовке воздухом. Существенный минус появляется зимой, система может размёрзнуться.
У нас были случаи, когда зимой опрессовку утепленной шведской плиты автомобильным компрессором делали
Или воду в отопление закачали весной, а дом не доделали до зимы и воду нужно сливать. Потом кто-то просверлил трубу и промолчал. Вы закончили ремонт, заполняете систему, а она течёт. А плитка или ламинат уже уложены.
Лучше когда система отопления стоит под давлением, и если кто-то просверлит трубу, сразу увидишь на манометре, что упало давление.
Такие ошибки намного проще исправить на этапе строительства, чем когда отделка уже сделана.
Чтобы не повредили трубу водяного тёплого пола при заливке стяжки, создайте в ней удвоенное рабочее давление. Это спасёт трубы от сминания или передавливания.
Строение смесительного узла
Смесительная группа для теплого пола может строиться на основе двухходового и трехходового клапана. Если система отопления смешанная — с радиаторами и теплыми полами, то в узле присутствует еще и циркуляционный насос. Даже если в котле имеется свой циркуляционник, все петли теплого пола «продавить» он не сможет. Потому и ставят второй. А тот, который на котле, работает на радиаторы. В таком случае эту группу иногда называют насосно-смесительным узлом.
Схема на трехходовом клапане
Трехходовой клапан — это устройство, которое смешивает два потока воды. В данном случае — это разогретая вода подачи и более холодная вода с обратного трубопровода.
Принцип работы трехходового клапана
Внутри этого клапана установлен подвижный регулирующий сектор, который регулирует интенсивность потока более холодной воды. Управляться этот сектор может от термореле, ручного или электронного термостата.
Схема смесительного узла на трехходовом клапане проста: к выходам клапана подключается подача горячей воды и обратка, а также выход, который идет к подающей гребенке коллектора для теплого пола
После трехходового клапана устанавливается насос, который «давит» воду в сторону подающей гребенки (направление важно!). Чуть дальше насоса установлен температурный зонд от термоголовки, установленной на трехходовом клапане
Схема смесительной группы для теплого водяного пола на трехходовом клапане
Работает все так:
- От котла поступает горячая вода. В первый момент она пропускается клапаном без подмеса.
- Датчик температуры передает на клапан информацию о том, что вода горячая (температура выше заданной). Трехходовой клапан открывает подмес воды из обратки.
- В таком состоянии система работает до тех пор, пока температура воды не достигнет заданных параметров.
- Трехходовой клапан перекрывает подачу холодной воды.
- В таком состоянии система работает пока вода не станет слишком горячей. Далее снова открывается подмес.
Алгоритм работы несложный и понятный. Но данная схема имеет существенный недостаток — есть возможность того, что при сбоях в контура теплого пола будет подаваться горячая вода напрямую, без подмеса. Так как трубы в теплый пол укладываются в основном из полимеров, при длительном воздействии высоких температур они они могут разрушиться. К сожалению, данный недостаток в этой схеме не устранить.
Обратите внимание, что на схеме выше зеленым цветом нарисована перемычка — байпас. Она нужна для того, чтобы исключить возможность работы котла без расхода
Эта ситуация может возникнуть тогда, когда все запорные вентили на коллекторе для теплого пола будут закрыты. То есть возникнет ситуация, когда расхода теплоносителя не будет совсем. В этом случае, если байпаса в схеме нет, котел может перегреться (даже перегреется наверняка) и сгореть. При наличии байпаса вода с подачи через перемычку (делается трубой, диаметр которой на шаг меньше магистральной) будет подаваться на вход котла. Перегрева не произойдет, все будет работать в штатном режиме до тех пор, пока не появится расход (не понизится температура в одном или нескольких контурах).
Схема на двухходовом клапане
Двухходовой клапан ставится на подаче от котла. На перемычке между подающим и обратным трубопроводом устанавливается балансировочный клапан. Это устройство регулируемое, оно настраивается в зависимости от требуемой температуры подачи (регулируется обычно ключом-шестигранником) . Он определяет количество подаваемой холодной воды.
Двухходовой клапан нужно установить управляемый с датчиком температуры. Как и в предыдущей схеме, датчик ставится после насоса, а насос гонит теплоноситель в сторону гребенки. Только в этом случае изменяется интенсивность подачи горячей воды от котла. Соответственно, меняется температура подаваемой воды на входе насоса (поток холодной настроен и стабилен).
Схема смесительного узла на основе двухходового клапана
Как видите, подмес холодной воды в такой схеме идет всегда, так что в данной схеме попадание воды в контура напрямую от котла невозможно. То есть схему можно назвать более надежной. Но смесительная группа на двухходовом клапане может обеспечить обогрев только 150-200 квадратных метров теплых водяных полов — нет клапанов с большей производительностью.
Особенности монтажа труб
При монтаже труб теплого пола нужно соблюдать ряд правил:
- Трубы теплого пола нужно в первую очередь укладывать вдоль наружной стены. Это правило связано с тем, что через внешние стены здание теряет наибольшее количество тепла.
- Трубы, проходящие в помещение через внешнюю стену, нужно утеплять дополнительно, чтобы свести к минимуму возможные теплопотери.
- Чтобы теплый пол прогревался равномерно, стоит уложить трубы змейкой. Под равномерным прогревом в данном случае предполагается, что часть системы, расположенная возле внешней стены, будет заполнена более горячим теплоносителем.
- Для помещений, в которых нет ни одной внешней стены, вполне подойдет спиральная укладка труб. Направление укладки – от стен к центру помещения. В процессе укладки сначала разворачивается прямая труба с двойным шагом, а в оставшемся зазоре потом прокладывается труба обратки.
Узел подмеса с трехходовым клапаном
Трехходовой вариант совмещает в себе две функции: байпасного балансировочного крана и перепускного питающего клапана. Внутри него перемешиваются потоки холодной обратки и горячего теплоносителя.
Трехходовые устройства нередко оснащают сервоприводами, предназначенными для управления термостатическими приборами и контролерами погоды. В этом случае внутри клапана имеется заслонка, находящаяся в зоне 90 ° между обратным трубопроводом и трубой подачи нагретого теплоносителя от агрегата. Ее можно устанавливать в любом расположении – с уклоном в одну из сторон или посередине в зависимости от требуемого соотношения между горячей водой и обраткой.
Принято считать, что данный вид клапанов незаменим для отопительных систем с большим числом контуров.
Из недостатков этих элементов следует отметить:
- Не исключены случаи, когда в результате сигнала от термостата клапан открывается и впускает теплоноситель, имеющий температуру 95 °С, в контур пола. Такие резкие температурные скачки при эксплуатации системы недопустимы, поскольку от избыточного давления трубопровод может лопнуть.
- Трехходовые клапаны, имеющие значительную пропускную способность, даже в случае минимального сбоя в регулировке устройства могут сильно изменить температуру в контуре.
Чтобы поменять мощность системы нагрева пола в зависимости от погоды используют специальную арматуру – погодозависимый контролер. Например, в случае резкого похолодания, помещение в доме начинает остывать быстрее и нагревательная конструкция не может справляться со своим назначением. Для повышения ее эффективности следует увеличить нагрев теплоносителя и его расход.
Можно задействовать клапаны, управляемые вручную и при изменении погоды каждый раз крутить вентиль. Но недостаток такого метода очевиден: оптимальный режим выставить сложно. Поэтому многие домовладельцы отдают предпочтение клапанам с автоматическим управлением. Контролер вычисляет требуемую температуру и плавно управляет устройством.
Вся зона в 90 градусов разбита на 20 секторов, в каждом из которых 4,5 градуса. Контролер проверяет температурный режим раз в 20 секунд. Когда фактическая величина температуры воды, поступающей в систему, не отвечает расчетной, тогда клапан разворачивается в одну из сторон на 4,5 градуса.
Кроме этого, контролер позволяет сэкономить энергоносители. При отсутствии жильцов он понижает температуру в комнатах до минимально возможной отметки.
Дополнительное оборудование для коллектора
Хороший коллекторный узел состоит не только из трубы и нескольких клапанов, есть определенный набор оборудования, который поможет сделать эксплуатацию теплого пола приятной и функциональной.
Смесительный узел предназначен для снижения температуры теплоносителя до рабочего, благодаря смешиванию воды из обратки с подходящей от котла, а также для циркуляции воды в контурах теплого пола. Состоит такой узел из циркуляционного насоса и трехходового клапана (возможна установка и двухходового клапана). Также возможен монтаж расширительного бака.
Читать также: Установка электрического теплого пола
Принцип действия смесительного узла с трехходовым клапаном:
Горячий теплоноситель поступает на трехходовой клапан, на котором установлен терморегулятор с выносным датчиком температуры, где происходит смешивание с остывшей водой из контуров теплого пола Затем смешанная вода насосом подается обратно в систему теплого пола. Выносной датчик температуры устанавливается после насоса и регулирует зазор открытия клапана для поддержания заданной температуры. На обратный контур теплого пола обязательно устанавливается обратный клапан, он ограничивает протекание горячей воды к выходу обратки контуров. Также возможна установка байпаса между подающим и обратным контурами, это труба меньшего диаметра, она служит на случай закрытия всех контуров, тогда насос будет гонять воду через него. В видеоролике Вы можете более подробно изучить принцип работы смесительного узла, также в нем рассказывается о принципе работы системы теплый пол.
Термостаты служат для регулировки комнатной температуры. Устанавливаются, при необходимости, в каждой комнате и регулируют величину открытия и закрытия сервоприводов. бывают как механические, так и электронные, для жилых помещений стоит отдать предпочтение электронным вариантам, так как у них погрешность включения-выключения гораздо меньше механических.
Есть многопозиционные термостаты, к ним возможно подключать ещё и датчик температуры самого пола, если он установлен, а также они могут замерять влажность воздуха в комнате.
Термостатические головки, устанавливаются на трехходовых клапанах, регулируют смешивание теплоносителя. Для теплого пола используют головки с выносным датчиком температуры, выполненным в виде стеклянной трубки или баллончика с газом, который очень чувствителен к перепадам температур.
При нагревании газа от трубы, на которой он установлен, газ расширяется, передает давление в установленный в головке баллончик и происходить регулировка зазора для протекания теплоносителя и следовательно температуры в контурах теплого пола.
Во всех системах отопления, в том числе и в системе теплого пола, рименяется група безопасности в которую входят:
Датчики температуры и давления (термометр и манометр) необходимы для визуального контроля данных параметров в системе. Можно приобрести скомпонованный датчик.
Расширительный бак устанавливается для компенсации расширения воды при нагреве, при наличии бака у нагревательного котла, нет необходимости ставить дублирующий у коллектора.
Автоматический воздухоотводчик необходим для стравливания воздуха из системы, устанавливается на вводной и отводящий коллектора. в самых верхних точках.
Предохранительный клапан мембранного типа, нужен для сбрасывания аварийного давления, устанавливается если в системе есть расширительный бак, в основном ставится при отопительном котле, при чем по порогу срабатывания следует подбирать по котлу нагрева (указывается в паспорте котла).
Схема прямого подключения
У вас есть котел, после которого смонтирована вся арматура безопасности + циркуляционный насос. В некоторых настенных вариантах котлов, насос идет изначально встроенным в его корпус.
Для напольных экземпляров придется ставить его отдельно. От этого котла, вода сначала направляется в распределительный коллектор, и далее разбегается по петлям. После чего завершив проход, возвращается через обратку в теплогенератор.
При такой схеме, котел непосредственно настраивается на желаемую температуру самих ТП. У вас тут нет никаких дополнительных батарей отопления или радиаторов.
На какие главные особенности здесь стоит обратить внимание? Во-первых, при таком прямом подключении, желательно устанавливать конденсационный котел. В таких схемах, работа при относительно невысоких температурах для конденсационника вполне оптимальна
В этом режиме он достигнет своего наибольшего КПД
В таких схемах, работа при относительно невысоких температурах для конденсационника вполне оптимальна. В этом режиме он достигнет своего наибольшего КПД.
Если же вы будете использовать обычный газовый котел, то в скором времени попрощаетесь со своим теплообменником.
Второй нюанс касается твердотопливных котлов. Когда у вас смонтирован именно он, для прямого подключения к теплым полам, вам потребуется еще и буферная емкость.
Она нужна для ограничения температурного режима. Твердотопливными котлами напрямую очень тяжело регулировать температуру.
Использование некачественных материалов
В стремлении заказчика сэкономить нет ничего плохого. Проблемы начинаются тогда, когда заказчик стремится купить самые дешёвые материалы.
Приведу пример. Я продаю заказчику материалы и монтирую систему отопления. Заказчик говорит, чтобы я ему продал самые дешёвые материалы. С материалов я зарабатываю, например, 10%.
Через год у заказчика потёк полдюймовый кран. Кран я продал самый дешёвый, из Леруа Мерлен за 50 рублей. Заработал я с него 10% или 5 рублей.
Такой кран я бы в жизни не купил
Заказчик говорит: поменяй мне кран по гарантии. Я трачу деньги на бензин, трачу своё время на поездку к заказчику (мы делаем объекты с удалённостью до 1 000 км), сливаю систему отопления, меняю кран по гарантии, заполняю систему отопления и запускаю её.
Выгодно ли мне это? Конечно, нет. Я заработал 5 рублей, а потом потратился в лучшем случае на тысячу. Потому что не поставил ему кран за 300 рублей, который 10 лет простоит. А поставил дешёвку, которая через год потекла, или лопнула, или закисла. А может, в ней шар провернулся или ещё +100500 причин.
И хорошо, что когда кран лопнул, то никого не залило и заказчики вовремя это заметили. Экономить нужно с умом. На чём-то экономить можно, а на чём-то не нужно, даже если денег в обрез.
Назначение смесителя для теплого пола
Визуально смесительный узел выглядит как группа или цепь трубопроводов, собранных в определенном порядке и имеющих единственную цель – соединить два разных потока теплоносителя в один общий.
Можно выделить три типа смешивания:
- параллельный;
- последовательный;
- комбинированный.
Наиболее приемлемым считается последовательное смешивание, преимущественно из-за повышенной производительности: практически весь расход поступает к потребителю.
При последовательном типе смешивания теплоноситель насосом перекачивается от источника тепла к потребителю, при параллельном — линии теплоносителя разделены, из-за чего теряется часть энергии
Иногда используют и параллельный тип. Расход, поступающий к потребителю, непостоянный, зато можно установить двухходовой клапан с возможностью регулировки.
При комбинированном типе есть возможность использовать одновременно последовательное и параллельное смешивание или переключать процесс отдельно на один из них
Схема сборки коллекторной группы может быть различной, рассмотрим один из вариантов:
- трубопроводы-тройники;
- клапаны (смесительный, трехходовой, регулирующий) на обеих ветках – подающей и обратной;
- насос циркулярного типа;
- оборудование регулировки и автоматизации.
Циркуляционный насос качает воду, пока температура не достигнет заданного значения. Дальше срабатывает автоматика, клапаны закрывают доступ теплоносителя и процесс останавливается. Следует помнить, особенно при самостоятельной установке, что коллектор для водяного теплого пола должен быть оборудован дренажом и системой воздухоотвода.
В сложных обогревательных системах кроме коллекторного оборудования используют смесительный узел, которые соединяет систему теплого пола с радиаторным отоплением
Предназначение
Коллекторный узел – это важный элемент водяного теплого пола, который предназначен для распределения теплоносителя в отопительной системе. Благодаря особой конструкции внутри данного агрегата происходит смешивание горячей и холодной жидкости. Такая особенность позволяет произвести регулировку температуры теплого пола и контролировать его работу.
Конструкция коллекторного узла Valtec для теплого пола
Коллекторный узел работает благодаря циркуляции теплоносителя. Нагретая жидкость поступает внутрь теплого пола, где остывает и возвращается обратно для подогрева.
В процессе работы устройства происходит смешивание циркулирующих веществ с разной температурой для достижения оптимальных характеристик. Данный процесс контролируется при помощи нескольких дополнительных элементов – разнообразных датчиков, клапанов и других.
Коллекторная группа с насосом является самой эффективной. Циркуляция теплоносителя по водяному контуру происходит принудительным способом.
Схема подключения коллекторного узла к теплому полу
Это позволяет получить продуктивное отопление напольного типа, которое устанавливается в помещениях со значительной площадью. Для устройства теплого пола с естественной циркуляцией необходимо позаботиться о наличии оптимального уклона, что бывает достаточно сложно.
Преимущества использования коллекторов в составе напольного отопления
Устройства, которые устанавливаются в сборе со всеми дополнительными элементами, позволяют получить следующие преимущества:
Как собрать коллектор для теплого пола
- экономия энергии по сравнению с традиционными отопительными системами (в среднем на 30-50%);
- высокая безопасность из-за отсутствия элементов открытого типа, которые могут стать источником возникновения пожароопасной ситуации;
- длительность эксплуатации коллекторной группы составляет несколько десятков лет. Периодической замене подлежат только трубопроводы;
- обеспечиваются оптимальные параметры микроклимата в отапливаемом помещении.
Технология монтажа коллекторного шкафа
Встраиваемые модели
Встроенный в стену шкаф Когда ниша в стене спроектирована при строительстве, то проблем с монтажом не будет. В любом случае процесс установки проводится так:
Выбирают месторасположение устройства коллектора.
- Делают разметку стены с учетом подводки труб. Устанавливая такой вид труб, их монтируют в стене, поэтому маршрут прокладки предусматривается заранее.
- При помощи штробореза делают отверстия для короба, трубопровода.
- В углубление стены вставляют шкаф, закрепляют анкерами по бокам короба.
- Устанавливают коллектор, подсоединяют контуры, подачу горячего теплоносителя.
- Зазор меж стеной и шкафом заделывают раствором, шпаклюют.
коллекторы с расходомерами для тёплого пола – коллекторные группы
коллекторные группы состоят из:
подающей части
ответной части (обратки)
комплекта креплений
дренажного крана
воздухоотделителей
материалы коллекторных групп бывают:
латунь
нержавейка (нержавеющая сталь)
термостойкий пластик
коллектор для водяного теплого пола
для распределения теплоносителя по петлям (контурам)
расходомеры служат индикаторами скорости протока литров в минуту
материал из которого изготовлены коллекторы с расходомерами выбирают:
при укладке труб если петли (контуры)разной длинны вода (теплоноситель)
потечет по пути наименьшего сопротивления – в короткую петлю (контур)
который имеет наименьшее гидравлическое сопротивление
,а длинную петлю вода проигнорирует отсюда неравномерный прогрев
Правильное распределение горячей воды – залог комфортного отопления водяным теплым
полом.
При этом распределять воду от котла необходимо как по
отдельным помещениям, так и по отдельным контурам внутри каждого помещения.
Для правильного соединения всех контуров служат коллекторы.
В системах водяных теплых полов устанавливается два
коллектора – подающий и обратный.
