Распределительная гребенка системы отопления: назначение, принцип действия, правила подключения

Виды гребёнок отопления

Гребёнок отопления выпускается очень много видов – с самыми разнообразными «наворотами».

Это весьма сложная коллекторная система и при том дорогостоящая, не всем может быть по карману. В её состав входят расходомеры (на верхнем – подающем — коллекторе различимы белые «колпачки») и термоголовки. Расходомеры позволяют регулировать равномерность подачи теплоносителя к радиаторам. Также имеются кронштейны для монтажа в коллекторном шкафу или на стене.

На нижнем – обратном — коллекторе установлены термоголовки, которые прикрывают/приоткрывают проход выходящего из системы теплоносителя. Этим регулируется температура возвращаемого теплоносителя. Термоголовками можно отрегулировать температуру для каждого радиатора отдельно, т. о. отрегулировав и желаемую температуру в каждой комнате, о чём уже упоминалось выше.

Коллекторы – латунные трубки с дюймовым внутренним проходом и резьбами на концах – для присоединения запорной арматуры и трубопроводов. Ну и выходы – обычно полудюймовые – для подключения радиаторов. Как видно на фото, на обратном коллекторе есть заглушки, чтобы при желании можно было поставить расходомеры или термоголовки.

Ещё вариант распределительных коллекторов – с литым корпусом:

С одной стороны коллектора внутренняя резьба, с другой наружная (дюймовая или трёхчетвертная).

Ну и самый бюджетный вариант:

Это гребёнка отопления китайского либо турецкого происхождения. К такому коллектору присоединяются металлопластиковые трубы с помощью имеющихся здесь цанговых разъёмов.

Такие коллекторы вполне работоспособны, если не считать одну их слабость: бывает, что теплоноситель начинает подтекать из-под рукоятки вентиля. Причина — износ резиновых уплотнителей. К сожалению, уплотнители не всегда получается заменить, и приходится менять весь коллектор.

А это самая простая гребёнка отопления:

Это просто нержавеющая труба с приваренными выходами. Такая простота обманчива: сами понимаете, к ней нужно докупить ещё много чего. Да и нержавейка – не самый дешёвый материал.

Достоинства и недостатки коллекторного отопления

Коллекторное отопление в квартире или частном доме имеет плюсы и минусы. Среди преимуществ этой системы необходимо отметить:

1. Ремонтопригодность. При обнаружении поломки можно с легкостью отключить отдельно взятый участок трубопровода, не прерывая полностью работу системы.
2. Можно применять трубы небольшого сечения. Поскольку каждая выходящая из распределителя ветка питает только один радиатор, то для ее прокладки есть возможность выбрать трубы небольшого сечения, при этом их можно с легкостью расположить в стяжке.
3. Простота эксплуатации. За счет того, что у каждого прибора автономное управление, у владельца дома появляется возможность устанавливать температуру в любой конкретной комнате. А если необходимо, то отключать в помещении приборы отопления. Причем температура в остальных комнатах останется прежней.
4. Можно установить коллекторную систему отопления частного дома своими руками.

Затраты экономического плана – один из минусов данного отопления

Для того чтобы создать несколько веток, которые имеют различные характеристики, например разное давление теплоносителя, используют распределительную разводку с гидравлическим компенсатором. Гидрострелка — это вместительная труба, где к выходам подсоединено несколько независимых веток.

За счет того, что подогретая вода с минимальными потерями доходит к радиаторам, увеличивается КПД системы. Это позволяет уменьшать мощность котла, экономя затраты на топливо.

Отопительная система имеет и недостатки. Главные из них:

1. Расход труб. В отличие от классического подсоединения расход труб во время обустройства коллекторной схемы повышается в 2−3 раза. Отличие в затратах обусловлено количеством задействованных помещений.
2. Требуется наличие циркуляционных насосов, что повлечет дополнительные материальные вложения.

Если что-то случится с трубами, придется вскрывать пол

Также недостатком является зависимость от электроэнергии: даже при работающем котле во время отключения электричества радиаторы останутся холодными. Поэтому эти системы не советуют использовать в тех районах, в которых отключение электричества — частое явление.

2 Принцип работы

Котельная подающая гребенка поставляет тепловой носитель в контур системы, поэтому она оборудована не только запорными механизмами, но и насосом для циркуляции жидкости. Вторая гребенка в коллекторе принимает теплоноситель.

Помимо этого, коллектор оборудуется датчиками температуры и давления, а также гидрострелкой. Последняя сохраняет оптимальный перепад температуры между выходящим и входящим теплоносителем.

Локальная гребенка отличается способом работы и размерами. В отопительной системе этих гребенок может находиться несколько. Если в основном коллекторе охлажденный теплоноситель полностью заменяется горячей водой, то в дополнительных гребенках происходит смешивание циркулирующей жидкости.

Тепловой носитель передвигает в них по замкнутому контуру, пока температура не снизится меньше установленного уровня. За температурный режим отвечает датчик, который при понижении открывает клапан, закрывающий путь жидкости от основной магистрали. Более горячий теплоноситель поступает и смешивается с охлажденным.

Гидрострелка в этих коллекторах не предусмотрена, вместо нее находится дополнительный насос. Он продвигает воду по контуру, регулярно подавая порцию горячей жидкости из основной магистрали. Причем такое же количество холодной воды возвращается к котлу, но уже по другой трубе — обратке. Локальные коллекторы применяются и для подключения радиаторов, и для теплых полов.

Последовательность работ

Процесс изготовления гребенки выглядит достаточно просто:

1. Необходимо приобрести материалы в соответствии с решениями, принятыми на этапе конструирования распределителя.
2. В заготовке для корпуса вырезаются отверстия под отводы. Если в этом качестве используется круглая труба, то сначала на бумаге нужно вычертить развертку отверстия (в обиходе называется «рыбкой»). Далее развертка вырезается, прикладывается к трубе и очерчивается карандашом или маркером. После этого вырезается отверстие — с предварительным высверливанием по контуру или с помощью газового резака.
3. Привариваем отводы к корпусу гребенки при помощи электросварки. К торцам привариваются заглушки, которые при необходимости также оснащаются патрубками.
4. Полученное изделие необходимо проверить на герметичность. Оставляем открытым один отвод, все остальные плотно закрываем. После этого заполняем коллектор горячей водой и наблюдаем, не дадут ли сварные швы течь. Не помешает раздобыть ручной насос для опрессовки и проверить надежность швов под давлением.

В качестве корпуса коллектора не обязательно использовать круглую трубу, вполне сгодится и квадратная.

Если испытания прошли успешно, можно окрашивать гребенку и после высыхания краски приступать к ее монтажу.

Даже если теплый пол монтируется в одной комнате, все равно необходим. Обзор моделей коллекторов и цен на них представлен на сайте.

Расчет пропускной способности гребенок

В расчет параметров распределительной гребенки входит определение ее длины, площади сечения ее сечения и патрубков, количества контуров теплоснабжения. Лучше, если расчеты будут делать инженеры посредством компьютерных программ, в упрощенном исполнении они годятся только на эскизной стадии проектирования.

Чтобы соблюдался гидравлический баланс, диаметр входной и выходной гребенок коллектора должны совпадать, а пропускная суммарная способность патрубков должна равняться аналогичному параметру коллекторной трубы (правило суммарных сечений):

• n — площадь сечения коллектора4
• n1,n2,n3,n4 — площади сечений патрубков.

Выбор гребенки должен соответствовать максимуму тепловой мощности отопительной системы. На какую мощность рассчитано заводское изделие, написано в техническом паспорте.

Например, диаметр распределительной трубы 90 мм используется для мощности, не превышающей 50 кВт, а если мощность вдвое выше, то диаметр придется увеличить до 110 мм. Только так исключается риск разбалансировки отопительной системы.

Сечение коллекторной трубы равняется 3-м диаметрам подключаемых патрубков, расстояние между подающей и обратной гребенками — 6 диаметрам, удаленность патрубков друг от друга составляет 3-и диаметра

Полезным является и правило 3-х диаметров (см. рисунок выше). Что касается расчета производительности циркуляционного насоса, то за основу берется удельный расход воды в отопительной системе.

Рассчитывается по отдельности каждый насос — по контурам и для всей системы. Цифры, полученные в расчете, округляются в большую сторону. Небольшой запас мощности лучше, чем ее недобор.

Модификации распределительных гребенок

Сегодня на рынке оборудования представлено множество разновидностей коллекторов для отопительных систем.

Производители предлагают как связующие звенья самого простого исполнения, конструкция которых не предусматривает наличие вспомогательной арматуры для регулирования оборудования, так и коллекторные блоки с полным комплектом вмонтированных элементов.

Коллекторный блок, включающий все необходимые функциональные элементы для создания условий бесперебойной и высокопроизводительной работы отопительной системы

Простые в исполнении устройства являют собой латунные модели с дюймовым проходом ответвлений, оснащенных двумя соединительными отверстиями по бокам.

На обратном коллекторе такие устройства имеют заглушки, вместо которых в случае «наращивания» системы всегда можно установить дополнительные приборы.

Более сложные в конструктивном решении промежуточные сборные узлы оснащены шаровыми кранами. Под каждый отвод в них предусмотрена установка запорной регулировочной арматуры. Навороченные дорогостоящие модели могут быть оснащены:

• расходомерами, основное предназначение которых – регулировать поток теплоносителя в каждой петле;
• термодатчиками, призванными контролировать температуру каждого отопительного прибора;
• воздуховыпускными клапанами автоматического типа для слива воды;
• электронными клапанами и смесителями, направленными на поддержание запрограммированной температуры.

Количество контуров в зависимости от подсоединяемых потребителей может варьироваться в пределах от 2 до 10 штук.

Независимо от сложности и многофункциональности оборудования при изготовлении гребенок коллекторных блоков используют материалы, устойчивые к внешним факторам

Если за основу брать материал изготовления, то промежуточные сборные коллекторы бывают:

1. Латунные – отличаются высокими эксплуатационными параметрами при доступной цене.
2. Нержавеющие – стальные конструкции чрезвычайно долговечны. Они могут с легкостью выдерживать большое давление.
3. Полипропиленовые – модели из полимерных материалов, хоть и отличаются невысокой ценой, но по всем характеристикам уступают металлическим «собратьям».

Модели, выполненные из металла, для продления срока службы и повышения эксплуатационных параметров обрабатывают антикоррозионными составами и покрывают теплоизоляцией.

Разделительные конструкции, выполненные из полимеров, применяют при обустройстве систем, отапливаемых котлами мощностью от 13 до 35 кВт

Детали устройства могут быть литого исполнения либо же оснащены цанговыми зажимами, позволяющих осуществлять соединение с металлопластиковыми трубами.

Коллекторы используются в схемах одно- и двухтрубного отопления. В однотрубных системах одна гребенка поставляет нагретый теплоноситель и принимает остывший

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.

Некоторые модели могут быть оснащены кранами, с их помощью можно регулировать подачу вручную. Такие гребенки имеют литой корпус и с торцов оснащены резьбой штуцер/гайка, что позволяет быстро и просто собрать коллектор из необходимого количества отводков.

С целью экономии коллектор для систем отопления можно собрать из отдельных элементов самостоятельно или полностью сделать своими руками.

Установка гребенки в систему отопления и её расчет

Место установки распределительной гребенки в системе отопления зависит от ее назначения. Чаще всего она используется для организации многоконтурного теплоснабжения. Однако помимо этого она является обязательным элементом водяного теплого пола.

Прежде чем приступить к установке — следует выполнить расчет гребенки отопления. Главной задачей этого процесса является равномерное распределение давления по контурам отопления. Если система представляет из себя сложную схему магистралей — рекомендуется сделать расчет с помощью специальных программ. Для простой системы с количеством контуров до 5-ти можно применить принцип равных сечений.

Где N0
– диаметр коллектора, N1
, N2
, N3
, N4
– сечения его отводящих патрубков.

Такая же схема расчета применяется при изготовлении гребенки отопления своими руками

Важно, чтобы размеры входного и выходного коллекторов совпадали. Примечательно, что стандартное устройство гребенки отопления не имеет требований к ее форме

Т.е. она может быть как круглого так и квадратного сечения. Основные принципы установки коллекторного отопления заключаются в следующем:

• Для улучшения циркуляции рекомендуется установка насосов для каждого контура. При этом распределительная гребенка системы отопления не должна обеспечивать синхронизацию работы насосов;
• Если узел располагается в котельной — установка защитного короба необязательна. Исключение составляет монтаж гребенки для отопления из полипропилена в системе теплого пола;
• Для регулировки объема теплоносителя необходимо установить на каждом входном и выходном патрубках регулировочную арматуру — впускные клапана и балансировочные расходометры;
• При планировании монтажа гребенки отопления следует предусмотреть наличие на распределительном узле группы безопасности.

Кроме этих правил специалисты советуют при расчете гребенки отопления учитывать разницу в длине контуров. Рекомендовано составить схему так, чтобы их протяженность была приблизительно равной.

Для уменьшения расхода энергоносителя, в устройство гребенки отопления можно установить смесительный узел, что, в свою очередь, снизит затраты на отопление.

Изготовление распределительного коллектора своими руками

Проект распределительного коллектора разрабатывается исходя из количества отопительных контуров в вашей системе. Оцените, где расположен ваш нагревательный котел, какой в нем имеется входной и выходной патрубок, какое количество отопительных контуров или контуров косвенного нагрева будет задействовано в отопительной системе. Возможно вы планируете увеличивать количество контуров в вашем доме, например, пристроить еще комнату в следующем году. К распределительной системе также могут подключаться солнечные коллекторы, тепловой насос и другие устройства. Также считаем все системы распределительного тепла, включая теплые водяные полы, отопительные радиаторы, фэнкойлы и так далее.

Составляем схему нашей отопительной системы, учитывая, что у каждого контура имеется труба подачи горячей воды и труба обратки.

В ходе проектирования системы не забудьте определить месторасположения дополнительного оборудования, такого как расширительный бачок, клапан автоматической подпитки, сливной кран и кран для заполнения системы, группа термостатов и так далее.

Производит пространственное проектирование, то есть определяем откуда и куда в наш распределительный коллектор будут подключаться трубы. Практика подсказывает, что на торцах коллектора обычно монтируются патрубки для подключения твердотопливного котла и для косвенного нагрева. Если у вас в системе есть настенный газовый или электрический котел – он врезается сверху или также в торец.

Исходя из имеющейся информации составляем чертеж будущего распределительного коллектора. Удобно для этого воспользоваться миллиметровой бумагой. Расстояние между патрубками не должно составлять менее 10 сантиметров, но и разносить их шире 20 сантиметров также не следует. Для одного контура отопления, расстояние меду патрубком подачи и патрубком обратки не должно быть менее 10 сантиметров. Желательно, чтобы группы патрубков одного контура визуально выделялись.

Проектировка коллектора

На приведенном ниже рисунке приведен пример проектирования распределительного коллектора, в который будет подключено шесть контуров отопительной системы.

На первом этапе чертим два прямоугольника. Это собственно коллектор подачи и коллектор обратки.

коллектор подачи и коллектор обратки

На троцах коллекторов проектируем подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева. Не забывайте проставлять на чертеже параметры сечения будущих патрубков.

подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева

Проектируем подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов. Не забывем проставлять сечение труб и размеры патрубков. Подписываем все спроектированные патрубки.

подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов

На следующем этапе проектируем подключение дополнительного оборудования. В нашем случае это расширительный бачок, кран слива, защитный блок, термометр системы

Обратите внимание, что контуры подачи теплоносителя выделяются красным, а контуры обратки – синим цветом

подключение дополнительного оборудования

Это был черновой чертеж. Проверяем его правильность и переносим его начистовую на новый лист бумаги. Именно исходя их этого проекта мы и будем создавать самостоятельно распределительный коллектор.

4 Принцип составления схем разводки

Конкретных правил по составлению разводки коллекторного отопления нет. Расположить её можно и нужно в зависимости от индивидуальных особенностей определённого помещения.

Подключение допустимо только тогда, когда ещё на этапе проектирования многоквартирного здания были предусмотрены вентили для подключения любой разводки отопительной системы.

Таким образом, коллекторная схема отопления позволяет обогреть дом максимально эффективно, если в этом есть необходимость. То есть рациональность установки нужно просчитывать, в основном такое решение подходит для двух- или трёхэтажных домов.

Классификация распределительных коллекторов

Распределительные коллекторы отличаются друг от друга типом разводки, материалом, из которого изготовлены и техническими характеристиками.

Солнечные коллекторы экономят электроэнергию. В любую погода они нагреваются от солнца до восьмидесяти градусов, за счет этого система не требует расходов электроэнергии.

Изготовить солнечный коллектор, где в качестве теплоносителя используется антифриз можно собственными руками.

Если в системе отопления имеется немало отопительных приборов, а значит, от коллектора к ним отходят независимые ответвления, необходимо использование гидрострелки, которая будет распределять потоки, обеспечит равномерность давления, температуры. Позволяет смешивать потоки. Использование гидрострелки рационально, если отопительная система сложная.

Простые коллекторы дают возможность подключить/отключить несколько отопительных приборов, не снабжены дополнительными устройствами, из-за этого не позволяют изменять температуру, а также давление, смешивать потоки и т.п. Просты в установке и своем устройстве, отсюда и название.

Усовершенствованные распределительные коллекторы регулируют температуру, давление с помощью входящий в состав устройств, снабжены автоматическими датчиками и арматурой.

Среди дополнительного оборудования, которое нужно для обеспечения комфорта эксплуатации при использовании распределительного коллектора, значатся различные клапаны, датчики, термостаты, блоки, воздухоотводчики и смесители.

Коллекторы изготавливают из:

Латунные коллекторы достаточно качественные и при этом имеют низкую стоимость.

Нержавеющие коллекторы, изготовленные из стали выдерживают большое давление, отличаются долговечностью. Полипропиленовые стоят недорого, но и качество их сильно хромает.

Состав коллекторной системы отопления

Простая схема коллекторного отопления

На первом этапе необходимо ознакомиться с принципом проектирования автономного теплоснабжения. Самая простая схема коллекторного отопления состоит из одного распределительного узла, к которому подключаются отдельные магистрали системы.

В состав входят стандартные компоненты – котел, циркуляционный насос, расширительный бачок и группа безопасности. Коллекторный узел устанавливается непосредственно рядом с котлом и состоит из двух элементов:

• Входной. Подключается к подающей трубе от нагревательного прибора и распределяет горячий теплоноситель по контурам;
• Выходной. К нему ведут обратные патрубки от отдельных магистралей. Необходим для сбора остывшей воды и ее направления в котел для дальнейшего нагрева.

Сложные коллекторные группы для отопления комплектуются приборами регулирования объема подачи теплоносителя – термоголовками (входной) и механическими ограничителями на выходном.

Лучше всего приобретать коллекторы заводского производства. Так как они рассчитаны на определенные параметры отопления.

Многоуровневое коллекторное отопления

Такой принцип применяется для организации теплоснабжения одноэтажного частного дома, где мощности циркуляционного насоса будет достаточно для обеспечения нормального давления в трубах. Для двухэтажного здания могут быть установлены две коллекторные группы для отопления. Одна из них будет предназначаться для распределения по отдельным контурам, а вторая служит основным компонентом теплого водяного пола.

Для подобной схемы необходимо рассчитывать параметры каждого контура. Чаще всего возникает необходимость в установке следующих дополнительных компонентов:

• Циркуляционные насосы для каждого контура;
• Узел смешивания. Необходим для регулирования температуры теплоносителя в коллекторе. Канал соединяет прямую и обратную трубу и с помощью регулирующего устройства (двух или трехходовой клапан) происходит смешивание потоков с различной степенью нагрева.

Коллекторная схема двухэтажного дома

Традиционная схема коллекторного отопления двухэтажного дома включает в себя распределительные узлы на первом и втором уровнях. Но все зависит от общей площади помещений и как следствие – от длины отдельных магистралей.

Также нужно учитывать теплоотдачу и оптимальные тепловые режимы в каждом помещении.

Все коллектора, расположенные в жилых помещениях, должны устанавливаться в специальных закрытых коробах.