Коллекторная система отопления — разводка для частного дома

Опубликовано Артём в 14.05.2019 14.05.2019

В системе отопления помещений используется вода, пар и воздух, которые называются теплоносителями, потому что они передают тепло от котла радиаторам. Системы отопления бывают — коллекторные и тройниковые. Преобладают водяные системы отопления, где теплоносителем является вода, которая доносит тепло до отопительных приборов. Но если в отапливаемом здании редко бывают люди, то вместо воды может использоваться незамерзающая жидкость, что предотвратит замерзание. Использование специальной жидкости не предусматривает установку системы водоочистки и увеличивает срок службы трубопроводов и оборудования.

Что такое коллекторная система отопления

Коллектором в отоплении называют элемент водопроводной арматуры, предназначенный для раздачи по ветвям, сбора и смешения теплоносителя из множества параллельных теплообменных контуров.

Коллекторная схема обеспечивает одновременную подачу теплоносителя на контуры теплых полов и радиаторов отопления (их максимальное количество в одной гребенке достигает 12) с одинаковым напором и температурой, которую можно устанавливать терморегулятором. Коллекторная магистраль отличается от однотрубных и двухтрубных систем тем, что подходит к радиаторам отопления снизу.

Сравнение коллекторной и других типов разводки

Выбрать можно один из 3 распространенных способов разводки труб:

• однотрубное отопление – идеально подойдет для отопления небольшого частного дома. В этом случае все радиаторы соединены последовательно, а значит – последняя батарея в цепочке работает менее эффективно, чем первая. Но стоимость такой схемы минимальна;

Однотрубная отопительная система

• при 2-трубном отоплении схему разводки можно представить как 2 параллельных контура, один подает горячий теплоноситель отопительные приборы, второй – отводит остывший теплоноситель к котлу. Такой способ устройства отопления можно считать самым распространенным;

Пример двухтрубной отопительной системы

• коллекторная разводка отличается от перечисленных аналогов тем, что каждый радиатор снабжается теплоносителем индивидуально. То есть в комнате устанавливается коллектор (о его устройстве – далее в статье), а уже от него к каждой батарее идет подающий и отводящий трубопровод. Это сказывается на стоимости, да и сложности монтажа, но все работы все равно можно выполнить своими руками.

Один из вариантов разводки труб

Конечно, это не лучшим образом сказывается на стоимости монтажных работы и материалов. Суммарная протяженность труб в таком случае будет максимальной, да и коллектор тоже стоит денег (особенно если выбрана модель не последнего производителя с термостатами).

Принцип работы коллекторной системы

Коллектор, это металлическая гребенка с выводами для подключения труб и приборов. Коллекторная система отопления является двухтрубной. Через одну гребенку подается горячая вода, а к другой — подключаются трубы, собирающие остывшую воду (обратку).

Эта система отопления работает следующим образом. Вода от источника отопления поступает в подающую гребенку (распределительный коллектор подачи), а оттуда по трубам доносит тепло к каждому радиатору и напольному отоплению. Остывшая вода из радиаторов через обратную гребенку (коллектор обратки) поступает обратно в отопительный котел.

В коллекторной системе отопления имеется закрытый расширительный бак и циркуляционный насос, который движет теплоноситель. Минимальный объем расширительного бака равен не менее 10% суммарного объема всех отопительных приборов. Насос устанавливается на любом из трубопроводов, идущих к коллекторам.

Коллекторы устанавливаются в специальные шкафы, которые монтируют в нишах стен или в отдельном помещении. Шкафы коллекторов должны располагаться примерно на одинаковом расстоянии от каждого отопительного прибора. Трубы могут подводиться к радиаторам сверху, с боку и снизу. Наибольшее распространение получила нижняя подводка труб к радиаторам. Этот вариант дает наилучшую возможность скрыть трубы в полу. На каждую гидравлическую цепь, идущую от коллектора, устанавливается запорная арматура, что дает возможность отключать любой радиатор, не нарушая работу отопительной системы. На каждый радиатор устанавливают кран для выпуска накопившегося воздуха — кран Маевского, или же на коллектор — воздуховыпускные клапаны. Также на коллектор могут быть установлены счетчики тепла и водосливные краны.

Каждая гидравлическая цепь, размещенная после коллекторов, является самостоятельной системой. Это дало возможность создания теплых полов. Это полы, в конструкции которых укладываются трубы параллельно или в виде спиралей, которые обогревают поверхность пола. Трубы укладывают на теплоизоляционную прокладку, подключают к коллектору и после проверки герметичности трубопроводов заливают их бетоном. Высота стяжки не должна превышать 7 см. Шаг укладки и диаметр труб определяется расчетом. Длина одного отопительной спирали не должна превышать 90 м. В основном для теплого пола применяются металлопластиковые трубы, которые легко принимают любую кривизну.

При работе отопления теплого пола понижение температуры происходит по высоте помещения, а при установке радиаторов — наоборот, чем выше, тем теплее.

Сильные и слабые стороны коллекторного отопления

Идеальных решений в природе не существует, использование коллекторной схемы отопления – не исключение.

Преимущества коллекторной системы отопления включают в себя:

• гибкость работы системы отопления – прямо на гребешке можно установить термостаты, с помощью которых будет регулироваться температура в отдельно взятом радиаторе;

На этой гребенке уже установлены терморегуляторы

Обратите внимание!
При необходимости можно просто выключить из работы батарею.
Остальная часть отопительной системы будет функционировать в штатном режиме.

• так как каждый радиатор снабжается теплоносителем в индивидуальном порядке, то можно применять трубопровод малого сечения;
• при желании можно без особых сложностей использовать комбинированную отопительную систему. То есть разделить ее на 2 контура с разной рабочей температурой, или использовать в каждом из контуров разный вид теплоносителя. Для такого решения понадобится еще и гидрострелка.

Разделение отопительной системы на 2 контура с помощью коллектора

Есть у коллекторной разводки и слабые места:

• повышенная цена уже упоминалась, кроме того, при необходимости ремонта могут возникнуть сложности – ведь трубы отопления спрятаны непосредственно под полом (часто они просто заливаются стяжкой);
• трубы при такой разводке нельзя проложить вдоль стен. Точнее говоря, с технической точки зрения это сделать можно, но тогда едва ли не половина стены будет закрыта трубами – сомнительное дополнение интерьера;

Если все эти трубы пустить вдоль стен, то комната начнет напоминать котельную

• коллекторная разводка отопления с трубами малого диаметра потребует более мощного циркуляционного насоса, ведь гидравлическое сопротивление вырастет;
• назвать такую систему отопления полностью автономной нельзя – в любом случае понадобится электроэнергия – для работы насоса. Естественного напора недостаточно для циркуляции теплоносителя.

Установка коллекторной отопительной системы

Условно весь процесс монтажа можно разделить на 3 этапа: укладка и закрепление труб на полу комнаты, установка коллекторного шкафчика и подключение труб к гребенкам.

Инструкция по выполнению работ выглядит так:

• сперва подготавливается основание – бетон очищается и выравнивается;
• затем расстилается слой гидроизоляции, а по периметру комнаты наклеивается лента, которая позволит сгладить расширение бетонной стяжки;

Обратите внимание!
Если пол в комнате деревянный, то трубы можно просто пустить под досками, это существенно облегчит работу.

• затем следует слой гидроизоляции;
• поверх него укладывается обычная металлическая сетка и к ней проволокой или специальными клипсами крепятся трубы. При креплении труб к сетке проволокой нужно оставлять небольшой зазор;

Все готово к заливке бетона

• затем следует заливка пола. При таком способе прокладки труб они при транспортировке теплоносителя к радиатору частично будут работать на обогрев пола в комнате.

Трубы находятся в толще бетона

Что касается коллекторного шкафчика, то для частного дома можно выбрать как настенные или напольные модели, так и встроенные в стену варианты. В принципе, на эффективность отопления это никак не влияет, так что выбирать приходится скорее исходя из удобства доступа к коллекторным гребенкам.

Пример настенной модели шкафчика

Под модели шкафчиков, встроенные в стену, нишу желательно предусмотреть еще на этапе проектирования дома. Вне зависимости от типа, шкафчик дополнительно нужно крепить к стенам анкерами или саморезами (в деревянном доме), для этого предусмотрены специальные проушины в конструкции шкафчика.

Обойтись без шкафчика можно, но пострадает интерьер помещения

Что входит в состав коллекторной системы

Коллектор является наиболее ответственным и сложным прибором отопительной системы, типовое устройство для подключения контуров теплых полов состоит из следующих основных узлов:

• Подающая гребенка – представляет собой горизонтальную трубу с отводами для подключения контуров отопления, в зависимости от конструкции располагается выше или ниже обратного коллектора.
• Обратная гребенка – изделие является зеркальным отображением предыдущей детали, имеет аналогичные размеры основного канала и количество входных штуцеров.
• Расходомеры – элементы устанавливаются в отводы подающего коллектора, имеют прозрачный корпус, на стенки которого нанесены деления с цифровым обозначением. Помещенный внутри корпуса стержень с индикаторной головкой указывает на объем теплоносителя, проходящего по контуру.
• Запорные клапаны – обычно элементы размещают в обратной гребенке и закрывают колпаками плавной регулировки.
• Воздухоотводы – монтируют на подающей и выходной гребенках, при помощи устройств стравливают воздух из коллекторных планок в автоматическом или ручном режиме.
• Терморегулятор – прибор с выносным датчиком, закрепленным на гибкой трубке, его размещают на входе в коллектор, где он обеспечивает возможность регулировать температуру теплоносителя, которая в контуре теплого пола не должна превышать 55 С.

Рис. 3 Коллектор – конструктивное устройство и основные узлы

• Циркуляционный электронасос – входит в комплектацию некоторых моделей, прибор обеспечивает движение теплоносителя по трубопроводу коллекторной системы с определенным давлением. Агрегат устанавливается дополнительно с электронасосом, обеспечивающим циркуляцию по контуру отопления всего дома.
• Температурные цифровые датчики – устанавливаются в отдельные модификации, измерительные приборы в подающей и обратной линии позволяют контролировать температуру. Это помогает оптимально настроить петлю для обеспечения наилучшей теплоотдачи и эффективности, которая наблюдается при разнице в 10 С.
• Термодатчик – некоторые коллекторные схемы имеют в своем составе термостатический датчик, который при превышении температуры теплоносители более 55 С. размыкает цепь питания компрессионного электронасоса.
• Байпас – иногда в коллекторную систему устанавливают перемычку, соединяющую подающую и отводную гребенки, элемент предназначен для подмешивания охлажденного теплоносителя к поступающей на вход коллектора горячей воде.

Рис. 4 Различные виды гребенок

Устройство и принцип действия коллекторной отопительной системы

По такой схеме можно организовать не только отопление с использованием радиаторов, но и, например, организовать «теплый пол» в комнате – то есть обойтись вообще без батарей. Но в общих чертах отопительная система остается неизменной и работает по одному и тому же принципу.

Виды коллекторов

Коллекторы можно использовать для:

• организации традиционного отопления (с помощью радиаторов). Можно объединять радиаторы в группы из 2-3 штук для экономии труб и облегчения монтажа;
• отопления по принципу «теплого» пола;
• для разделения одного контура на 2 и более. В таком случае котел служит источником энергии для обоих контуров, но температура теплоносителя в них может существенно отличаться (могут даже использоваться разные виды теплоносителя).

Пример использование гидроразделителя (гидроколлектора)

Коллекторная схема отопления с использованием «теплого пола» отличается повышенным сопротивлением, поэтому может понадобиться дополнительный циркуляционный насос для системы отопления. Коллекторный шкафчик лучше всего разместить по центру дома, при таком расположении длина труб для отопления разных помещения будет примерно одинаковой.

В случае с «теплым полом» лучше всего разместить коллектор по центру дома

Еще одним обязательным элементом в такой схеме будет смесительный узел, в котором температура теплоносителя будет понижаться. На выходе из котла вода нагревается примерно до +90ᵒС, а в системах теплого пола температура теплоносителя должна составлять примерно +40ᵒС.

Элементы коллекторной системы отопления

Как правило, все элементы прячутся в отдельном небольшом шкафчике, а он располагается в неприметном месте у стены. Трубы проходят под полом, так что интерьер комнаты ничто не нарушает.

Основной элемент – гребенка (понадобится в количестве 2 штук). Внешне гребенка (или гребешок) выглядит как простой участок трубы, к которой приварено несколько отводов (в покупных моделях обычно число отводов находится в пределах 2 – 12).

Обратите внимание!
При необходимости покупные гребенки можно соединять друг с другом.
Так что можно создать гребенку под любое число выходов/входов.

Коллекторные системы отопления, как правило, оборудуются расходомерами и термостатами – по сравнению с общими расходами стоимость этих устройств не так уж и велика. Покупные гребешки оборудуются устройствами для терморегуляции и измерения расхода воды еще на заводе, так что достаточно просто выбрать подходящую модель.

Расходомеры устанавливаются на подающей гребенке, так же гребенки обязательно оборудуются воздушными клапанами для стравливания воздуха – он пригодится для удаления воздуха из отопительной системы. На гребенке, принимающей остывший теплоноситель, устанавливаются терморегуляторы

На фото показаны основные элементы, спрятанные в коллекторном шкафчике

Особенности работы и расположения отдельных элементов

В основную трубу подающей гребенки поступает нагретый котлом теплоноситель и по отдельным трубам поступает в радиаторы. Для того, чтобы обеспечить одинаковый нагрев всех отопительных приборов рекомендуется использовать трубы примерно одинаковой длины и диаметра. После этого по отводящей трубе остывший теплоноситель направляется во вторую гребенку коллектора и попадает обратно в котел.

Установленный термостат контролирует температуру воды и при необходимости увеличивает/уменьшает ток теплоносителя через радиатор, так регулируется температура в комнате.

Коллекторное отопление будет работать стабильно только при соблюдении ряда условий:

• обязательна установка расширительного бачка, это позволит компенсировать увеличение объема теплоносителя при нагреве.

Обратите внимание!
Минимальный объем расширительного бака должен быть равен 10% объема теплоносителя в отопительной системе.

• циркуляционный насос располагается на обратке;
• оптимальным местом для размещения расширительного бака считается участок трубы перед циркуляционным насосом.

Устройство подающей и обратной коллекторной гребенки

Гребенки является одними из основных элементов коллекторной схемы, их основная функция – распределение потока теплоносителя по контурам отопления. Элемент имеет различное конструктивное исполнение для линий подключаемых радиаторов и теплых полов, максимальное количество задействованных контуров на один коллектор не превышает 12.

По отношению к диаметрам выходных штуцеров, гребенка имеет большое сечение (1, 1 1/2 дюйма против 3/4) и подключается к магистрали посредством торцевого соединения с элементами сантехнической арматуры. Обычно трубопровод к выходным штуцерам подсоединяют с помощью компрессионных фитингов (Евроконусов) – таким методом можно подключать трубы из сшитого и термостойкого полиэтилена, металлопластика, наиболее часто используемые в коллекторных системах отопления. Гребенки выполняются из нержавеющей стали, латуни, пластика, некоторые модификации собираются из отдельных звеньев.

Основные принципы составления проектов схемы разводки

Когда проектируется коллекторная разводка отопления, все необходимое оборудование подбирают, исходя из конкретных задач, но существует несколько рекомендаций от специалистов:

1. В городских квартирах категорически не рекомендуется применять коллекторные системы. Дело в том, что реализовать такую схему в многоэтажном доме проблематично (прочитайте: «Схема отопления многоэтажного дома — как происходит подача в системе отопления высотных домах»). Если отключить отопительные приборы от стояков и смонтировать несколько гребенок, теплообеспечение в собственных помещениях не пострадает, а вот у соседей, батареи которых запитаны на этой же ветке, значительное падение перепада и температуры обратки приведет к холоду в их квартирах.Поскольку радиаторы станут практически холодными, реакция соседей будет незамедлительной – это визит сотрудников жилищной организации, составление соответствующего документа о самовольном и недопустимом изменении конфигурации отопительной системы. Результат однозначен – вынужденная переделка, которая обойдется в значительную сумму.
2. Автоматические воздушники монтируют непосредственно на гребенки.

Имеют место и другие особенности не только в том случае, когда создается коллекторное отопление своими руками, но и обустраиваются отопительные системы других типов:

• в контуре обязательно должен присутствовать расширительный бак, объем которого не может составлять менее 10% всего объема теплоносителя. Можно, чтобы он был больше, так как неблагоприятных последствий от этого не будет. Поскольку стоимость расширительных бачков вполне доступна, на них экономить не имеет смысла;
• размешать расширительный бак следует на обратке по ходу движения теплоносителя перед циркуляционным насосом. Когда используют гидрострелку, устройство располагают перед основным насосом, который обеспечивает циркуляцию воды в малом контуре. Такое месторасположение объясняется тем, что мембранные баки для недопущения колебаний давления в контуре нужно устанавливать там, где турбулентность водяного потока минимальна;
• что касается места монтажа циркуляционного насоса в отдельно взятом контуре, то это не имеет особого значения, но нахождение его на обратке увеличит ресурс устройства по причине более низкой рабочей температуры. Насос размещают таким образом, чтобы вал располагался строго горизонтально.

Коллекторная гребенка

Выбрать подходящий гребешок для коллекторного отопления несложно. Устройство это несложное, поэтому обратить внимание нужно, в первую очередь, на материал корпуса.

Покупные устройства могут быть:

• со стальным корпусом и отводами;
• с чугунным корпусом;
• с пластиковым корпусом.

Предпочтение следует отдать литым гребенкам даже в случае значительного перепада давления корпус не даст течь. Что касается подключения подающих и обратных труб, то даже в самых простых моделях выходы снабжены резьбой, это существенно облегчает монтаж.

Литой корпус гарантирует герметичность

Коллекторное отопление можно организовать и без покупных гребенок, возможны 2 варианта:

• с использованием сварки – с точки зрения экономии весьма спорный вариант. Во-первых, не каждый умеет работать со сварочным аппаратом, а во-вторых, качество шва гарантировать нельзя. В случае непровара течь гарантирована. К тому же, придется докупать недостающую арматуру, в итоге экономия окажется мизерной;
• ну и самый бюджетный вариант –из ПП трубопровода. В таком случае гребенка напоминает ряд соединенных последовательно тройников с заглушкой в конце. Из инструментов понадобится только устройство для пайки ПП трубопровода. Такой коллектор будет обладать всеми слабостями полипропиленового трубопровода, в частности снижением прочности при высокой температуре теплоносителя.

На фото – пример бюджетной гребенки из полипропилена

Подведение итогов

Коллекторную отопительную систему можно назвать идеальной с точки зрения эффективности. Независимая подача теплоносителя в каждый радиатор позволяет добиться идеального микроклимата в каждой комнате дома. Большая, по сравнению с традиционными схемами отопления, стоимость несколько сдерживает рост популярности такого вида обогрева жилья, но если бюджет позволяет, то отопление по коллекторной схеме – идеальный вариант.

Конструкция коллекторного отопления

Для начала необходимо понять схематические и конструктивные особенности системы. Самый простой чертёж такого оборудования будет состоять из одного распределительного узла. От него выходят несколько отопительных магистралей.

Из комплектующих понадобится стандартный набор для отопительной системы следующего типа:

• расширительный бачок;
• циркуляционный насос;
• группа безопасности.

Коллектор, от которого будут выходить магистрали, находится непосредственно возле котла. Он состоит из таких ключевых элементов, как входной и выходной.

Как понятно из контекста, во входное отверстие подключается подающая труба от котла. Уже непосредственно коллектор будет распределять теплоноситель по магистральным веткам.

В выходное отверстие поступает остывшая вода для дальнейшего перенаправления в котёл для повторного нагрева. Это своего рода обратка, как в классических отопительных системах, работающих на газу.

Если система этого типа характеризуется повышенной сложностью, то необходимо устанавливать дополнительные приборы для регулировки количества подаваемого теплоносителя. При этом лучше покупать устройства (коллекторы) заводского производства, поскольку они отличаются повышенной надёжностью и рассчитаны на определённые параметры отопления.

Такая простая схема коллекторного отопления может быть применена для одноэтажного дома, где мощность циркуляционного насоса будет позволять создавать необходимое давление в трубах. Но в двухэтажном доме или более она будет нецелесообразна, нужно будет устанавливать 2 коллектора и насос с более высокой производительностью. Один коллектор будет служить для работы тёплого пола, а второй — распределять теплоноситель по радиаторам.

Кроме учета данных с базовых (основных) чертежей, необходимо тщательно подбирать параметры для каждой ветви и контура отопительного оборудования. Зачастую есть необходимость в установке дополнительных компонентов. К примеру, отдельного циркуляционного насоса для каждого контура или узла смешивания. Последний служит для регулирования температуры теплоносителя с помощью использования остывшего теплоносителя в обратной трубе. Смешивание воды с различной степенью нагрева происходит в коллекторе.

Классическая схема коллекторного отопления частного дома с двумя этажами включает в себя 2 распределительных узла на каждом этаже. Но следует учитывать и общую площадь помещения, а соответственно и длину магистральных ветвей. Если сама система не имеет большой длины, то будет достаточно и одного узла на 2 этажа, поскольку он будет создавать нужное давление.

Не стоит забывать и о теплоотдаче, а также настройке температурного режима в каждом помещении. В жилых зданиях необходимо использовать специальные закрытые коробы для размещения коллекторов.

Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией

Коллекторы для радиаторов и теплого пола

Отличие коллектора для полов от радиаторного состоит в конструктивном исполнении, связанным с разницей рабочих температур и более низким гидравлическим сопротивлением элементов радиаторов. Конструкция блока для подключения теплых полов намного сложнее, она включает в себя большое количество регулировочной водопроводной арматуры и циркуляционный насос для многоконтурных систем.

Стандартный коллекторный блок для бытовых радиаторов имеет простое исполнение: он состоит из подающего и обратного коллекторов большого сечения, из которых выходят штуцеры для подключения труб, идущих к радиаторам. Никаких регулировочных, настроечных вентилей и прочих сложных приборов устройство обычно не имеет, поэтому его подключение и установка не вызывает трудностей у большинства домовладельцев. Радиаторы отопления подсоединяются к блоку через трубы, проходящие в полу, и подключаются снизу в одной точке, для размещения прямого трубопровода необязательно делать стяжку, его можно уложить в штробу, вырезанную или выбитую в плите.

Типовой коллекторный блок является технически сложным элементом с большим количеством регулировок и настроек, часто в систему монтируется циркулярный электронасос. При установке блока следует различать гребенки прямой и обратной подачи, для удобства они промаркированы соответственно красной и синей красками. Также в прямой линии чаще всего размещаются регулируемые расходомеры с прозрачным колпачком и нанесенными делениями, указывающими объем проходящий через них жидкости, он отмечается внутренней индикаторной головкой красного цвета.

Обычно максимальное значение пропускаемого потока не превышает 5 кубических метров в час (соответствует делению 5 на колпаке), минимальная отметка 0,5. Если индикаторные головки находятся в верхней части, то при прохождении водного потока через подающую гребенку индикатор опускается и показывает объем проходящей жидкости. Иногда головки расположены снизу, в этом случае поток движется в обратном направлении из контура отопления в гребенку и соответственно расходомеры установлены в планку обратной подачи.

Если в коллекторный блок вмонтирован циркулярный электронасос, то его рабочее колесо направляет поток от выходной гребенки в корпус подающей – таким образом осуществляется подмешивание холодной воды из обратной линии в нагретый котлом теплоноситель для понижения его общей температуры.

В стандартном блоке предусмотрено место для расположения датчика терморегулятора, имеются выпускные клапаны для стравливания воздуха в подающей и обратной гребенке, установлены клапаны, на месте которых размещены посадочные места для сервоприводов, выполняющих автоматическое регулирование режимов работы.

Рис. 11 Гидрострелка – схема установки и подключения

Гидрострелка и солнечный коллектор

Гидрострелка и солнечный коллектор относятся к устройствам, выполняющим аналогичные водопроводным гребенкам функции – собирают в одном корпусе носитель из нескольких источников и распределяют его по контурам различного назначения.

Гидравлический распределитель устанавливают в тех случаях, когда для отопления используют значительные объемы теплоносителя, связанные с большим количеством контуров и площадями отапливаемых помещений. К стояковой гидрострелке подключают котел, гидроаккумулятор, коллекторы радиаторов отопления и теплых полов, бойлер, насосное оборудование с установкой циркуляционного насоса на каждое коллекторное звено.

Устройство предназначено для стабилизации давления и выравнивания температуры в подключенных контурах, обеспечивает удобство подсоединения распределительных узлов. Гидрострелка представляет собой вертикально (иногда используют горизонтальную установку) расположенную емкость (трубу большого диаметра) круглого или прямоугольного сечения с приваренными боковыми штуцерами, в верхней части которой находится клапан для развоздушивания, а снизу вмонтирован кран для слива теплоносителя.

Рис. 12 Плоский солнечный коллектор

Солнечные батареи применяют в районах с большим количеством солнечных дней в году, также для экономии энергоресурсов используют солнечные коллекторы дополнительного подогрева теплоносителя, используемого для отопления и других хозяйственных целей.

Если солнечные батареи преобразуют ультрафиолетовое излучение в электрическую энергию, то солнечные коллекторы предназначены для нагревания теплоносителя, которым является воздух или жидкость.

Наиболее простое и популярное в быту коллекторное устройство сконструировано и работает следующим образом. В металлическом корпусе под защитным стеклом размещается теплоприемник – пластина черного цвета с запрессованным змеевиком из меди или алюминия, покрытом черным абсорбентом, приемник солнечного излучения располагается на слое утеплителя. Охлажденный теплоноситель перемещается по змеевику с помощью циркуляционного насоса системы отопления и после нагревания солнечным излучением поступает в котел.

Описанная система имеет высокие тепловые потери, поэтому в более дорогих схемах используют покрытый абсорбирующим слоем трубопровод, помещенный в вакуум. Внешне устройство напоминает ряд стеклянных колб с откачанным воздухом, внутри которых размещены нагреваемые медные трубы с хладагентом, каждая труба подключена к распределительному солнечному коллектору. В подобных системах в качестве теплоносителя используется специальный хладагент, имеющий низкую температуру кипения, при нагревании он превращается в пар и передает свою энергию протекающему в теплообменном коллекторе носителю.

Рис.13 Вакуумный солнечный коллектор – принцип действия

Особенности монтажа коллекторной системы

Монтаж систем отопления проводят перед проведением отделочных работ по укладке напольного и стенового покрытия, проходящий по полу трубопровод привязывают к прочной металлической сетке и заливают стяжкой, расположенной на слое утеплителя.

Многоквартирный дом

Реализация коллекторного отопления в жилом многоквартирном доме практически не используется в быту, связано это в первую очередь с наличием радиаторного отопления в зданиях, при котором все помещения в квартире обогреваются батареями. Прокладка контуров для обогрева помещений через полы связана существенными финансовыми расходами и неэффективна, к тому же для укладки малого количества и небольшой длины петель не требуется гребенка. Существенный фактор, делающий бесполезным монтаж коллекторного отопления в многоквартирном доме – разбалансировка и нарушение температурного режима всей домовой системы, в результате чего возможны штрафные санкции и демонтаж уложенного теплого пола.

Коттедж

Коллекторные гребенки являются основными элементами в организации отопления загородных домов и коттеджей, обычно их размещают в стене комнат, расположенных по центру дома на каждом этаже, присоединяя к вмонтированному в них стояку.

Для этого в стене на этапе строительства размещают выемку, в которой располагают гребенку, для повышения эстетичного вида в место врезки ставят коллекторный шкаф с закрывающимися дверями.

На каждую комнату используют один контур, если в помещении расположено нескольких радиаторов, их подключают последовательно по однотрубной попутной или проходной схеме (ленинградка). Несколько малых контуров монтируют в том случае, если площадь помещений велика и максимальная длина трубопровода не обеспечивает ее покрытие с заданным шагом.

Рис. 14 Комбинированная система отопления

Установка и подключение распределительной гребенки

Устанавливая и подключая распределительный коллектор для теплых полов, полезно соблюдать следующие правила:

• Заполнение гребенки со всеми петлями в силу их большой протяженности производят малым потоком жидкости во избежание завоздушивания, обычно процедура занимает 1,5 – 2 часа времени для полов площадью 100 квадратных метров.
• После заливки теплоносителя в систему перекрывают все контуры кроме одного – через него пропускают воду и сливают через спускной клапан, добиваясь отсутствия воздуха в петле. Аналогично поступают с другими контурами, последовательно прокачивая и сливая через них воду.
• После заполнения теплоносителем всех петель оставляют подключенной одну петлю, включают циркулярный электронасос и прогоняют через нее воду, открыв клапан для спуска воздуха.
• Операцию повторяют для каждого отдельного контура, прокачивая жидкость в течение 5-10 минут.
• По завершении прогонки открывают все контуры, включают электронасос и котел для полного развоздушивания через автоматически выпускные клапаны, которое может продолжаться несколько часов.

Для обеспечения одинаковой температуры во всех петлях используют расходомеры, принцип настройки которых заключается в следующем: чем большую протяженность имеет петля, тем больший поток воды следует через нее пропускать. К примеру, если длина одной петли составляет 100 метров, второй 60, а третьей 40, то для настройки контура с наибольшей протяженностью откручивают гайку расходомера до упора, максимально увеличивая сквозной канал, и визуально определяют расход по метке.

В петлях с меньшей протяженностью выставляют расход, основываясь на максимальном показании наиболее протяженной петли в соответствующей пропорции. К примеру, если в самой длинной 100 метровой ветви стоит максимальный расход 2 единицы, в 60 метровой выставляют значение 1,2, в 40 метровой – 0,8.

Рис. 15 Коллекторы от популярного производителя Valtec – особенности и виды

Расчет коллекторного отопления

Домовладельцу нет необходимости рассчитывать параметры коллектора (его проходной диаметр, длину, сечение выходных штуцеров) и диаметр труб при приобретении стандартного изделия. При желании произвести подобные расчеты, можно обнаружить необходимые формулы в сети, хотя и в этом случае проще ориентироваться на стандартные размерные параметры выпускаемых заводских изделий.

Основной задачей расчетов является определение длины труб для обеспечения необходимой температуры в помещении при известных температурных характеристиках теплоносителя. Для этого нет необходимости прибегать к сложным инженерным вычислениям, произвести которые под силу только узким специалистам в области отопления, для рядового обывателя проще воспользоваться онлайн калькулятором или компьютерной программой.

Для получения искомого результата в программу или калькулятор вводятся исходные данные о необходимой температуре в комнате и ее площади, диаметре и шаге расположения труб, температуре носителя. В интернете можно обнаружить обзоры программ для расчетов Audytor CO от компании Sankom, Комплекс Valtek от одноименной компании, Raucad/Rauwin 7.0 от Rehau.

Рис. 17 Сборка коллекторного блока

Самостоятельная сборка коллектора отопления

Коллекторы отопления обычно поставляются производителем в собранном виде, циркуляционный электронасос стандартной длины устанавливается позже на резьбовое соединение типа американка. Иногда комплектующие поступают потребителям по отдельности, порядок сборки состоит из следующих операций:

• На подающую гребенку устанавливают расходомеры и вкручивают концевой воздухоотвод в правый торец.
• К обратной гребенке с установленными ранее колпаками на запорных клапанах через американку с правой стороны производят подсоединение вентиля.
• На обе гребенки слева через американку устанавливают сгоны для подключения компрессионного электронасоса, при этом они располагаются таким образом, чтобы штуцер для установки термометра находился с лицевой стороны.
• В гребенку обратки вкручивает тройник, к которому присоединяют термостатическую головку.
• При помощи резьбового соединения (американки) для монтажа циркуляционных электронасосов и прокладок из комплекта, насос присоединяют к верхней и нижней гребенкам.
• По окончании работ к коллекторному блоку подключают трубы стандартного диаметра с помощью Евроконусов, идущих в комплекте.

Все основные соединения герметизируют с помощью резиновых прокладок, идущих в комплекте с блоком и электронасосом, иногда уплотнители отсутствуют в кране и тройнике подающей гребенки, тогда для герметизации используют льняную паклю или другие сантехнические материалы. Для проведения работ достаточно одного разводного ключа, при этом важно не пережать гайки – это может привести к разрыву прокладок.

После монтажа всей системы обязательно проведение гидравлических испытаний – опрессовки, при которой вода подается в магистраль под повышенным давлением (обычно его значение в 1,5 – 2 раза больше рабочего).

Рис. 18 Трубы PEX и PE-RT

Варианты укладки трубопровода

Основные схемы укладки труб при монтаже – зигзагообразная и спиралевидная улитка, последняя обеспечивает более равномерный прогрев и считается лучшей по эффективности. При разводке труб следует выдерживать определенное расстояние между участками, оно зависит от схемы раскладки и толщины стяжки, его типовое значение для обычной толщины цементно-песчаного слоя лежит в диапазоне 150 – 200 мм.

Распределительный коллектор является основным узлом в индивидуальной системе отопления, содержащей два или более контура теплых полов, он выполняет функции раздачи и смешивания теплоносителя для снижения его температуры. При монтаже трубопровод из сшитого или термостойкого полиэтилена размещается под стяжкой в виде зигзага или улитки и подключается к гребенкам при помощи Евроконусов, обеспечивающих быстрое и герметичное соединение.

Кол-во блоков: 22 | Общее кол-во символов: 36325
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору: