Смесительный узел для теплого пола — принцип и схемы работы

Уют и комфорт в доме включают в себя наличие подогрева напольного покрытия. Теплые полы успешно используются совместно с центральным отоплением. Их эффективная работа возможна благодаря использованию смесительного узла для теплых полов.

Практический и функциональный смысл использования

Основные части коллекторных устройств, используемых для полов с подогревом

Совокупность устройства центрального отопления и теплого пола может быть представлена множеством конструктивных элементов. К ключевым узлам можно отнести: нагревательный котел, радиаторы отопления, контур центрального отопления (горячий), теплоноситель, контур теплого пола (холодный).

Котел нагревает теплоноситель до минимальных 70° C и максимальных 95° C, но согласно СНиП и санитарным требованиям напольное пространства не должно нагреваться более чем на 31° С. При устройстве защитного и выравнивающего слоя стяжка данное значение может быть повышено, но все равно не должна превышать 50-55° С.

Данные требования и нормативы исключают использование теплоносителя напрямую для контура, используемого для обогрева пола, так как температура воды слишком высока. Ввиду этого и используется узел подмеса для теплого пола, основной функцией которого является снижения температуры теплоносителя для нагревательных элементов теплого пола.

Снижения температуры происходит за счет смешения более горячего потока жидкости, идущего от котла и радиаторов, с более холодным, так называемой “обраткой”. В итоге, не влияя на другие элементы цепи, в контур подается теплоноситель, охлажденный до нужных значений.

Применение смесительного узла не требуется только в случаях использования низкотемпературных контуров, применяемых для отопления строения, где котел используется исключительно для нагрева жидкости, применяемой в системе теплого пола. В иных случаях, использование смесителя обязательно.

Преимущества и плюсы использования

Смесительный узел для теплого пола от компании Thermotech для подключения к высокотемпературному источнику тепла

Включение смесительного узла в общую систему отопления и обогрева помещения является не только вынужденной мерой, но привносит целый ряд практических преимуществ.

К преимущественным особенностям данного узла можно отнести:

• Безопасность – система, при которой происходит смешение теплого и холодного контура снижает или полностью исключает риск перегрева нагревательных элементов, а вследствие этого получения ожогов и других проблем со здоровьем.
• Экономичность – использование термосмесителя в системе “теплый пол” помогает снизить расход электроэнергии до 25-30%.
• Гигиеничность – за счет постоянной поддержки заданной температуры уход за системой не причиняет неудобств. Влажная уборка происходит в кратчайшие сроки, поверхность полы быстро высыхает, что исключает появление грибка и образование плесени.
• Долговечность – все ключевые элементы конструкции изготавливаются из современных материалов и покрытий. Минимальный срок службы самого изнашиваемого элемента более 45-50 лет.

Подключение различных датчиков и электроприводов позволяет установить настройки, при которых температура нагрева теплоносителя в контрах будет корректироваться, в зависимости от изменений температуры на улице.

Принцип работы конструкции

Один из вариантов двухходового клапан в разрезе

Общий принцип работы для всех типов смесительных узлов можно представить в следующем виде: поток теплоносителя высокой температуры движется по контуру и “упирается” в распределительный коллектор, где располагается предохранительный клапан, оснащенный термостатом или датчиком снятия температурных показателей.

При регистрации высокой температуры жидкости производится открытие заслонки, через которую поступает поток жидкости более низкой температуры. То есть происходит смешивание или подмес холодной жидкости к более горячей (или наоборот).

Далее по достижению необходимых значений температуры происходит автоматическое прекращение подачи более горячей жидкости, путем перекрытия соответствующей заслонки.

Узел смешения служит не только регулятором температуры нагрева теплоносителя, но и обеспечивает его циркуляцию в системе. Общее функционирование связки “смешение-подача” жидкости будет осуществляться за счет работы следующих элементов:

• Предохранительный клапан – участвует в процессе подачи определенного объема горячего теплоносителя. Объем напрямую зависит от температуры, которая должна получиться после смешения жидкостей.
• Насос для циркуляции – ключевое приспособление, обеспечивающее циркуляцию и движение теплоносителя по контурам системы, за счет чего происходит равномерный прогрев напольного пространства.

Дополнительно к данным элементам в конструкцию и работу узла могут входить: байпас, защищающий систему от перегрузок, воздухоотводчики, различные дренажные и перекрывающие клапаны. Наличие того или иного элемента зависит от целей и задач, предъявляемых к работе смесителя.

Монтаж смесительного узла всегда выполняется до входа в контур теплого пола, но непосредственное место расположения строго не регламентируется. То есть это может быть выполнено, как в непосредственной близости в помещении с теплым полом, так и в специально оборудованной котельной.

Конструктивные отличия различных типов систем

Общая информация о двух- и трехходовых клапанах

Принципиальное различие в функционировании различных смесительных узлов состоит в использовании предохранительных клапанов различного типа. Наиболее распространенными являются два типа: двух- и трехходовый клапан.

Двухходовый (питающий) клапан имеет специальную термостатическую головку с датчиком жидкостного типа, который снимает и на основе полученных данных регулирует поток горячего теплоносителя.

В итоге, смешение происходит по принципу, когда в постоянно циркулирующий теплоноситель холодной температуры (“обратка”) подается горячая жидкость, идущая от нагревательного котла. Такое смешение не дает теплому полу перегреваться и повышает срок его службы. За счет малой пропускной способности двухходового клапана нагрев осуществляется плавно, без скачков и перегрузок.

Использование двухходовых клапанов является предпочтительным, особенно при устройстве полов с подогревом по небольшой площади. При площади более 200 м2 применение такого элемента не оправдано.

Трехходовый клапан является комбинированным вариантом, который играет роль питающего клапана и балансировочного крана. Принцип работы противоположен предыдущему элементу, то есть смешивается горячий теплоноситель с холодной жидкостью с “обратки”.

Такая конструкция нередко оборудуется сервоприводами, подключенными к термостатическим устройствам, которые подстраивают температуру обогрева под температурные значения на улице.

Подача жидкости внутри трехходового клапана регулируется за счет положения заслонки, которая расположена под прямым углом между трубой, идущей от котла и “обраткой”. Регуляция положения производится любым удобным образом, в зависимости от требуемого соотношения жидкости.

Общее представление о принципе работы трехходового клапана

Трехходовые клапаны более универсальные устройства, которые обязательны к установке в системах с различными контролерами погоды, при укладке теплых полов по большой площади и в системах с большим количеством нагревательных контуров.

Среди недостатков таких устройств можно выделить следующее:

• Риск возникновения резких скачков температуры, когда поступающий объем горячего теплоносителя через узел достаточно большой по сравнению с жидкость с “обратки”;
• Большая пропускная способность клапана, даже при незначительных изменениях в положении заслонки, может привести к значительному повышению температуры нагрева.

Применение погодозависимых контролеров помогает частично или полностью избавиться от данных проблем. При снижении уличной температуры или резком ухудшения погоды, датчик сам подрегулирует и установить максимально эффективную температуру в помещении. Это особенно актуально для большой площади, когда даже похолодание на 3-5° C может привести к некомфортным условиям внутри здания.

Дополнительным доводом в пользу “автоматики” служит тот факт, что снятие показаний происходит каждые 20-60 секунд и если действительные значения не соответствуют расчетным, аккуратно и плавно регулирует положения заслонки.

При отсутствии жильцов или людей в помещениях такое оборудование позволяет понизить температуру в целях экономии, тем самым снизив расходы на содержание системы в целом.

Различные варианты схем смесительных узлов

Устройство узлов подмеса теплого пола во многом зависит от используемых комплектующих и может выполняться по различным схемам. В качестве примера приведем схемы, предлагаемые итальянской компанией Valtec.

Продукция данного производителя отвечает высоким требованиям. Ниже размещенные схемы были составлены инженерами Valtec и рекомендуются к использованию, особенно при проведении работ своими руками.

Схема для узлов с ручным и автоматическим управлением на площадь не более 20 м2

Для классификации перечислим схемы узлов, начиная с самой простой, используемой на небольшой площади:

1. Площадь помещения не более 20 м2 с одним контуром, способ регулировки – ручной. Подключение: 6 –соединитель с металлопластиковой трубой, 10 –горячий контур, 11 – “обратка”. Является самым простым и доступным способом подключения теплого пола. Дополнительно можно установить воздухоотводчик, а на входе и выходе из системы смонтировать шаровые краны;
2. Площадь помещения до 20 м2 с одним контуром, способ регулировки – автоматический при помощи термоголовки с внешним датчиком. Подключение: 1 – термостатический клапан монтируется к шаровому крану (3), 5 – горячий контур, 6 – “обратка”, 18 – насос по направлению к смесительному клапану, 12 и 22 – контур системы ”теплы пол”. Как и в предыдущем случае, можно подключить автоматический воздухоотвод;
   

   Схема для узлов с ручным и автоматическим управлением на площадь до 60 м2

3. Площадь помещения 20-60 м2, количество контуров – 2-4; способ регулировки – ручной, для “автоматики” необходимо смонтировать сервопривод, термостат и датчик. Подключение: 10 – соединитель для монтажа труб, 16 – высокотемпературный контур, 17 – “обратка”;
4. Площадь помещения до 60 м2, количество контуров – 2-4, способ регулировки – автоматический с наружным датчиком. Подключение: 3 – шаровые краны для горячего и холодного контура, 7 – насос по направлению к смесительному клапану (2), 12 – места подключения труб теплого пола.

Более подробно с технологией монтажа теплого водяного пола вы можете прочитать в специальном материале, который расскажет о требованиях и способах установки системы.