Как определить диаметр трубы для отопления?
При монтаже системы отопления частного дома, рано или поздно встаёт вопрос — какой диаметр труб для отопления выбрать?
Одни, не задумываясь, принимают за образец «как у соседа, он доволен». Другие покупают самое дешевое, из имеющегося ассортимента ближайшего магазина. Третьи точно знают, что ответы на свои вопросы найдут в Сети.
Действительно, в интернете много информации по этой теме. Большинство сайтов копируют друг друга, перегружая пользователей сложными формулами и коэффициентами. Но эти расчеты необходимы специалистам — теплотехникам при проектировании отопления сложных промышленных объектов.
Предлагаем практическое пособие по расчету диаметра труб для отопления частного дома.
Начальные параметры
Перекачиваемая среда
Оптимальная скорость в трубопроводе, м/с
Движение самотеком:
Вязкие жидкости
0,1 – 0,5
Маловязкие жидкости
0,5 – 1
Перекачивание носом:
Всасывающий трубопровод
0,8 – 2
Нагнетательный трубопровод
1,5 – 3
Уменьшение скорости теплоносителя приведёт к снижению температуры возвращающейся жидкости и увеличению времени нагрева её в котле. Соответственно, увеличится и расход топлива. Повышение скорости увеличивает гидравлический шум всей системы.
Практический совет
Проектируя систему отопления, заранее определитесь с видом теплоносителя. Вода и антифризы имеют разную вязкость. Спроектированная система под воду может не эффективно работать на незамерзающих жидкостях.
Расчет
Рассчитываем потребность дома в тепловой мощности. Базовым значением является 60 Вт/м³ внутреннего объема. Источниками поступления холодного воздуха являются окна и уличные двери. Каждое окно добавляет к потребности тепловой мощности до 100 Вт, входная дверь — 200 Вт.
Практический совет
Не зависимо от материала окон, это показатель в расчетах не меняйте.
Коэффициент тепловых потерь для конкретного региона. Для центральных областей европейской части страны принят коэффициент — 1,2 — 1,3. Для южных регионов — 0,7 — 0,9, для Дальнего Востока — 1,5 и 2,0 для Чукотки и Якутии.
Для примера рассчитаем диаметр труб отопления частного дома размером 6 х 8 метров с высотой потолков 3 метра. В доме 5 окон и 2 двери. Расположение — Воронеж.
Округлять необходимо в большую сторону.
Для определения диаметра труб воспользуемся таблицей.
По данной таблице оптимальным диаметром трубы для отопления является 15 мм, при скорости теплоносителя 0,8м/сек.
Помните, что это значение внутреннего диаметра трубы.
В зависимости от материала трубы одного и того же наружного диаметра, внутренний диаметр значительно отличается.
Как видно из таблицы, трубы PN10, PN20, PN25 при одинаковом наружном диаметре 20мм, имеют разное значение внутреннего диаметра.
Данный расчет выполнен для одного контура отопления — радиаторного. При использовании в качестве отопительного элемента водяного тёплого пола, образуется дополнительный контур. Как правило, два и более контура нуждаются уже в принудительной циркуляции теплоносителя и монтаже коллектора.
Расчет диаметра коллектора отопления
Коллектор обеспечивает равновесие и стабильность всей гидравлической системы. Для эффективной работы необходимо обеспечить одинаковую пропускную способность всех элементов системы отопления. Изготовить коллектор своими руками под силу большинству мужчин.
Основным критерием распределительного коллектора является его диаметр. Площадь поперечного сечения корпуса должна равняться или быть больше суммарной площади отводящих трубопроводов. Сечение сборного коллектора — не меньше сумм площадей подводящих труб.
Расчет коллектора произведём на примере. К существующей системе отопления радиаторами добавим один контур водяного тёплого пола ванной и санузла.
Площадь сечения коллектора будет равняться сумме площадей сечения трубы отопления (первый контур) и площади сечения трубы подачи тёплого пола (второй контур):
Sк = Sо + Sтп
Площадь сечения труб определяется по формуле S=π х d²/4
В нашем примере для отопления принята труба 25мм с внутренним Ø16,6мм.
Площадь сечения трубы: Sо = 3,14 х 16,6²/4 = 216,31мм².
Для контура тёплого пола примем трубу с внутренним Ø13,2мм.
Площадь сечения трубы: Sо = 3,14 х 13,2²/4 = 136,78мм².
Площадь сечения корпуса коллектора равняется:
Sк = 216,31+136,78=353,09мм².
Диаметр коллектора равен d=2√S/π = 2√354/4 = 18,81мм или на практике — Ø 20мм.
В этом расчете получен внутренний диаметр распределительного коллектора.
Если диаметры всех подводящих труб одинаковые — расчет упрощается.
При расчете коллектора необходимо учесть расстояние между патрубками. Они должны располагаться относительно друг друга на расстоянии трёх диаметров коллектора.
Коллекторы заводского исполнения уже имеют необходимые параметры. Более подробную характеристику можно получить у менеджера.
Схемы обвязки наглядно демонстрирует данный обзор:
Двухтрубная система отопления имеет свои особенности. Смотрите видео:
Другие публикации от blogerMG
Каким бы не был богатым опыт специалиста, и как бы он не был уверен в себе, иногда ему нужно посоветоваться с кем-то. Общение на просторах интернет-сети уже давно стало привычным нам. Разнообразные пользователи сети – будь то профессионал или много знающий любитель – могут выставить в сеть лайфхаки (простые полезные советы на разные темы), которые могут быть с пользой применены для вашего дома.
Какие плюсы пользования ресурсами форума?
На нашем форуме размещены все свежие новости строительства, ведь наши специалисты всегда держат руку на пульсе событий строительства. У нас вы найдете полезную информацию для эксплуатации помещения, инвентаря и так далее. Многие считают полезным делать для дома больше своими руками, ведь это и полезно для здоровья, выгодно экономически, и предоставляет некий моральный комфорт. И возникает логичный вопрос: «Как самому сделать?» Ответы можно получить, полистав наш сайт. Именно после посещения этого форума вы ощутите полностью все плюсы. На этом интернет-ресурсе вы найдете сведения для обустройства дачи своими руками. Но многие из тех рекомендаций можно будет учесть и при обустройстве квартиры. Для осуществления бытовых проектов разного масштаба нужен инвентарь. Для общей консультации посетителей сайта создается обзор инструментов, где информация подана просто и доступно.
Как подобрать распределительный коллектор для этажа и квартиры?
В. Поляков
Распределительный коллектор («гребенка » ) – устройство, которое объединяет потоки с разными гидравлическими характеристиками (расход и давление) и затем их распределяет, чтобы в динамике обеспечивать на выходе одинаковое давление. На что следует в первую очередь обращать внимание при выборе распределительного коллектора для этажа и квартиры?
Прежде всего, подводящий трубопровод к «гребенке » должен иметь достаточный диаметр (условный проход).
Потери давления в питающем трубопроводе коллектора определяется по формуле:
где λ – коэффициент трения; l – длина; G – массовый расход рабочей жидкости; ρ – плотность рабочей жидкости; d – внутренний диаметр трубопровода; v – скорость потока.
Это означает, что для одинакового расхода жидкости с постоянной плотностью потери давления по длине будут обратно пропорциональны внутреннему диаметру трубы в пятой степени. Чтобы уменьшить линейные потери давления в 100 раз (два порядка) нужно выбрать диаметр распределительного коллектора в 2,51 раза больше диаметра подводящего трубопровода, соответственно – для снижения на три порядка (в 1 000 раз) коллектор должен быть по диаметру больше в 3,98 раза. В таком случае разница в давлении между соседними выходными патрубками «гребенки» будет пренебрежимо мала.
Опираясь на формулу (1), можно рекомендовать следующие геометрические соотношения для «правильного» распределительного коллектора теплового пункта.
Диаметр коллектора Dк должен быть в три раза больше диаметра подводящего трубопровода Dп:
Поперечное сечение коллектора должно быть втрое больше суммы поперечного сечения выходных патрубков:
Расстояние между осями выходных патрубков распределительного коллектора должно быть больше или равно 3-кратному диаметру наибольшего из соседних отводов.
Рис. 1. Зависимость распределения давления на отводах от соотношения Dк/Dп
Из-за стесненных условий, как правило, соотношение (2) для распределительной «гребенки» не выполняется. Без полноценного коллектора трудно выполнить равномерную балансировку ни для этажа, ни в квартире. Чтобы частично скомпенсировать «неправильность» соотношений диаметров и неспособность к полноценной гидравлической балансировке, для таких коллекторов важно правильно выбрать диаметр подводящего трубопровода согласно требованиям строительных норм и правил.
Согласно п. 6.6.15 ДБН В.2.5-67:2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» скорость рабочей среды в трубопроводах жилых домов не должна превышать 1,5 м/с. По этому параметру можно выбрать трубу из соответствующего материала, которая будет иметь нужный массовый расход, и рассчитать теплопропускание (таблица 1).
Таблица 1. Расходы и тепловые нагрузки для труб из различных материалов при скорости рабочей среды 1,5 м/с
При расчете расхода через распределительный коллектор для водоснабжения в квартире можно обратиться к данным таблицы 2. Здесь нужно опираться на количество и расходы в квартирных точках водоразбора.
Таблица 2. Расчетные расходы через коллектор водоснабжения
Подбор распределительного коллектора
Главное правило – диаметр коллектора ни в коем случае не должен быть меньше размера трубы подводящей линии. Чем больше диаметр распределительной «гребенки» – тем лучше для равномерности давления на точках разбора воды и/или теплоносителя.
Неправильный подбор «гребенки» (см. рекомендации выше), например, для водопровода, может вызвать скачки по расходу на разных приборах (см. рис. 2) и вызвать разбалансировку, например, на смесителе.
Рис. 2. Результат неправильного подбора коллекторов для холодного и горячего водоснабжения
Если на квартирном вводе горячей и холодной воды не установлены регулирующие клапаны, принудительно стабилизирующие давление в «гребенке», то для квартирных коллекторов особенно важно придерживаться правил последовательности подключения. Присоединять устройства, неравномерность расхода на которых слабо влияет на работоспособность или комфортность водоснабжения, нужно как можно «ниже» по течению воды в «гребенке». Первым следует подключать водонагреватель, затем – смесители, вслед за этим – стиральную и посудомоечные машины (убедившись, что отсечной клапан «нет воды» настроен на давление ниже, чем падение, вызванное изменением водоразбора), и в самом конце коллектора – патрубок сливного бачка (см. рис. 3).
Рис. 3 Пример подключения квартирного распределительного коллектора холодной воды
Пример подбора квартирного распределительного коллектора
Рассмотрим пример подбора квартирного коллектора по схеме подключения, показанной на рис. 3, то есть на четыре точки водоразбора. Таблица 2 регламентирует необходимый расход на уровне 0,28 л/с. Пусть подводящий водопровод к дому выполнен из стальной трубы 1/2″ (Ду = 15 мм), допускающей расход 0,29 л/с при скорости потока до 1,5 м/с. Подвод к «гребенке» осуществлен металлополимерной трубой 20×2,0 (3/4″). По данным производителя определяем, что допустимый расход через такую трубу 0,3 л/с, что превышает пропускную способность домового ввода (1/2″). Выбрав коллектор VTc.500NE с условным диаметром 1″ (Ду = 30 мм), проверяем общие рекомендации по выбору коллекторов (см. выше).
Площади поперечного сечения «гребенки» (см. табл. 3) и подвода (1/2″) различаются в 4 раза. При таком соотношении условных диаметров снижение потерь по длине «гребенки» (формула 1) составит 23 раза. Это неидеально (соотношение диаметров гребенки и подвода не [2,5…4]:1, а 2:1), но в данном случае это не критично: при соблюдении порядка подключения (см. рис. 3) распределительный коллектор для водоснабжения на 4 выхода сможет выполнять свою балансировочную роль в динамическом режиме работы.
Большой ассортимент распределительных коллекторов
В таблице 3 в качестве примера приведены коллекторы торговой марки VALTEC на разное число выходов, разработанные для подключения этажных и квартирных систем водоснабжения и отопления. Помимо водоснабжения, данные системы приспособлены как для радиаторного отопления, так и для низкотемпературных систем, например, «теплый пол» и обогрев открытых площадок.
Таблица 3. Коллекторы и коллекторные блоки VALTEC
Особую популярность приобретают распределительные коллекторы из нержавеющей стали, например, VTc.510.SS. Они успешно эксплуатируются в этажных распределительных узлах систем водяного отопления типовых многоквартирных зданий.
Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.
Типовые схемы водоснабжения квартиры — последовательная и коллекторная
Что такое коллектор?
Устанавливая водопровод с нуля или меняя старый, необходимо продумать расположение всех потребителей: унитаза, умывальника, стиральной машины.
В обычной квартире сантехприборов количество варьируется от четырех до десятка. Опытные сантехники рекомендуют своим заказчикам устанавливать коллектор для воды.
Коллектор воды – это своеобразный распределитель, который является важным сантехническим элементом системы холодного и горячего водоснабжения, отопления. Его устанавливают на центральный стояк и скрывают в сантехническом шкафу. Доступ к распределительной гребенке не должен закрываться мебелью или зашиваться наглухо в стену. Однако профессиональные ремонтники придадут инженерному узлу эстетичный внешний вид.
Коллекторная схема водоснабжения
Слово коллектор (collector) в энциклопедическом значении означает устройство для смешения или распределения чего-либо.
В применении к водоснабжению коллектор или в просторечие гребёнка, это сантехническое устройство, предназначенное для распределения (раздачи) воды по трассам водоприёмников от стояков водоснабжения.
В отличие от тройниковой схемы водоснабжения, которая является последовательной схемой, коллекторная схема водоснабжения является параллельной схемой водораспределения.
На рисунке я показал принципиальные отличия этих двух схем.
Устройство коллектора и принцип действия
Непосредственная функция коллектора в системе водоснабжения — распределение одного водяного потока на несколько одинаковых по давлению потоков.
В продаже есть гребенки с двумя, тремя и четырьмя выходами. При необходимости большего количества ответвлений, распределители соединяются между собой. Таким образом собирается коллектор водоснабжения на необходимое количество отводов.
Коллектор подключается непосредственно к стояку. На двух противоположных сторонах устройства предусмотрено резьбовое соединение (с одной стороны внутренняя резьба, с другой — наружная) для подключения к магистрали и соединения гребёнок между собой.
На свободный конец коллектора устанавливается заглушка или дополнительный сантехнический прибор, например, мембранный гаситель гидроударов.
Диаметр вводного отверстия на 20-40% больше, чем выходных. Например, на стандартном коллекторе, для монтажа водопровода в квартире, диаметр вводного отверстия — 3/4 дюйма, выходных — 1/2 дюйма.
1. Коллектор с вентилями. 2. Коллектор с шаровыми кранами.
На выходных отверстиях могут быть установлены как шаровые краны, так и вентиля, позволяющие не только открывать и закрывать водяной поток, но и регулировать мощность потока на этом участке.
Выбрать коллектор для водопровода квартиры по размеру
Любой коллектор выбирается по необходимому количеству отводов. Далее смотрим его размеры. Чем меньше осевое расстояние между отводами, тем коллектор компактнее.
Обращаем внимание, что краны некоторых коллекторов сделаны под углом к отводам. Это упрощает их обслуживание в рядном монтаже при стеснённых условиях.
При большом количестве отводов не ищите «длинных» коллекторов. Возьмите два, например 3+2 или 4+2 и соедините их. Это предусмотренно технологией.
Для чего нужен коллектор?
Система водопровода с разделителем и отдельным подводом трубы к каждому потребителю обойдется дороже, чем классическая разводка. Стоит ли переплачивать за коллектор на воду и отопление?
При коллекторном монтаже водопровода возрастает его стоимость. Количество трубы к коллектору, будь то, металлическая, металлопластовая, полипропиленовая или из сшитого полипропилена, по сравнению в тройниковой разводкой, увеличивается в 8-10 раз. Однако современные трубы, особенно металлопластиковые и полипропиленовые, стоят не очень дорого, поэтому такая система доступна большинству жителей.
Преимущества и недостатки последовательной схемы
Подобная схема разводки труб водоснабжения в квартире имеет ряд преимуществ, среди которых:
Последовательная схема с водонагревателем и полотенцесушителем
Однако в этой системе есть и существенные минусы, такие как:
Важно знать! Если трубопровод устанавливался квалифицированным работником, который не обходит вниманием высокое качество используемых расходных материалов и четко следует инструкции по установке магистрали, то вероятность возникновения аварийной ситуации практически нулевая. В подобной системе также не будут возникать значительные перепады давления.
Вернуться к содержанию
Классификация коллекторов
Разделительные гребенки для водоснабжения отличаются и своей конструкцией, и материалами. Перед тем, как выбрать коллектор, изучите весь ассортимент, представленный на рынке.
Разделители производятся из разных материалов:
Коллектор из полипропилена.
Некоторые мастера могут сделать коллектор своими руками из полипропиленовых труб, ни чем не уступающий по качеству фабричной продукции.
Коллекторы отличаются способами крепления труб. В зависимости от материала используемых труб подбирается модель гребёнки.
1. Гребёнка для установки кранов и любых сантехприборов на своё усмотрение. 2. С компрессионными фитингами — предназначена для монтажа труб из металлопласта или сшитого полиэтилена. 3. Для монтажа труб из полипропилена. 4. Под евроконус. Подходит для монтажа труб практически из любого материала через переходник (евроконус).
Разделительные гребенки отличаются количеством отводов. Минимум – 2 выхода, максимум – 6. Отводы, которые на данный момент не используются, можно закрывать заглушками. Если необходимо сделать больше 6 выходов, несколько коллекторов соединяются между собой.
Выбрать коллектор для водопровода по материалу корпуса
Изготавливаются коллектора из латуни (солнечный оттенок) или бронзы (рыжий, медный оттенок). Простые латунные бренды ничем не покрываются (например, Tim). Бронзовые изделия ничем не покрывают (например, Oventrop). Некоторые латунные модели снаружи покрываются никелем (например STOUT). Лучшие модели коллекторов (FAR и UNI-FITT) полностью хромируются.
Поясню про хромирование. По европейским законам никель не должен соприкасаться с питьевой водой. Отсюда хромирование и более высокая цена изделия. У нас это не работает, поэтому российский Valtec делает коллектора из латуни с никелированным покрытием.
Товары на рынке
В каталогах аксессуаров для коллекторной водопроводной системы предусмотрено большое разнообразие не только гребенок, но и их комплектующих.
Как установить?
Перед тем, как установить водораспределительный узел для холодного и горячего водоснабжения, дайте точный ответ на следующие вопросы и предусмотрите следующие моменты:
Монтаж водораспределительного узла происходит в следующей последовательности:
Такой алгоритм работы позволит избежать ошибок. Независимо от того, нужен коллектор для водоснабжения или отопления, его монтаж одинаков. Такая разводка требует больше времени, мастерства и денежных затрат, однако окупается быстро и обеспечивает комфорт в дальнейшем использовании. Коллекторы уместны не только в коттеджах и больших домах, но и в квартирах.
Размеры коллектора для отопления
Достоинства
Коллекторный метод имеет своих поклонников как среди профессионалов, так и среди обывателей.
Это связано с положительными особенностями, которые гарантирует такой способ отопления.
Два способа увеличить диаметр распределительных труб
Первый способ годится для котлов со встроенными насосами. Для таких котлов изготавливают термо-гидро распределитель (гидрострелка в народе). К гидрострелке подключают котел и два три контура отопления и приготовления горячего водоснабжения. При этом на каждый контур потребления тепла монтируют свой циркуляционный насос.
Так же многие идут простым путем и подключают к такому котлу небольшой контур радиаторов и теплых водяных полов. Это работает, если сразу с котла перейти с ¾ на 1 дюйм и дальше подключить все трубой, например, ППР диаметром 32.
Но у многих такими малыми объемами работа и строительство не ограничивается. Вот почему не всегда разумно большие дома или общественные строения подключать только к гидрострелке. Стрелка получиться просто огромная и вся котельная будет в трубах.
Чтобы этого избежать был придуман сначала просто коллектор для распределения теплоносителя, а потом из него сделали компланарный распределительный коллектор. То есть два независимых коллектора объединили в один и получили его компланарность.
Компланарный распределительный коллектор одним махом решил проблему количества и размеров подключения котлов и контуров отопления, решилась проблема нагромождения труб и стало очень быстро, и легко делать мониторинг, обслуживание и ремонт котельного оборудования.
Но как обычно, недостаток информации привел к тому, что вроде что-то знаем о распределительных коллекторах, но не применяем, опираясь на авось пронесет. Но не проносит и система отопления теплоносителя постоянно просит. Тепла нет и все попытки высосать тепло из зауженной трубы ведут к трате кучи времени, нервов и денег.
Когда как просто на стадии разговора с мастерами перед монтажом системы необходимо озвучить желание изготовить и подключить все через стрелку и распределительный коллектор. В связке эти два устройства работают еще лучше. Но здесь мы можем столкнуться с невежеством. А это невежество в свою очередь может уговорить вас этого не делать и все посадить на одну трубу.
Изготовить гидрострелку своими руками не составляет большого труда. Берем кусок трубы на три диаметра больше диаметра подключения котла и привариваем на торцы трубы выгнутые заглушки. В заглушки ввариваем резьбы для слива и сброса воздуха. А в тело трубы врезаем резьбы для подключения котлов и контуров отопления. Красим и стрелка готова.
С приобретением и изготовлением распределительного коллектора своими руками немного сложнее. Заводские аналоги часто не подходят под наши условия по количеству подключаемых контуров и их размеров.
Таким образом, бывает сложно или даже невозможно подобрать заводской распределитель под конкретно ваши условия, так как размер коллектора и размер патрубков коллектора ограничены модельным рядом.
Вот почему Вам придется либо отказаться от применения заводского коллектора, либо использовать два или более коллектора. При этом надо будет учесть стоимость двух коллекторов, их монтаж и стоимость дополнительных материалов.
Если у вас небольшой домик, то вполне возможно, что заводской коллектор вам подойдет. Но чаше всего такого не происходит, и многие люди не знают, что с этим делать. Помучавшись и помаясь нанимают сантехника, который делает все на прямую от котла. И потом жалуются что тепла нет.
Вот почему, надо не забывать, что из любой ситуации есть как минимум два выхода. И второй выход из сложившейся ситуации при невозможности использования заводского коллектора заключается в изготовлении распределительного коллектора своими руками.
Вот почему надо уяснить, что без коллектора система более трех контуров будет работать неправильно и зажато. Иначе можно дальше не читать и подключать все на одну трубу и тратить время и деньги, чтобы исправить не работающую систему.
Какой должен быть диаметр труб от котла до коллектора?
Задача – подключить один, два или более коллекторов теплого пола.
Практически каждый коллектор теплого пола имеет для подключения к магистрали резьбу 1 дюйм (25 мм) – не важно, внутренняя она или наружная.
Есть коллекторы с резьбой на дюйм с четвертью, но это для больших промышленных или общественных учреждений, где будет использоваться труба большего диаметра, так что для частного дома такие коллекторы брать НЕ надо.
Не имеет смысла изначально заужать или «уширять» диаметры магистральных труб (т. е. подводящих теплоноситель от котла), а имеет смысл брать того же диаметра, что вход коллектора, т. е. 1 дюйм. Для полипропиленовой трубы это диаметр 32 мм (это наружный, а внутренний как раз 25 мм). Для металлопластиковой трубы это диаметр 26 мм. Для медной – 28 мм. Это – стандартные варианты по использованию труб. Но если есть сомнения по количеству контуров, то можно увеличить диаметр магистральных труб на один размер (40, 32 и 32 мм для полипропиленовой, металлопластиковой и медной труб соответственно; для перехода на 1 дюйм потребуется переходник).
Трубы из сшитого полиэтилена (PEX) имеют одинаковые размеры с металлопластиковыми по толщине стенки и диаметрам.
Типы коллекторов
Коллекторные установки, которые используются во время проектирования систем отопления циркуляционного типа, бывают 3 видов. В зависимости от назначения они могут быть радиаторными, солнечными и оснащёнными гидрострелкой. Их размеры определяются площадью отапливаемого помещения.
В этом видео вы познакомитесь с понятием распределительной гребенки:
Радиаторное отопление
Независимо от типа системы обогрева в проекте всегда присутствуют радиаторы, поэтому коллекторы — довольно востребованный тип устройств. Подключать их можно разными способами. Радиаторная система может быть выполнена в следующих вариантах:
Самый распространённый — нижний вариант подключения. Такая разводка позволяет скрыть трубы под полом или поверхностью плинтуса. Также наибольшую эффективность нижнего подсоединения подтверждают расчёты.
При подключении радиатора снизу, можно скрыть труды под полом или плинтусом
Коллектор обустраивается на каждом этаже частного дома. Его устанавливают в центре контура, маскируя в каком-либо шкафчике или специальной нише. Место для монтажа должно располагаться так, чтобы ко всем радиаторам подводились трубы одинаковой длины. Если это невозможно выполнить, то на каждый отвод требуется установка циркуляционного насоса.
Тёплый пол монтируется из медных либо полиэтиленовых труб. Они соединяются с помощью неразъемных фитингов. Для каждого кольца предусматривается отдельная запорная арматура, которая позволяет регулировать количество подачи теплового носителя, а также отключать отдельный участок сети. Такую схему отопления всегда необходимо обустраивать циркуляционным насосом. Он устанавливается возле коллектора на трубу с обратной подачей воды.
Число патрубков зависит от количества комнат, которые подключены к гребёнке, а также от количества выводов на устройстве. Групп может быть несколько. Всё зависит от длины контуров. На одну группу приходится примерно 120 метров трубы.
Гидравлическая стрелка
Устройство, имеющее гидравлическую стрелку, монтируют при обустройстве мощных систем отопления, которые необходимы для обогрева большой площади. С одной стороны устройство подключается к контуру от котла, а с другой — к отоплению радиаторами или тёплым полом. Наличие такого прибора решает одновременно несколько задач:
Наличие гидравлической стрелки позволяет экономить топливо и электричество
Устройство разделяет гидравлический контур, подходящий от котла, от второстепенной цепи. Так поддерживается постоянный температурный режим.
Солнечные установки
Такие устройства выбирают люди для монтажа автономного водопровода, в котором отсутствует газификация. В этом случае количество солнечного света должно быть достаточно велико.
Конструкция у солнечной установки несколько отличается от традиционных аналогов. Такие приборы подобны теплице, которая накапливает тепловую энергию от солнечного излучения.
Распределитель выполнен в виде плоского ящика, который покрыт тёмной пластиной. Эта адсорбирующая пластина и позволяет аккумулировать тепло. Накопленная энергия полностью передаётся какому-либо теплоносителю.
На рынке представлены также подвижные системы. Они имеют приводы, которые позволяют менять положение пластины в соответствии с движением Солнца. Это максимизирует поглощение солнечной энергии. Но использование таких установок невыгодно из-за высокой стоимости. Чаще всего их используют в качестве дополнительного источника обогрева.
Устройство распределительного коллектора отопления
Распределительные гребенки для отопления в зависимости от подсоединяемых приборов могут иметь от 2 до 20 контуров, причем конструкция позволяет при необходимости это число увеличить. При производстве элементов гребенок используются материалы с высокой степенью сопротивления водяным примесям и внешним факторам. Обычно корпуса выполняются из нержавеющей стали или латуни.
Такие элементы обычно стоят довольно дорого, однако срок их службы достигает десятков лет. Простые и дешевые аналоги из полипропилена при этом по всем параметрам проигрывают изделиям из металла. При выборе коллектора необходимо обращать внимание на максимально возможное давление, пропускную способность, количество точек соединения и допустимость монтажа вспомогательных устройств.
Каждая точка подключения может оснащаться выпускными вентилями или отсекающими или регулировочными кранами. С их помощью можно перекрывать необходимую ветку при обслуживании или ремонте не перекрывая основной поток теплоносящей жидкости.
Для контроля тепловых процессов в отдельных помещениях на корпус гребенки могут монтироваться воздуховыпускные и сливные клапана, тепловые счетчики и расходомеры.
Коллекторная система имеет довольно простой принцип функционирования. После котла отопления разогретый теплоноситель проистекает в подающую гребенку. Во внутренней части коллектора она замедляет движение. Это обеспечивается увеличенным (по отношению к магистральному) диаметром внутренней части устройства. Затем теплоноситель равномерно распределяется между отдельными ветками подключения. Поступая в патрубки подключения, имеющие диаметр меньше чем коллектор, теплоноситель продолжает движение к устройствам, непосредственно обогревающим помещение.
Все элементы, будь то сетка теплого пола, радиатор или водяной конвектор, получают теплоноситель равной температуры, это достигается настройкой специальных расходомеров, которые контролируют объем подачи теплоносителя в каждую ветку. Например, чтобы чтобы достигнуть одинаковой температуры теплого пола в ближней и дальней комнате, необходимо так настроить соответствующие расходомеры, чтобы в ветке ближней комнаты теплоноситель медленнее перемещался по трубам, а в ветке дальней комнаты быстрее.
После отдачи тепла, жидкость двигается по трубопроводу в сторону обратной гребенки с последующим направлением к котлу отопления.
Какой бы вид не имела бы отопительная система любого дома, в ней практически всегда присутствуют радиаторы отопления. Самым востребованным и популярным типом коллекторов, являются устройства, распределяющие тепловые потоки к радиаторам.
Радиаторный распределительный узел обычно состоит из двух связанных друг с другом распределительных гребенок. Первая направляет жидкость к радиаторам, вторая возвращает к котлу. Такие коллекторы, как правило, не снабжают дополнительным оборудованием и приборами, в целях экономии.
По виду подсоединения коллекторы можно разделить на устройства с верхним, нижним, боковым или диагональным подключением. Чаще других используется нижний способ подключения. В этом случае удается скрыть контуры под декоративными деталями пола, и максимально использовать достоинства индивидуального отопления.
Если дом имеет несколько этажей, коллекторный узел для радиаторов устанавливается на каждом уровне. Местом установки может служить специальное технологическое углубление или щит, обеспечивающие свободный доступ к гребенке.
В идеале, все ветки подключения должны иметь одинаковую протяженность. Если выдержать единую длину контуров невозможно, то на каждый из них можно установить индивидуальный насос, поддерживающий циркуляцию теплоносителя. По такой схеме обычно оборудуются теплые водяные полы, каждая ветка которых оснащается не только собственным насосом, но и автоматикой.
Виды коллекторов, схемы подключения
При всем многообразии конструктивных решений устройства теплых водяных полов они делятся на две разновидности: последовательные и параллельные. Различие между ними заключается в способе смешивания холодного и горячего потоков теплоносителя в системе отопления.
При последовательной схеме смешивания вся масса воды от циркуляционного насоса попадает через коллектор напрямую в греющий контур. Схема позволяет макисмально использовать полезную энергию от котла.
Схема последовательного подключения контура с байпасом
Из схемы видно, что весь расход насоса уходит через коллектор в контур теплого пола и нигде не разделяется. таких контуров може выводиться из коллектора несколько и успешность их работы зависит только от производительномти циркуляционного насоса.
Такой смеситель включает в себя пропускной клапан, регулирующий подмес горячей воды. Обычно используют термостатические клапаны с термоголовками и прикладным датчиком
Схема регулировки температуры в узле подмеса с пропускным клапаном
Для байпаса в этом случае нужно использовать трубу таких же размеров, что и для основной системы. Чтобы обеспечить работу насоса при остановке контуров между прямям и обратным плечом коллектора нужно установить второй байпас пониженной проходимости.
Такая схема обеспечивает отдачу тепла в контуре и, с точки зрения теплотехники является наиболее совершенной.
Поменяв местами байпас и насос, можно получить типовую схему параллельного смешивания потоков.
Типовая схема параллельного смешивания теплоносителя
При полном перекрытии греющих контуров перепускной клапан пропускает весь поток через себя, давая возможность работы насосу. Поскольку вода циркулирует по замкнутому малому контуру, нагрузка на двигатель насоса будет минимальной и сохранит электроэнергию. Полное закрытие контуров происходит в случае использования сплит-систем при перегреве пола сверх установленной температуры.
Таким образом, используя минимальное количество компонентов, можно сделать работу системы теплого водяного пола устойчивой при любых ситуациях.
Принцип работы распределителя
Большинство людей не знают, для чего нужен коллектор в системе отопления. Это устройство равномерно раздаёт несколько потоков, которые поступают из магистральных систем отопления. Гребёнка обеспечивает хорошие циркуляционные показатели теплоносителя. Каждый контур, подключённый к коллектору, никак не зависит от другого.
Основные элементы водяного коллектора отопления:
Оба элемента создают коллекторную группу. Устройство подключается сразу к нескольким отопительным контурам. На каждый вывод можно предусмотреть запорную арматуру. С её помощью регулируется внутриконтурное давление в каждом отдельном случае, а также отсоединяется один контур для ремонта без остановки остальных.
Гребёнка предназначена для обеспечения хороших циркуляционных показателей теплоносителя
Для оптимизации всех процессов и повышения производительности системы гребёнку используют как установку для монтажа:
Принцип работы распределительного узла отопления довольно прост. Нагретая жидкость поступает под давлением в подающее устройство коллектора. Гребёнка для отопления имеет больший диаметр, благодаря чему скорость перемещения теплоносителя становится гораздо ниже. Вода распределяется между всеми контурами под одинаковым давлением.
Соединительные участки имеют сечение меньше, чем трубы коллектора. Устройство переносит теплоноситель ко всем конторам, к которым подключены радиаторы или система тёплый пол. Благодаря этому можно прогреть каждый элемент системы.
На гребенку крепятся основные приборы
После того как вода достигнет радиатора и отдаст определённое количество тепловой энергии, она по второй трубе возвращается к распределительному блоку. Через него теплоноситель снова направляется к теплогенератору.
Такая система считается наиболее эффективной для частных домов. Но подобное обустройство отопления требует больших вложений, если сравнивать с монтажом стандартного обогрева.
Устройство ящика под отопительный коллектор
Это одна из основных частей коллекторного шкафа. Он позволяет обеспечить движение воды или другой жидкости (топлива) по трубам устройства. Циркуляционный насос позволяет регулировать и доставлять в точном количестве необходимую для нагрева жидкость в комнату или бытовой отсек.
Благодаря обыкновенной физике работа механизма не зависит от высоты здания и количества комнат, в которых проведено подключённое устройство отопления, поэтому для усадьбы и поместья актуально использование среднего по мощности насоса.
Фото 2. Коллекторный шкаф с циркуляционным насосом. Для работы прибора необходимо обеспечить доступ к электросети.
Оборудование, поддерживающее определённую, заданную температуру в комнатах.
Агрегат, который регулирует и контролирует расход теплоносителя по трубам. С помощью этого прибора задаётся и распределяется количество горячей и холодной воды в трубах для смешивания чтобы для смешения получить желаемую температуру в комнате.
После выключения теплового оборудования использованная вода регулируется расходомером для дальнейшей эксплуатации. Горячая вода тратится быстрее холодной, но она не испаряется, позволяя использовать её не один раз.
При отключении конструкции отопления вода уходит, оставляя трубы пустыми. На месте этого опустошения не образуется вакуум, но остаётся воздух, который при включении устройства обогрева необходимо куда-то деть. Тут на помощь приходит воздушный клапан. Он позволяет воздуху не смешиваться с водой в больших количествах, останавливая этот процесс для меньшего испарения воды и сохранения её объёма.
Принцип работы отопительной системы
Теплоноситель, будь то вода или антифриз, нагревается котлом, циркуляционный насос заставляет его двигаться к распределительному коллектору, а точнее, к его штуцерам, к которым подключены магистрали, ведущие к приборам отопления, чаще это радиаторы, иногда теплые полы.
Пройдя по контурам отопления, теплоноситель возвращается по обратным магистралям и с помощью электронасоса подается к котлу, где заново начинается отопительный круг.
При этом, температура теплоносителя в контурах устанавливается с помощью терморегулятора, который располагается на входной части штуцера подающей части распределительного коллектора, каждый отвод оснащается расходометром, который регулирует объем подаваемого теплоносителя.
Давление в магистралях контролируется терморегулятором, так как с изменением температуры теплоносителя меняется давление в контурах.
Стоит отметить, что на давление в исправной системе также влияют воздушные пробки, для их устранения система оснащается либо кранами Маевского, либо воздухоотводами, в открытой системе отопления воздушные пузырьки выходят в атмосферу через бак.
Какая температура теплоносителя в системе водяного теплого пола?
Температура подающей воды должна находиться в пределах от 40 до 55 градусов. Максимальная же температура теплоносителя на входе в систему водяного теплого пола не должна превышать +60 градусов.
Перепад температур теплоносителя между подающим и обратным трубопроводом оптимальный 5. 15 градусов. Меньше пяти градусов не рекомендуется из-за сильно возрастающего расхода теплоносителя через контур, что приводит к большим потерям напора. Больше пятнадцати градусов не рекомендуется по причине ощутимого перепада температуры поверхности самого пола (под окнами можем в таком случае иметь 27 градусов, в конце контура 22 градуса, такой большой перепад не комфортен). Оптимальное же падение температуры 10 градусов. Рекомендуемые температуры на входе/выходе петель: 55/45 градусов, 50/40 градусов, 45/35 градусов, 40/30 градусов.
Если в качестве источника тепла используется тепловая насосная установка (хоть это и большая редкость), то желательно взять температуру подающего теплоносителя в контур отопления 40 градусов. Во всех других случаях можно использовать любую другую подающую температуру в указанном выше диапазоне.
Установка системы
Установить коллекторную систему отопления желательно в период предчистовой отделки.
При горизонтальном типе разводки отопления для распределительного коллектора, насоса и оборудования для регулировки параметров устанавливают специальную закрытую коробку.
В здании, состоящем из двух этажей, коллекторы с сопутствующим оборудованием устанавливают на всех этажах.
У каждого коллектора есть определенное количество входных и выходных отверстий, ровно столько, сколько отопительных приборов – батарей или витков теплого пола.
Во всех комнатах прокладывают отдельные ветви, объединяющие несколько приборов обогрева, при таком подключении два радиатора из одного помещения для коллектора будут представлять единое отопительное устройство.
Для организации теплого пола применяют коллекторную систему отопления с разводкой в полу. Однако, не только монтаж теплого пола использует прокладку труб снизу.
Чаще всего коллекторная система отопления предполагает размещение магистралей отопления под бетоном, высота стяжки должна варьироваться от 5 см до 8 см. в бетон размещают только цельные магистрали, в основном это трубы из металлопластика с диаметром 1,6 см. Такие трубы достаточно гибкие, их легко прокладывать под бетоном.
Стоит помнить, что перед заливкой бетона на трубы укладывается слой теплоизоляции и делается это для того, чтобы исключить контакт бетона и труб.
Подвести магистрали к радиаторам можно как сверху, так и снизу, то есть коллекторная разводка системы отопления может быть верхней или нижней.
Если вы не боитесь дополнительных расходов, связанных с покупкой большего метража труб, то можно провести трубы по краю потолка и спрятать их в потолочный плинтус или скрыть навесным потолком.
Во избежание повреждения, трубы прокладывают исключительно через стену.
В отопительной системе неизбежно образование воздушных пузырьков и пробок, для их высвобождения на распределительные узлы устанавливают специальные клапаны, а на батареи краны Маевского.
Напоследок хочется сказать, что, конечно, собрать и установить коллекторную системы отопления можно своими руками, для этого нужно учесть множество факторов и иметь определенную сноровку.
Но если вы сомневаетесь в своих возможностях, лучше прибегните к помощи профессионалов, это убережет вас от порчи расходных материалов, траты нервов и даст гарантию качественного и своевременного ввода в эксплуатацию всей системы отопления.
Разновидности коллекторов
На сегодняшний день рынок предлагает большое разнообразие коллекторных систем. Самые простые конструкции лишены регулировочной и другой аппаратуры – это даёт возможность покупателю (мастеру) самому решать, какое оборудование он будет в дальнейшем устанавливать. Есть и готовые к использованию коллекторные блоки, «нафаршированные» всевозможными элементами (шаровыми кранами, расходомерами, термодатчиками и т.п.). Это удобно, но дорого. К тому же может статься, что некоторые компоненты вообще не будут востребованы. Зачем же переплачивать?
Полипропиленовый Tebo с 3 выходами, c кранами, 25х20 мм.
Распределительные коллекторы отопления бывают с нижним, верхним или боковым подключением. Первый способ соединения наиболее популярен, так как позволяет максимально скрыть разводку и улучшить эстетичность помещения. В идеале коллектор заключается в нишу или специальный шкафчик, однако с таким расчётом, чтобы доступ к нему был свободным.
В больших домах с мощной и сильно разветвлённой отопительной системой «гребёнки» дополняют гидравлической стрелкой. По сути – это вертикальная труба с торцевыми заглушками, предназначенная для выравнивания параметров рабочего давления и предотвращения гидравлического удара. С одной стороны к стрелке подводится контур отопительных приборов, а с другой – контур котла. При такой схеме каждый контур рекомендуется оборудовать собственным циркуляционным насосом, иначе подобная новация вряд ли будет оправдана.
Никелированный Valtec, 3 вывода.
Распределительные коллекторы отопления изготавливаются из следующих материалов:
Латунные «гребёнки», пожалуй, самые оптимальные с точки зрения соотношения цена/качество. Изделия из «нержавейки» — самые экологичные и долговечные, но и самые дорогостоящие. Полимерные аналоги относительно недороги, но по всем параметрам уступают вышеупомянутым собратьям.
Коллектор Uponor латунный, 2 вывода.
Uponor латунный, 2 вывода, обратка.
Типы отопительных коллекторов
Существует три разновидности коллекторных установок, которые используют при проектировании закрытых систем с принудительной циркуляцией. Главное их отличие в назначении конструкции.
Еще существует такое понятие, как разгонный коллектор. Это вертикальный стояк, который идет после котла. Его применяют только в однотрубных системах с естественным током теплоносителя. Здесь разогретый теплоноситель набирает необходимую скорость для гравитационного тока по трубам контура к радиаторам.
Радиаторные
Тепловой коллектор для отопления дома востребован в любой системе с радиаторами. В зависимости от конструктивных особенностей постройки коллекторы подключают разными способами. Можно использовать диагональное, боковое, верхнее и нижнее подключение. Чаще всего выбирают нижнее подключение, потому что контур можно уложить в стяжке.
Радиаторные коллекторы устанавливают на каждом этаже в специальной нише или шкафу
Важно, чтобы ко всем приборам от гребенки шли ветки приблизительно одинаковой протяженности. Если длина существенно отличается, то на каждый отвод ставят свой циркуляционный насос
Гидрострелка
При проектировании сложных разветвленных систем отопления в больших домах устанавливают термогидравлический распределитель, который еще называют гидрострелкой. С одной стороны к устройству подключают контур нагревательного оборудования, а с другой – теплые полы или отопительные приборы.
Гидрострелка решает следующие задачи:
нет резких перепадов температуры теплоносителя, которые сокращают срок службы системы; гидрострелка обеспечивает вторичную циркуляцию жидкости и ее подмес из обратки для поддержания постоянного объема воды в котле (это важно для экономии электричества и энергоресурсов); если во второстепенном контуре возникает дефицит теплоносителя, нехватку компенсирует гребенка.
Гидравлическая стрелка отделяет котловой контур от вторичной цепи, обеспечивая температурный баланс. Но для оптимальной работы системы с гидрострелкой каждый контур должен иметь свое насосное оборудование.
Солнечные коллекторы
Это приспособление используют для организации автономного отопления в районах без газификации, но с достаточным количеством солнечного излучения. По сути, это теплицы для сбора энергии Солнца. Теплоноситель циркулирует за счет конвекции и вентиляторов. Для аккумуляции тепла установлена черная адсорбирующая пластина.
В качестве теплоносителя применяют воду или жидкость. Однако данная система не может быть использована в качестве основного источника тепловой энергии даже в южных регионах. Обычно ее применяют как дополнительное отопление в комплексе с твердотопливным котлом.
Виды гребенок для отопления
В магазинах можно приобрести отопительные коллекторы, отличающиеся по количеству подсоединяемых контуров, материалам изготовления, наличию термоголовок или расходомеров, производителю и массе иных признаков. Однако в целом их можно разделить на три основные группы:
Распределительный коллектор отопления для котельной
Коллектор для котельной обычно монтируется из металлических труб большого диаметра и оснащается несколькими насосами для циркуляции жидкости по системе. Данная коллекторная система состоит из подающей гребенки, по которой теплоноситель подается в отопительную систему всего дома, и гребенки, принимающей остывшую жидкость и отправляющей ее в котел на подогрев. На подающую гребенку устанавливаются насосы с отсечными кранами, а на принимающую, обычно, монтируется отсекающая запорная арматура.
В качестве необходимого элемента сложных отопительных систем выступает гидрострелка, поддерживающая наилучшую разницу температур в подающем и отводящем контуре. Благодаря этой разнице осуществляется поддержание работы теплогенераторной установки с наименьшими энергозатратами. Подробнее о гидрострелке мы поговорим далее в статье.
Коллектор для котельной также оснащается приборами контроля давления и термодатчиками для мониторинга работы всех элементов. Такой элемент имеет достаточно приличные габариты и устанавливается обычно в специальном помещении.
Гидрострелка
Гидрострелка представляет собой устройство, которое применяется для выравнивания давления и температуры в отопительной системе. В простейшем случае, с одной стороны к ней подходит контур отопительного котла, а с другой контур радиаторов, выполняя, таким образом, функцию распределительного коллектора.
Для более сложных систем гидрострелка устанавливается в котельной перед распределительным коллектором, выполняя все ту же функцию – выравнивание давления в системе.
Конструктивно гидрострелка выполняется в виде трубы с вертикальным расположением, на торцах которой устанавливаются эллиптические заглушки. Если теплоноситель, выходя из котла, имеет температуру, а следовательно и давление, выше необходимого, то попадая в гидрострелку, часть его идет в отопительный контур, а часть смешивается в охлажденным теплоносителем из обратки. Таким образом, происходит стабилизация и саморегулирование температуры и давления в системе. Наглядно, различные случаи протока жидкости показаны на схеме:
Распределительная гидрострелка позволяет:
Наиболее полная оптимизация работы системы с установленной гидрострелкой достигается благодаря применению отдельного циркуляционного насоса на каждый контур.
Плюсы коллекторной отопительной системы
Основные преимущества, которые дает гребенка для отопления, – это простота эксплуатации и управления системой.
Дополнительные плюсы следующие:
Среди недостатков стоит назвать следующее:
Функции коллекторного шкафа
Коллекторный шкаф — место совокупности отопительного оборудования и водоснабжения. Единственной его функцией является скрытие разных труб, смесителей, вентилей кнопок и так далее.
Сам шкаф — место, в которое помещается оборудование, отвечающее за подачу воды в доме и за её нагрев.
Кроме труб, к шкафу присоединяются и насосы, регулирующие, например, тёплый пол. Коллектор часто устанавливается так, чтобы регулировать температуру и полы можно в каждой комнате по-разному, сделав в одной, например, «саванну», а в другой «Антарктиду».
Справка. Цена и разницы температур у коллекторов отличаются фирмой поставщика и материалом изготовления.
Плюсы установки коллекторного оборудования:
Фото 1. Коллекторный шкаф для отопительной системы. К нему подключается контур подачи и обратки.
