Виды коллекторных узлов
Прежде чем рассматривать типы гребенок, укажем способы их применения в системах водяного отопления частных домов и квартир:
- распределение и регулирование температуры воды в контурах теплых полов, сокращенно – ТП;
- раздача теплоносителя радиаторам по лучевой (коллекторной) схеме;
- общее распределение тепла в жилом здании большой площади со сложной системой теплоснабжения.
В загородных коттеджах с разветвленным отоплением коллекторная группа включает так называемую гидрострелку (иначе – термогидравлический разделитель). По сути, это вертикальный коллектор на 6 выводов: 2 – от котла, два – на гребенку, один верхний для удаления воздуха, из нижнего сбрасывается вода.
Теперь о видах распределяющих гребенок:
- Для ограничения температуры воды, регулирования расхода и балансировки контуров теплого пола используются специальные коллекторные блоки, сделанные из латуни, нержавейки или пластика. Размер присоединительного отверстия основной теплотрассы (на торце трубы) – ¾ либо 1 дюйм (DN 20–25), ответвлений – ½ или ¾ соответственно (DN 15–20).
- В радиаторных лучевых схемах применяются те же гребенки систем напольного обогрева, но с урезанным функционалом. Разницу мы объясним ниже.
- Для общедомового распределения теплоносителя используются стальные коллекторы больших размеров, диаметр соединения – свыше 1” (DN 25).
Заводские коллекторные группы недешевы. Ради экономии домовладельцы часто пользуются гребенками, спаянными своими руками из полипропилена, или берут дешевые распределители для систем водоснабжения. Дальше мы укажем проблемы, связанные с установкой самодельных и водопроводных коллекторов.
Советы от профессионалов
При установке данного устройства нужно обращать внимание на следующие рекомендации:
Габариты встраиваемого в стену шкафа для коллекторного узла
- толщина коллекторного ящика должна соответствовать габаритами узла;
- нужно не забыть оставить свободное пространство для загиба труб от каждого установленного контура. Его необходимо предусмотреть непосредственно под блоком;
- ящик для прибора размещают в точке, которая находится на одинаковом расстоянии от всех контуров.
Если использовать готовую коллекторную группу, можно значительно упростить монтаж данного устройства. Его очень легко установить самостоятельно без помощи специалистов.
Что такое гидрострелка
Если в многоконтурной сложной отопительной системе установить насосное оборудование значительной мощности, то даже оно не сможет справиться с разными условиями и параметрами функционирования сети. Такие несоответствия в работе разных контуров будут негативно влиять на работу нагревательного котла и сокращать сроки службы дорогого оборудования.
Разветвленные отопительные сети не могут работать слаженно по причине того, что у каждого контура своя производительность и напор. Но даже если каждый контур укомплектовать собственным циркуляционным насосом с учетом параметров магистрали, то проблема разрозненности системы только обострится. Это приведет к разбалансировке сетей, потому что у каждого отопительного контура будут свои параметры.
Для решения проблемы один общий котел должен подогревать требуемое количество теплоносителя, но каждый контур должен получать из коллектора требуемое ему количество подогретой жидкости. В этом случае функции разделителя гидравлической системы выполняет коллектор. Гидроразделитель нужен для выделения из общего контура котлового потока. Другое название гидроразделителя – гидрострелка или ГС (гидравлическая стрелка).
Такое название устройства произошло от аналогии с железнодорожной стрелкой. Как ж/д стрелка разводит поезда в нужном направлении, так и гидрострелка распределяет потоки теплоносителя по отдельным контурам. Внешне устройство напоминает отрезок трубы круглого или прямоугольного сечения с торцевыми заглушками. Приспособление соединяется посредством трубопровода с коллектором и котлом и имеет несколько патрубков в боковой части.
Изготовление коллектора своими руками
При наличии необходимых навыков и достаточного набора оборудования коллекторную группу для отопления можно собрать самостоятельно. Удобно его сделать из трубы квадратного сечения. Для этого отрезается два куска необходимой длины, затем нарезается круглая металлическая труба, делается разметка и в основных трубах вырезаются соответствующие отверстия. Затем конструкция собирается, и соединения привариваются сваркой. После сборки швы зачищаются и изделие окрашивается.
Пример самодельного узла.
Изготовленный в домашней мастерской узел до подключения должен быть проверен на прочность и герметичность при повышенном давлении. После проведенного тестирования можно выполнять пуск смонтированной схемы в работу. Но большое число разъемных соединений значительно увеличивает риск протечек, поэтому лучше отдать предпочтение промышленным серийным образцам.
Общие требования к монтажу лучевой разводки
При коллекторно-лучевой разводке распространен способ укладки труб в полу в стяжке, толщина которой составляет 50-80 мм. Сверху укладывается фанера, закрываемая финишным напольным покрытием (паркет, линолеум). Такая толщина стяжки вполне достаточна для свободного «замоноличивания» внутриквартирной (внутридомовой) лучевой разводки системы отопления. Возможна наружная прокладка труб вдоль стен под декоративными плинтусами, влекущая неминуемое увеличение длины трубопроводов. Известны варианты прокладки труб лучевой разводки в пространстве подшивного (подвесного) потолка, в штробах.
Подключение радиаторов при коллекторно-лучевой схеме.
Используются металлопластиковые или трубы из сшитого полиэтилена (PEX-трубы), укладываемые в гофротрубе или в теплоизоляции. Безусловным преимуществом здесь обладают PEX-трубы. Согласно СниП «замоноличивать» в бетон можно только неразрывные соединения. PEX-трубы соединяются посредством натяжных фитингов, относящихся к неразрывным соединениям. Металлопластиковые трубы используют обжимные фитинги с накидными гайками. «Замоноличивать» их – значит нарушать СниП. Каждое разъемное соединение труб должно быть доступным для техобслуживания (подтяжки).
Даже без фитингов не всякая металлопластиковая труба однозначно подходит для укладки в стяжку пола. Продукция производителей страдает серьезным дефектом: слои алюминия и полиэтилена расслаиваются под воздействием многократно изменяющейся температуры теплоносителя. Ведь металл и пластик имеют различные коэффициенты объемного расширения. Поэтому соединяющий их клей должен быть:
- внутренне прочным (когезивным);
- адгезивным к алюминию и полиэтилену;
- гибким;
- эластичным;
- термостойким.
Этим требованиям удовлетворяют не все клеевые составы даже известных европейских производителей металлопластиковых труб, которые со временем расслаиваются, внутренний слой полиэтилена в такой трубе «схлопывается», уменьшая ее сечение. Нормальная работа системы нарушается, причем место неисправности найти практически невозможно – обычно «грешат» на неисправности термостатов, насосов и других изделий с подвижными узлами.
В свете вышесказанного рекомендуем читателям обратить внимание на металлопластиковые трубы фирмы VALTEC, использующей американский клей концерна DSM, обеспечивающий прочность соединения металл/пластик, адгезию и полное отсутствие расслоений
Для чего нужен
При монтаже водонапорных систем существует правило: суммарный диаметр всех отводков не должен превышать диаметр подающей трубы. Применительно к отопительному оборудованию это правило выглядит так: если диаметр выходного штуцера котла равен 1 дюйму, то в системе допускается два контура с диаметром труб ½ дюйма. Для небольшого дома, отапливаемого только с помощью радиаторов, такая система будет работать эффективно.
На деле же, отопительных контуров в частном доме или коттедже бывает больше: теплые полы. отопление нескольких этажей, подсобных помещений, гаража. При их подключении через систему отводков, давление в каждом контуре будет недостаточным для эффективного нагрева радиаторов, и температура в доме будет не комфортной.
Поэтому разветвленные системы отопления выполняют коллекторными, этот прием позволяет произвести регулировку каждого контура отдельно и выставить нужную температуру в каждом помещении. Так, для гаража достаточно плюс 10-15ºС, а для детской необходима температура около плюс 23-25ºС. Кроме того, теплые полы не должны нагреваться более 35-37 градусов, иначе по ним будет неприятно ходить, а напольное покрытие может деформироваться. С помощью коллектора и запорной температуры можно решить и эту проблему.
Видео: применение коллекторной системы для отопления дома.
Коллекторные группы для систем отопления продаются в готовом виде, при этом они могут иметь разную комплектацию и количество отводов. Можно подобрать подходящий коллектор в сборе и установить его своими руками или с помощью специалистов.
Однако, большинство промышленных моделей универсальны и не всегда подходят под потребности того или иного дома. Их переделка или доработка может существенно увеличить затраты. Поэтому в большинстве случаев проще собрать его из отдельных блоков своими руками, учитывая особенности конкретной отопительной системы.
Коллекторная группа для системы отопления в сборе
Конструкция универсальной коллекторной группы показана на рисунке. Он состоит из двух блоков для прямого и обратного тока теплоносителя, оснащенных нужным количеством отводов. На подающем (прямом) коллекторе установлены расходомеры, на обратном расположены термоголовки для регулирования температуры обратной воды в каждом контуре. С их помощью можно установить требуемую скорость потока теплоносителя, которая будет определять температуру в отопительных радиаторах.
Коллекторный распределительный узел оснащен манометром, циркуляционным насосом и воздушными клапанами. Подающий и обратный коллекторы объединены в один блок кронштейнами, которые также служат для крепления блока к стене или шкафу. Цена такого блока — от 15 до 20 тысяч рублей. и если часть отводов будет не задействована, установка его будет явно нецелесообразной.
Правила монтажа готового блока показаны в видео.
Гребёнка — коллекторный узел
Самые дорогостоящие элементы в коллекторном распределительном блоке — расходомеры и термоголовки. Чтобы избежать переплаты за лишние элементы, можно купить коллекторный узел, так называемую «гребёнку», и установить необходимые регулирующие приборы своими руками только там, где это необходимо.
Гребёнка представляет собой латунные трубки диаметром 1 или ¾ дюйма с определенным количеством отводков с диаметром под трубы отопления ½ дюйма. Между собой они также соединены кронштейном. Отводки на обратном коллекторе оснащены заглушками, позволяющими установить термоголовки на все или на часть контуров.
С целью экономии коллектор для систем отопления можно собрать из отдельных элементов самостоятельно или полностью сделать своими руками.
Выбор комплектующих системы
При проектировании отопления лучше всего приобретать распределительные узлы заводского производства.
Благодаря разнообразию ассортимента гребенку не составит труда выбрать под определенные параметры отопления, обеспечив тем самым точность и надежность системы.
В продаже можно встретить готовые коллекторные блоки, совмещающие в себе подающий и обратный узлы, а также термостатические клапаны и автоматические воздухоотводчики
Ключевыми параметрами при выборе труб для контуров отопления являются устойчивость к коррозии, термостойкость и высокая прочность на прорыв. Кроме того трубы должны обладать необходимой гибкостью с тем, чтобы их можно было прокладывать под любыми углами.
При выборе изделий предпочтение стоит отдавать трубам, выпускаемым в бухтах. Применение цельных изделий позволит избежать соединений в разводке, что особо актуально при закрытом способе монтаже внутри стяжки.
Трубы для систем частных коттеджей
При проектировании отопления в частных домах стоит ориентироваться на то, что давление в системе составляет порядка 1,5 атмосфер, а температура теплоносителя может достигать:
- для радиаторов – 50-70 градусов;
- для теплых полов – 30-40 градусов.
Для автономных систем отопления с их предсказуемыми параметрами вовсе не обязательно приобретать нержавеющие гофротрубы. Многие хозяева ограничиваются приобретением труб из сшитого полиэтилена маркировки «РЕХ».
Полиэтиленовые трубы для контуров отопления в продаже представлены в 200-метровых бухтах; они способны выдерживать давление до 10 кгс/кВ.см и работать при температуре в пределах 95 °С
Состыковывают такие трубы с помощью натяжных фитингов, благодаря чему можно получить неразрывные соединения.
Помимо высоких эксплуатационных параметров главным достоинством сшитого полиэтилена является механическая память материала. Поэтому, если с усилием растянуть край трубы, а в образовавшийся просвет вставить штуцер, она плотно охватит его, обеспечив прочное соединение.
При использовании металлопластиковых труб соединение выполняют посредством накидных фитингов с обжимными гайками. А это уже получается разъемное соединение, которое согласно СНиПу «замоноличивать» нельзя.
Вам также может быть информация о том, какие трубы лучше выбрать для отопления, рассмотренная здесь.
Трубы для многоквартирных домов
Если коллекторная система будет устанавливаться в многоквартирном доме, то стоит учитывать, что рабочее давление в ней составляет 10-15 атмосфер, а температура теплоносителя может достигать порядка 100-120 °С. Следует помнить, что устройство коллекторного отопления возможно только на первом этаже.
Оптимальным вариантом для монтажа системы в многоквартирном доме является применение гофрированных труб, выполненных из нержавеющей стали.
Наглядным примером тому является продукция корейской компании Kofulso. Трубы этой торговой марки способны работать при рабочем давлении в 15 атмосфер и выдерживать температуру порядка 110 °С. Давление разрушения труб Kofulso достигает отметки 210 кгс/кв.см.
Благодаря отличной гибкости трубы, при которой радиус изгиба равен ее диаметру, изделия удобно применять при укладке «теплого пола»
Сборка соединений трубопровода с использованием таких элементов не составляет труда. Трубу просто вставляют в фитинг и закрепляют путем накручивания гайки, которая обжимает металлическую гофрированную поверхность эластичным силиконовым уплотнителем.
Однотрубные схемы
Проще всего выполнить расчеты и сборку системы отопления с однотрубной схемой прокладки трубопроводов для теплоносителя. Нагретая вода в ней последовательно проходит от котла через все батареи в доме, начиная с первой и заканчивая последней в цепочке. При этом тепла каждому последующему радиатору достается все меньше и меньше.
С монтированием трубопровода по этой схеме и подключением его к котлу своими руками при наличии даже минимальных навыков можно справиться за два–три дня. Плюс затраты на создание в доме системы водяного отопления под однотрубную разводку выходят самыми минимальными в сравнении с остальными вариантами.
Фитингов, арматуры и труб здесь потребуется немного. Экономия на материалах существенна
И неважно выбран для возведения коттеджа клееный брус или кирпич. Если жилье хорошо утеплено, то даже простой однотрубной системы для его обогрева хватит с лихвой
Чтобы нивелировать недостатки, в однотрубную систему приходится встраивать циркуляционный насос. Но это дополнительные расходы и потенциальные поломки оборудования. Плюс при любых проблемах на каком-либо участке трубы прекращается обогрев всего коттеджа.
Однотрубная горизонтальная
Если частный дом небольшой и одноэтажный, то однотрубную систему отопления лучше всего делать в горизонтальном исполнении. Для этого в комнатах по периметру коттеджа прокладывается кольцо из одной трубу, которая подключается к входу и выходу котла. Радиаторы врезаются в трубопровод под окнами.
Однотрубная горизонтальная схема — идеальный вариант для небольших помещений
Батареи здесь подключаются нижним либо перекрестным соединением. В первом случае теплопотери будут на уровне 12–13%, а во втором они сокращаются до 1–2%. Именно перекрестному способу монтажа стоит отдавать предпочтение. Причем подвод теплоносителя к радиатору следует делать сверху, а отвод снизу. Так отдача тепла от него выйдет максимальной, а потери выйдут минимальными.
Однотрубная вертикальная разводка
Для двухэтажного коттеджа больше подходит однотрубная система отопления вертикального подвида. В ней труба от оборудования нагрева воды идет вверх на чердак или второй этаж, а оттуда уже спускается назад в котельную. Батареи в этом случае подключаются также последовательно одна за другой, но боковым подсоединением. Трубопровод для теплоносителя обычно при такой разводке отопления по малоэтажному дому прокладывается в виде единого кольца сначала по второму, а потом по первому этажу.
Однотрубная вертикальная схема — экономим на материалах
Но возможен и пример с вертикальными отводами от общей горизонтальной трубы наверху. То есть сначала делается кольцевой контур от котла вверх, по второму этажу, вниз и по первому этажу обратно к нагревателю воды. А уже между горизонтальными участками прокладываются вертикальные стояки с подключением к ним радиаторов.
Самой холодной батареей в такой системе отопления частного дома будет опять последняя в цепочке – внизу у котла. При этом на верхнем этаже тепла будет переизбыток. Необходимо как-то ограничивать объемы теплоотдачи наверху и повышать их внизу. Для этого на радиаторах рекомендуется установить перемычки-байпасы с регулирующими кранами.
Ленинградка
У обеих описанных выше схем есть один общий минус – температура воды в последнем радиаторе оказывается очень низкой, тепла она помещению отдает очень мало. Чтобы компенсировать это остывание, однотрубный горизонтальный вариант отопления частного дома рекомендуется усовершенствовать за счет установки байпасов снизу батареи.
Ленинградка — усовершенствованная однотрубная система
Такая разводка получила название «ленинградка». В ней радиатор подключается сверху к проходящему вдоль пола трубопроводу. Плюс на отводы к батареям ставятся краны, которыми можно регулировать объем поступающего теплоносителя. Все это способствует более равномерному распределению энергии по отдельным комнатам в доме.
Плюсы и минусы
Что дает применение коллектора? Чем мы жертвуем?
Достоинства
Преимущества коллекторной системы отопления сводятся по большей части к удобству эксплуатации и управления отопительной системой:
Каждый элемент контура управляется независимо и централизованно. Что это значит? Вы, находясь в одной точке дома, можете задать температуру в любой комнате;при необходимости несложно полностью отключить отопительный прибор или группу приборов.
При этом отключение никоим образом не затронет другие помещения.
Поскольку каждая ветка, ведущая от коллектора, питает лишь один радиатор или небольшую их группу, можно обойтись небольшим диаметром трубы. На практике, кстати, подводки чаще всего укладываются в стяжку и представляют собой линию, максимально близкую к прямой между коллектором и отопительным прибором.
При необходимости коллекторная схема позволяет сформировать несколько контуров с разными параметрами отопления —перепадом и температурой. Для этого используется так называемая гидрострелка —разновидность коллектора, представляющая собой трубу с большим внутренним объемом.
Она монтируется несколько необычно, создавая своего рода короткое замыкание между подачей и обраткой. Котел непрерывно подогревает воду в первичном контуре, и она медленно циркулирует внутри гидрострелки;отбирая воду на разном расстоянии от врезок подачи и обратки, можно получить разные значения перепада давлений и температуры теплоносителя.
Типичное применение этой разновидности коллекторной схемы —отопление частного дома с использованием и радиаторов, и теплых полов.
Недостатки
Не обошлось и без них.
- Расход трубы намного больше, чем при последовательном подключении. Чем сложнее конфигурация помещения и больше его площадь —тем больше разница в затратах.
- Традиционную одно —или двухтрубную систему отопления несложно смонтировать на стенах. При лучевом отоплении такое размещение подводок будет крайне неэстетичным, да и расход материалов дополнительно увеличится.
- Укладка подводок в стяжку имеет очевидное последствие: трубы в полу не должны иметь никаких соединений —ни сварных, ни резьбовых. ЛЮБОЕ соединение —это потенциальное место утечки. Понятно, что вскрывать монолитный бетон для устранения течи —перспектива не из приятных.
- Суммарное гидравлическое сопротивление контура будет непомерно большим. Особенно при использовании труб малого диаметра. О естественной циркуляции можно забыть полностью: незначительного перепада гравитационной системы отопления явно не хватит.
- При использовании нескольких независимых контуров отопления чаще всего приходится устанавливать столько же циркуляционных насосов, сколько больших колец отопления проложено по дому. Отсюда —опять-таки увеличение расходов и на стадии монтажа, и в процессе эксплуатации.
- Само по себе применение принудительной циркуляции делает схему энергозависимой. Украли провода? Упал столб линии электропередач? Получите размороженную систему отопления при полностью рабочем котле.
Стоит остановиться насосам —и вся сложная схема разводки станет бесполезным нагромождением холодных труб.
Назначение отопительного коллектора
Отсутствие распределительного коллектора в системе водяного отопления может привести к тому, что вода в разные контуры системы может поступать неравномерно. В результате у вас будет горячий пол и холодные радиаторы, или наоборот.
Это может происходить от того, что к одному выходному патрубку бойлера может быть подключено несколько контуров отопительной системы. Жидкость протекает по таким соединениям неравномерно, в результате чего части помещений не будет хватать тепла. А ведь именно от количества теплоносителя, проходящего по трубам, объема и скорости его перемещения и зависит эффективность системы теплоснабжения.
трубы, отходящие от бойлера
Некоторые владельцы домов пытаются решить эту проблему установкой дополнительных насосов и регулирующих клапанов. Но это только усложняет систему и не всегда приводит к равномерному распределению теплоносителя.
Как распределяется теплоноситель в частном доме?
Возьмем для примера отопительную систему для частного дома площадью в 100 квадратов. Прибором для нагрева воды будет являться настенный газовый котел, имеющий один выходной патрубок с диаметром ¾ дюйма.
В доме у нас имеется два отопительных контура и один контур, нагревающий воду для бытового использования косвенным нагревом. Все контуры построены из труб с диаметром в 1 дюйм. Как рассчитать и построить эффективную систему теплоснабжения?
Первым делом уясняем для себя, что основной причиной некачественного теплоснабжения является элементарная нехватка теплоносителя в системе. А вот основной причиной такой нехватки является чрезмерно узкие распределительные трубопроводы.
Таким образом, повысить эффективность тепловой системы, то есть увеличить диаметр распределительных труб можно двумя способами:
распределение теплопотоков
- При использовании котлов со встроенными насосами к ним подключают гидрострелку (распределитель потоков). При этом на каждом контуре потребления тепла необходимо установить собственный циркуляционный насос. Но такое устройство будет работать только в небольшом здании. При повышении отапливаемых площадей его эффективность и надежность резко падает.
- Наиболее надежным способом станет подключение к источнику тепла водяного распределительного коллектора.
Наиболее совершенный вид распределительного коллектора называется кампланарным. С его помощью эффективно решается проблема соединения труб разного диаметра и объема размещаемого теплоносителя.
распределительный гидроколлектор на 4 контура
Рассмотрим, как своими руками создать системы распределения теплопотоков.
Как настроить гребенку отопления?
Регулирование системы отопления выполняется вручную по таким параметрам:
По расходу и температуре теплоносителя. Первый показатель определяется по расчетам либо по проектным данным и устанавливается способом изменения скоростного режима насоса для циркуляции теплоносителя. Организовывать контроль за показателями расхода греющей воды допускается с использованием установленного расходомера.
Температурный режим задается ручным способом при настройке показателя термостата. Допускает применение авторегулировки, для этого потребуется установить сервоприводы на каждый контур отопления. После чего параметры можно корректировать дистанционно, взаимодействуя с термодатчиками.
Распределительная гребенка системы отопления настраивается по следующему алгоритму :
- Температуру в контуре настраивают на трехходовом шаровом клапане. Это возможно выполнить ручным способом, установив необходимую температуру жидкости поворотом регулировочного механизма на термостате. Наиболее часто в схеме задействуют термостатическую головку с выносным первичным датчиком и импульсной трубкой.
- Количественный вариант регулировки на коллекторе, возможно, выполнить как ручным методом, так и автоматическим. Поворачивая колпачок на клапане отдельного контура, и контролируя показание расходомера, добиваются расчетного расхода теплоносителя, в случае, когда он известен. В противном случае настройку выполняют опытным путем, контролируя работу системы в течение нескольких дней, желательно это выполнять для разных температур наружного воздуха.
- Автоматическая регулировка заключается в монтаже вместо колпачков особых сервоприводов, способных дистанционно работать с термостатами во всех комнатах.
Предпочтительнее, когда расчеты и наладку будут выполнять специалисты с использованием особых программных приложений и измерительных приборов. Для того чтобы гидравлический режим был выдержан, площади сечения входного и выходного коллектора должны совпадать, как и их общая пропускная способность.
Распределительная гребенка системы отопления должна согласоваться с максимальной тепловой мощностью системы теплоснабжения объекта.
Производительность гребенки указывается в техдокументации подготовленной заводом-изготовителем устройства. Например, распределительная гребенка отопления Дн 100 мм используется для системы с тепловой мощностью не более 60 кВт, что достаточно для отопления объекта в 600 м2. При тепловой нагрузке в 120 кВт, размер гребенки должен быть не менее Дн 120 мм. только в этом случае можно не допустить разбалансировку отопительной сети.
Расчет мощности циркуляционного насоса рассчитывается по удельному расходу горячей воды в системе теплоснабжения. Каждый электронасос по отопительным контурам рассчитывается отдельно. Данные, полученные в процессе подсчетов, нужно округлять в большую сторону и к полученному результату потребуется прибавить запас по мощности – 15%.
