Смесительный узел для теплого пола своими руками

Конструкции и типы клапанных кранов

В насосно-смесительный узел для теплого пола могут входить различные типы клапанных кранов. Среди них следует отметить трехходовые клапаны (рис. 1), с помощью которых водяные потоки смешиваются, разделяются и переключаются между собой. Основной функцией этих приборов в смесительных узлах является создание смеси с заданной температурой, где перемешивается горячий теплоноситель, поступающий из котла, и охлажденная жидкость из трубопровода обратной подачи.

Главная задача двухходового клапана (рис. 2) заключается в изменении количества воды, поступающей из одного места. То есть, в данном случае регулируется величина потока. Если сечение клапана уменьшается, то снижается и объем теплоносителя, проходящего через этот прибор. Чтобы насос продолжал нормально работать, вода для него в нужном количестве поступает из другого трубопровода.

Каждый из этих клапанов по своей сути является обычным запорным механизмом с возможностью различных регулировок. В самых простых случаях поток воды перекрывается вручную обычным вентилем. Однако для смесительного оборудования данный метод не годится, поскольку он не обеспечивает автономную работу прибора. Поэтому совместно с клапанами используются термоголовки, регулируюobt открытие клапанов в автоматическом режиме. Информация для открытия или закрытия поступает от термодатчика, установленного на подающем или обратном трубопроводе. В некоторых конструкциях работа клапанов осуществляется через сервоприводы.

Следует остановиться и на термостатических трехходовых клапанах (рис. 3). К ним подключаются два трубопровода с разными температурами воды. После смешивания через третий отвод выходит жидкость с температурой, установленной заранее. Образуется насосный узел с улучшенными свойствами. Для регулировки температуры используются датчики, встроенные в корпус устройства.

Выбирая необходимый клапан, независимо от его конструкции, следует учитывать величину его пропускной способности. Данный параметр, обозначаемый Kvs или Kv, соответствует максимальному потоку теплоносителя, пропускаемого через клапан, находящийся полностью открытым. При этом перепад давления составляет 1 Бар. Существует стандартный ряд этой величины, указываемой в технических характеристиках в виде 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,6; 10 и т.д.

Варианты схем размещения

Смесительные узлы, независимо от конструкции, могут монтироваться по различным схемам. Основное требование, предъявляемое к каждой из них, заключается в получении нужной температуры теплоносителя. Все известные схемы можно условно разделить на две группы: параллельные (рис. 1) и последовательные (рис. 2). Основным отличием каждой схемы является направление движения теплоносителя.

Конструкция параллельной схемы предусматривает подачу воды после смешивания до нужной температуры не только в контур теплых полов, но и к обычным радиаторам отопления. В этом случае не весь теплоноситель попадает в теплый пол, и для подачи части теплоносителя к радиаторам потребуется насос с более высокой производительностью.

Последовательная схема будет нормально функционировать и с менее производительным насосом. В этом случае весь теплоноситель после смешивания циркулирует исключительно в отопительном контуре водяного пола. Данная схема считается более простой и чаще всего используется потребителями.

Конструкции обеих схем создаются с помощью определенного набора деталей и запорно-регулирующей арматуры. Основную роль играют клапанные краны и циркуляционный насос, с помощью которых удается получить нужное количество теплоносителя с требуемой температурой.

Виды смесительных узлов

До сих пор рассматривался лишь принцип работы представленных схем смесительных узлов. Однако каждая из них отличается конструктивными особенностями в связи с использованием различного оборудования и комплектации. Обладая этими знаниями, вполне по силам соорудить смесительный узел для теплых полов своими руками.

Таким образом, все схемы по своей конструкции разделяются на два основных типа: смесительные узлы на двухходовых и на трехходовых клапанах. В каждой из них применяются различные элементы, отличающиеся разной последовательностью и расположением.

Смеситель с двухходовым клапаном

Двухходовая конструкция известна также в качестве питающего клапана. Он оборудован термостатической головкой с жидкостным датчиком для постоянного контроля температуры воды, поступающей в контур теплых полов. С помощью этой головки осуществляется открытие и закрытие клапана, за счет чего и происходит добавление или отсечение подачи горячей жидкости, поступающей от отопительного котла.

Таким образом, наступает этап смешивания двух теплоносителей, осуществляемый по очень простой схеме. Вода из обратки на узел теплого пола поступает непрерывно, а горячая жидкость подается только при необходимости. Именно этот процесс и регулируется с помощью двухходового клапана. Данная схема исключает перегрев теплого пола и способствует продлению его срока службы. Незначительная пропускная способность такого клапана позволяет плавно регулировать температуру теплоносителя, избегая резких скачков.

В большинстве водяных полов используются именно двухходовые клапаны. Единственным ограничением является площадь помещения: если она составляет 200 м2 и более, то применение этих приборов считается нецелесообразным.

Смеситель с трехходовым клапаном

Трехходовой кран одновременно является питающим перепускным клапаном и байпасным балансировочным краном в смесительном узле. Отличительной особенностью данного прибора является возможность смешивания внутри него горячего и холодного теплоносителей, поступающих, соответственно, с подачи и обратки. Нередко трехходовые устройства оборудуются сервоприводами, под управление которых функционируют термостатические устройства и погодозависимые контроллеры.

Внутреннее пространство клапана перекрывается заслонкой, расположенной между трубами подачи горячей и охлажденной воды в зоне 90 градусов. Она может быть выставлена в любое положение – по центру или с уклоном в какую-либо сторону в зависимости от того, какую температуру смешанной воды требуется получить. Трехходовые клапана считаются универсальными и просто незаменимы в крупных системах с большим количеством контуров.

Управление погодозависимой арматурой позволяет изменять мощность теплых полов при изменении погодных условий. Резкое снижение температуры наружного воздуха приводит к быстрому остыванию помещения, и водяной тёплый пол уже не справляется со своей задачей. Для повышения его эффективности с помощью трехходового клапана и арматуры увеличивается расход воды и ее температура.

Сервопривод для теплого пола

Схемы подключения отопления

Как сделать теплый пол самостоятельно

Система водяного теплого пола

Теплый пол в бане своими руками

Монтаж теплого пола

Комплектация

Смесительный узел — сложный механизм, отвечает за поддержание стабильной температуры воды, и за её беспрерывную циркуляцию. Он входит в коллекторный блок, и состоит из ряда механизмов.

Насос

Основная функция насоса — создавать постоянное перемещение воды по трубопроводу. Он осуществляет подачу и возврат её через коллектор и ветки пола. Главные его показатели — давление и производительность.

При правильном их расчёте, насос обеспечит преодоление гидравлического сопротивления в магистрали пола. Рекомендовано применять приспособление с автоматическим переключателем рабочих режимов.

Циркуляционный насос

Регулятор расхода

1. Балансировочный кран первичного контура (поплавковый)— он отвечает за количество теплоносителя, который поступает в магистраль из первичного высокотемпературного источника. Поток регулируется за счёт его пропускной возможности. Настройка производится вентилем с головкой, он вращается ключом. Регулировка также проводится клапаном термостата, за управление которым отвечает выносной датчик.
2. Балансирный вентиль вторичного контура — он настраивается в зависимости от размера обогреваемой площади. Путём открывания и закрывания регулирующего крана меняются пропорции нагретого и охлаждённого потока. Закрытие балансировочного вентиля обратки вторичного контура приводит к увеличению подачи горячего теплоносителя от котла, а это — к увеличению теплопроводности.

Степень открытия регулируется с помощью шкалы, она нанесена на колбе. По ней определяется пропускная способность прибора в м3 за час.

Балансировочный клапан

Байпасный клапан

Байпас вмести с перепускным клапаном, способствует обеспечению бесперебойного функционирования насосного оборудования, при действии режима подпора — при полном или частичном прекращении циркуляции жидкости по трубопроводу пола. Это может произойти, если закрыты вентиля петель на гребёнке в ручную, или при помощи кранов.

В итоге, повышается сопротивление течению воды, а также нагрузка на механизм. Уровень давления в системе увеличивается, происходит открывание перепускного клапана.

Через байпасные патрубки и насос осуществляется перетекание теплоносителя, тем самым замыкается малый циркуляционный цикл. Это приводит к исключению аварийных ситуаций.

Байпас

Вспомогательные элементы

За функции контроля и поддержания эффективной работы насосно-смесительной конструкции отвечают также элементы вспомогательного типа. Это:

• термометр — контролирует температуру теплоносителя;
• воздухоотводчик — через него удаляется воздух из системы;

Воздухоотводчик

• дренажные краны, их предназначение — спуск воды;
• обратный шаровой вентиль — предотвращает движение теплоносителя в обратную сторону.

Коллекторный блок

Коллекторная группа — к ней подключаются контуры тёплого пола, рассчитывается на определённое число ветвей. В неё входит подающая и обратная гребёнки.

Назначение и виды

Теплый водяной пол отличается большим количеством контуров труб и невысокой температурой циркулирующего в них теплоносителя. В основном требуется нагрев теплоносителя до 35-40°C. Единственные котлы, которые способны работать в таком режиме, — конденсационные газовые. Но они устанавливаются редко. Все остальные виды котлов на выходе выдают боле горячую воду. Однако ее с такой температурой в контура запускать нельзя — слишком горячий пол это некомфортно. Чтобы снизить температуру и нужны узлы подмеса. В них, в определенных пропорциях, смешивается горячая вода с подачи и остывшая из обратного трубопровода. После чего, через коллектор для теплого пола, она подается на контура.

Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом

Чтобы во все контура поступала вода одинаковой температуры она подается на гребенку теплого пола — устройство с одним входом и некоторым количеством выходов. Подобная гребенка собирает остывшую воду с контуров, откуда она поступает на вход котла (и частично идет в узел подмеса). Это устройство — гребенки подачи и обратки — называют еще коллектором для теплого пола. Он может идти с узлом подмеса, а может — только гребенки без какой-либо дополнительной «нагрузки».

Материалы

Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:

• Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
• Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.

Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.

При установке к подающей гребенке коллектора подключаются входы контуров теплого пола, к гребенке обратного трубопровода — выходы петель. Подключаются они попарно — чтобы проще было регулировать.

Комплектация

При устройстве водяного теплого пола рекомендуют делать все контура одной длины. Необходимо это для того, чтобы теплоотдача каждой петли была одинаковой. Жаль только что этот идеальный вариант встречается нечасто. Намного чаще отличия по длине есть, причем существенные.

Для выравнивания теплоотдачи всех контуров на подающей гребенке ставят расходомеры, на обратной гребенке — регулировочные вентили. Расходомеры — это устройства с прозрачной пластиковой крышкой с нанесенной градуировкой. В пластиковом корпусе находится поплавок, который отмечает с какой скоростью движется теплоноситель в данной петле.

Понятно, что чем меньше проходит теплоносителя, тем прохладнее будет в комнате. Для корректировки температурного режима изменяют расход на каждом контуре. При такой комплектации коллектора для теплого пола делают это вручную при помощи регулировочных вентилей, установленных на обратной гребенке.

Расход изменяют поворотом ручки соответствующего регулятора (на фото выше они белого цвета). Чтобы проще было ориентироваться, при монтаже коллекторного узла, все контура желательно подписать.

Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)

Такой вариант неплох, но регулировать расход, а значит, и температуру приходится вручную. Это далеко не всегда удобно. Для автоматизации регулировки на входах ставятся сервоприводы. Они работают в паре с комнатными термостатами. В зависимости от ситуации, на сервопривод подается команда закрыть или открыть поток. Таким способом поддержание заданной температуры автоматизируется.

Стоимость материалов

• гайки накидные — 257 р./шт.;
• ниппели – 110 р./шт.;
• воздухоотводчик (ручной) – 101 р.;
• терморегуляторы – от 2000 р.;
• обратный клапан – от 200 р.;
• насос циркулярный – от 2400 р.;
• тройники; различные типы соединений и пр. – от 100 р.

Таким образом, примерная стоимость деталей для сборки системы отопления пола своими руками составит около 6-9 тыс. руб.

Если сравнить стоимость самостоятельного монтажа и покупки всего готового с вызовом специалистов, то один только смесительный узел обойдется минимум в 15 тыс. р. Если же учесть все остальные расходы, то сумма выйдет немаленькая – от 30 тыс. р. и выше.

Собирать систему своими руками или нет – решать вам. Однозначно, с этой задачей справятся не все. Необходим опыт в работе с сантехникой и ловкие руки. Тем не менее, для человека, который решил сэкономить пару десятков тысяч рублей, нерешаемых задач нет!

Монтаж смесительного узла для теплого пола своими руками

Для правильной сборки узлов смесителя нужно предварительно изучить назначение и принцип действия каждого из них. Нужно понять, как они взаимодействуют друг с другом

И очень немаловажно иметь хотя бы какой то опыт проведения сантехнических работ

Кажется, проще купить готовый узел в специализированном магазине и подключить его согласно инструкции. Кстати, такой смеситель обойдется в 15 – 30 тысяч рублей. А качество сборки и конструкции отнюдь не гарантировано.

Монтаж смесителя своими руками может быть произведен в такой последовательности:

• на выходное отверстие трехходового смесительного клапана привернуть трубку – удлинитель 100 мм;
• на второй конец удлинителя установить циркулярный насос, учитывая направление подачи жидкости. Оно обозначено стрелкой на корпусе. Мощность перекачки устанавливается переключателем насоса и может иметь три значения – 40-45, 60-65 или 80-85 Вт/час. Таким образом, можно регулировать скорость перекачки теплоносителя и, опосредованно, скорость теплообмена;
• к выходному отверстию насоса уже можно подключать «горячий» конец контура теплого пола;
• «холодный» конец («обратку») нужно подключить к отводному отверстию трехходового клапана;
• если к входному отверстию смесителя подключить подачу горячей воды от котла, система может работать в такой комплектации.

Но обеспечить работу такой примитивной системы можно только постоянно находясь рядом с ней и контролируя ее состояние тактильно и визуально. Это невозможно, поэтому немного усовершенствуем систему:

• сразу за насосом, через тройник, установить «гребенку» с количество отводов равному количеству контуров в системе теплых полов, плюс один отвод для байпаса. На тройник установить термометр циферблатного типа;
• на каждый отвод установить шаровой кран;
• к шаровым кранам подсоединить горячие концы каждого контура, холодные концы подключить к соответствующим выходам второй гребенки такой же конструкции;
• установить байпас на последний отвод первой гребенки, второй конец байпаса соединить со второй гребенкой;
• на конец гребенки со стороны смесительного клапана установить тройник для термометра циферблатного типа. Он предназначен для измерения температуры охлажденного в контурах отопления теплоносителя;
• далее нужно установить второй тройник, его верхний отвод соединить с трехходовым смесителем, на свободный выход установить датчик терморегулятора смесителя. Датчик подключить к терморегулятору;
• от второго конца гребенки сделать отвод в котел.

Кроме того, в системе желательно применение механических терморегуляторов на каждый регистр отопления отдельно. Эти изделия устанавливаются на гребенке горячего входа.

На гребенке обратки нужно установить расходомеры для контроля интенсивности обращения теплоносителя в каждом регистре и контроля наличия потока жидкости как такового.

Конструкции смесительных узлов могут быть самыми разными, просто нужно понимать взаимодействие каждого элемента и правильно их использовать.

Чего следует избегать категорически

1. Попадания в систему теплого пола теплоносителя с температурой более 80оС. Трубы, в том числе и пластиковые, выдержат такую температуру, а вот стяжка разрушится через несколько часов.
2. Температура поверхности теплого пола не должна превышать 31оС. При более высокой температуре конвекционные потоки настолько мощны, что активно поднимают в воздух пыль с пола. Это чревато легочными заболеваниями и различными аллергиями.

Смесительный узел для теплого пола своими руками – дело не простое, но вполне достижимое.

Модульная схема по деревянному основанию

Предусматривает использование готовых плит ОСП с пропиленными канавками под трубы и металлическими пластинами. Толщина плит не менее 22 мм, на схеме укладка теплоизоляции предусматривается в перекрытии. Разнообразие модулей по конфигурации позволяет класть их в нужной последовательности согласно разработанной схеме. В зависимости от шага пластиковой трубы предусматривается использование полос размером 130–280 мм. Они имеют удобные защелки для фиксации труб. Размеры 150 мм, 200 мм и 300 мм. После сборки труб и их проверки на герметичность контур накрывается гипсоволокнистыми плитами.

Теплый пол на деревянном основании

Фото укладки труб теплого пола

Основные правила устройства контура тёплого водяного пола

Водяной теплый пол нагревает поверхность финишного покрытия опосредовано через бетонную стяжку, толщина которой составляет 5 см. При правильном устройство под этой стяжкой имются такие элементы:

• водяная и паровая защита из полиэтиленовой пленки;
• черновая бетонная стяжка толщиной доя 15 см;
• теплоизолирующий слой из фольгированного утеплителя.

Кроме того, поверх греющей стяжки укладывается еще один слой паровой и водяной защиты.

Регистр водяного теплого пола раскладывается на расстоянии 50 см между коленами и не ближе 20 см до стен. Один конец трубы выводится от котла через узел подмеса, второй — обратка, подключается к нему же перед котлом.

Раскладка регистра водяного теплого пола

Устройство в стяжку предполагает использование труб без стыков, что возможно только при использовании пластиковых или металлопластиковых труб. Стык это слабое местом трубопровода, а при необходимости ремонта придется демонтировать стяжку.

Основные принципы подключения

В зависимости от условий, при которых происходит монтаж системы водного обогрева пола, используются различные способы для его монтажа. Специалисты выделяют 4 основных типа подключения:

Управляемая система со смесительным узлом. Указанная конструкция обычно продается сразу в комплекте. В нее включаются датчики, клапаны и контроллеры, поддерживающие жидкость внутри отопительного контура в требуемом состоянии. Количество тепла определяется на ходе в узел, после чего при необходимости автоматически примешивается холодная вода. Как только датчик зафиксирует нужное количество тепла, подача охлажденной воды прекращается.

Смесительный узел для теплого пола

Цены на узел насосно-смесительный

Нерегулируемая схема установки

Регулируемая сбалансированная. В ней используется запорный вентиль, иначе называемый балансирующим краном. С его помощью отработанная вода, прошедшая по контуру и потерявшая большую часть тепла, смешивается с новой поступающей горячей водой. Таким образом регулируется температура всей воды в трубах в полу.

Регулируемая сбалансированная схема установки

Схема с трехходовым клапаном. Последний снабжен внутренним сердечником, реагирующим на изменения температурного режима поступающей воды. С увеличением нагрева сердечник расширяется. Подача горячего потока уменьшается, а общая температура жидкости в контуре остается достаточно стабильным.

Схема системы с использованием трехходового клапана

Трехходовой смесительный клапан

В подавляющем большинстве случаев требуется установка автоматической или ручной регулирующей системы для отопительного контура теплого пола. Одна из причин — нормативы для напольных покрытий. Согласно правилам, их температура не должна превышать 31 градус. По этой причине монтаж нерегулируемой водной системы отопления нерентабелен.

Вручную подбирать оптимальный температурный режим в контуре довольно сложно. Для обустройства водного теплого пола в крупных зданиях или помещениях рекомендуется устанавливать автоматические контроллеры. С помощью специальных датчиков измеряется температура на улице, подбирается оптимальное значение для жидкости внутри труб теплого пола и контролируется подача теплоносителя.

Необходимость смесительных узлов в системе теплого пола

При устройстве водяного отопления с использованием радиаторов или другого высокотемпературного оборудования, теплоноситель может на них подаваться практически любой температуры, которую способен выдать котел. Но ситуация с тёплыми полами кардинально отличается. По строительным нормам и здравому смыслу существует ограничение максимальной температуры поверхности пола. Превышение которой делает эксплуатацию системы не комфортной и даже опасной.

Например, по СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» максимальная температура пола, в котором используется система встроенного подогрева не может превышать:

• 26 °C для комнат с постоянным пребыванием людей;
• 31 °C для комнат с временным пребыванием людей и некоторых зон крытых плавательных бассейнов;
• 23 °C для дошкольных учреждений.

Эти ограничения затрудняют использование котла без смесительного узла для теплого пола. Так как без него теплоноситель неизбежно будет поднимать температуру теплого пола выше граничного значения. А температура теплоносителя может достигать уровня выше 80 °C.

Смесительный узел теплого пола в таком случае позволяет подавать в трубы теплоноситель оптимальной температуры. Принципиально ли его применение и можно ли выйти из положения без него?

Обязательность использования смесительных узлов

Как мы уже определились, основная цель смесительного узла – это поддерживать температуру воды в системе на требуемом уровне. Для этого берется часть воды от котла с повышенной температурой и смешивается с некоторым количеством воды из «обратки» до достижения требуемого уровня, который позволяет достичь оптимальной температуры пола.

Если исключить из схемы насосно-смесительный узел для теплого пола, то необходимо обеспечить поддержку температуры другим способом. Как вариант, возможно применение низкотемпературного котла, который способен обеспечивать температуру подаваемой воды в районе 35-38 °C, чтобы поддерживать требуемый нагрев пола. Чаще всего для этих целей рекомендуют электрокотлы. Также в таком режиме работают водяные тепловые насосы.

Схема теплого пола без смесительного узла.

Следует также иметь в виду, что теплый пол без смесительного узла практически невозможно использовать при комбинации напольного и радиаторного нагрева, так как для радиаторов температура должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечивать оптимальную теплоотдачу. Если же теплый пол используется как основной источник, то при применении хорошего котла с подходящими характеристиками смесительный узел может не использоваться.

Итак, если необходимость смесительного узла не ставится под сомнение, как поступить в таком случае? Можно применить изделие заводского изготовления, которое рассчитано и протестировано для бесперебойной работы, но основным недостатком таких систем является их дороговизна.

Как вариант можно использовать самодельный смесительный узел для теплого пола. Основное его преимущество – существенно меньшая цена. В среднем, такой узел выходит в 3-4 раза дешевле, чем заводского изготовления, но возникают вопросы в его расчете и подборе элементов. Ведь при неправильном подборе теплый пол будет работать неравномерно или вообще его эксплуатация будет существенно затруднена.

Как создать своими руками смесительный узел? В общем, основные задачи при такой постановке вопроса сводятся к следующим пунктам:

• выбрать схему и конструкцию смесительного узла;
• подобрать необходимые элементы;
• рассчитать производительность насоса и характеристики других изделий;
• смонтировать узел.

Принципы монтажа ничем не отличаются от создания отопительной сети

Основное внимание нужно уделить расчету, выбору схемы и подбору оборудования. На чем и будем акцентировать внимание далее