Коллекторы для отопления – принцип работы, устройство и монтаж

В гидравлике коллектор — это участок трубы с большим поперечным сечением, который собирает (или распределяет) воду из нескольких ответвлений меньшего диаметра. В системах отопления административных, жилых и промышленных зданий этот элемент называется распределителем. Наша задача — рассмотреть коллектор отопления для частного дома, описать принцип работы, варианты применения и способы установки.

Зачем нужен коллектор, принцип работы

Конструкция этого гидравлического устройства очень проста. По сути, это кусок трубы большого диаметра, снабженный резьбовыми соединениями для подключения контуров водяной системы. Длина нагревательной гребенки зависит от количества подключений, основной кабель обычно проходит до конца.

Информация. Как правило, коллекторы снабжены ответвлениями одинакового диаметра, который составляет 0,5 … 0,75 поперечного сечения основной камеры. Расстояние между форсунками варьируется — оно зависит от расхода теплоносителя в контурах и предполагаемого использования коллектора.

Что происходит в коллекторе, где вода подается по 2 … 10 параллельным трубам:

1. Теплоноситель с различными параметрами — температурой, расходом, расходом в единицу времени — поступает в коллектор из нескольких линий.
2. По мере увеличения поперечного сечения гребня скорость потока воды и гидравлическое сопротивление уменьшаются.
3. Из-за смешения в основной камере разные потоки имеют одинаковую температуру и скорость на выходе.

Схема коллекторной трубы для приема теплоносителя

Таким образом, задача распределителя — собрать теплоноситель, уравнять его параметры и отправить обратно в котел по магистральному трубопроводу. Без распределителя не обойтись, если нужно объединить в одну трубу несколько линий с разным расходом, сопротивлением потоку и расстоянием. Попробуйте соединить такие ответвления на тройниках — сразу 2-3 цепи перестанут исправно работать.

Распределитель тепла работает аналогично, но в обратном направлении. Вода из котла, медленно протекая через основную камеру, направляется в необходимом количестве по вспомогательным трубопроводам.

Одна голая труба с ответвлениями малопригодна без сопутствующей арматуры — кранов, вентилей и других элементов. Сборка коллектора помогает решить несколько важных задач:

• регулировать количество теплоносителя в каждой ветви, уравновешивая их между собой;
• снизить температуру подаваемой воды и поддерживать ее на нужном уровне с помощью обратного клапана;
• Сливная система, сдувание;
• автоматически регулирует микроклимат каждой комнаты с помощью комнатных термостатов.

Виды коллекторных узлов

Прежде чем приступить к обсуждению видов труб, покажем, как их можно использовать в системах водяного отопления в домах и частных квартирах:

• Распределение и регулирование температуры воды в контурах теплого пола, сокращенно ТП;
• Развод теплоносителя к радиаторам по радиальной (коллекторной) системе;
• общее распределение тепла в большом многоквартирном доме с разветвленной системой отопления.

На фото слева — копланарный коллектор для разветвления теплоносителя, на фото справа — сборный коллекторный модуль с гидростатическим

В загородных домах с разветвленной системой отопления к группе коллекторов относятся так называемые коллекторы. гидростатический коллектор (также называемый теплогидравлическим сепаратором). По сути, это вертикальный коллектор с 6 выходами: 2 от котла, два для гребенки, один верхний для удаления воздуха, нижний для слива воды.

Добавка. Существуют каскадные распределители с несколькими подключениями, в которых контуры отопления подключаются напрямую. Коллекторный коллектор в этом случае не используется.

Теперь о типах сборщиков раздачи:

1. Доступны специальные разделительные блоки из латуни, нержавеющей стали или пластика для ограничения температуры воды, регулирования потока и балансировки контуров теплого пола. Присоединительный размер основной отопительной трубы (на конце трубы) составляет или 1 дюйм (DN 20-25), ответвления соответственно ½ или ¾ (DN 15-20).
2. В излучающих системах используются те же комбинации систем теплого пола, но с ограниченной функциональностью. Мы объясним разницу ниже.
3. Для распределения теплоносителя по дому используются стальные коллекторы большего размера с диаметром подключения более 1 дюйма (DN 25).

Заводские коллекционеры стоят недешево. По экономическим причинам домовладельцы часто используют пропаянные своими руками полипропиленовые трубы или берут дешевые распределители для систем водоснабжения. Ниже представлены проблемы, связанные с установкой бытовых и гидравлических коллекторов.

Головки для систем радиаторного и теплого пола — из нержавеющей стали, латуни и пластика.

Устройство гребенки для теплого пола

Температура теплоносителя в контуре теплого пола не должна превышать 50 ° C, оптимальный температурный диапазон — 40/30 ° C. Если поверхность пола нагреется более чем на 30 ° C, в комнате станет душно и неуютно.

Только газовые котлы способны поддерживать температуру выше 40-50 ° С и с понижением КПД. Чтобы эффективно использовать газ или другой энергоноситель, нагрейте воду до 60 градусов, а затем понизьте температуру на входе в контур ТП. Это одна из основных задач сборки распределителя, которая состоит из следующего:

• Сам коллектор — 2 отдельные трубы (подающая и обратная) с кронштейнами для крепления на стене;
• напорные термостатические клапаны с трубными соединениями типа «евроконус»;
• расходомеры (ротаметры) градуированные от 0,5 … 5 л / мин;
• концевые блоки с автоматическими воздушными клапанами и сливными клапанами;
• стрелочные термометры;
• запорные шаровые краны;
• байпасная линия с байпасным клапаном.

Проектирование коллектора для систем теплого пола.

Ротаметры и напорные клапаны ввинчиваются в специальные гнезда коллектора и закрываются пластиковыми заглушками. Вентиляционные клапаны со сливными клапанами ввинчиваются с одной стороны в коллекторные трубы, а с другой — в термометр и краны. Байпасы устанавливаются в зависимости от конструкции коллектора.

Внимание. Обычно расходомеры находятся в линии подачи, а термостатические клапаны — в линии возврата. Однако есть и другие модели коллекторов с расходомерами на обратной стороне. При замене патрубков коллектора вместо расходомеров перекручивать нельзя — внутренняя форма втулки другая.

За термометрами находятся шаровые краны, затем циркуляционный насос и смесительный узел. Рассмотрим отдельно каждый элемент группы многообразий.

Конструкция и назначение расходомеров

Ротаметры используются для контроля и регулирования максимального потока жидкости через контуры. Элементы ввинчиваются в специальные гнезда на коллекторе без накладки — прокладка изготовлена ​​из резины EPDM.

Корпус дозатора имеет подпружиненный плунжер с изнашиваемой пластиной на одном конце и регулирующей шайбой на другом конце. Как работает расходомер:

Жидкий теплоноситель проходит через боковое отверстие в корпусе, затем движется вниз, оказывает давление на диск и выходит в трубу.

Чтобы установить максимальный расход на расходомере, снимите защитную пластиковую крышку.

Чем больше воды проходит через расходомер, тем больше давление на поддон. Пружина сжимается, и шпиндель с регулировочной шайбой опускается. Расход в л / мин показан на шкале на прозрачной колбе элемента.

Расход можно регулировать, поворачивая верхнюю часть корпуса. При ввинчивании проходное отверстие частично или полностью закрывается поршнем.

Информация. В коллекторах некоторых производителей установлены нерегулируемые расходомеры. Отдельные краны, встроенные в корпус трубы, используются для ограничения расхода. Как выглядят такие элементы, вы можете увидеть на видео ниже.

Расходомеры обратного потока имеют аналогичную конструкцию, за исключением того, что пружина находится с другой стороны прокладки. Теплоноситель входит снизу и толкает диск вверх, шпиндель и шайба поднимаются. Как различать разные типы расходомеров:

• если шайба находится сверху баллона, при отсутствии потока расходомер ставится на подачу;
• если прокладка находится внизу шкалы при нулевом расходе, элемент предназначен для «возврата»;
• шкала на колбе градуирована в соответствующем направлении, в первом случае показания идут сверху вниз, а во втором случае — снизу вверх.

При загрязнении расходомеры необходимо обслуживать и чистить. Прозрачный пузырек служит индикатором, при его загрязнении изнутри элемент необходимо открутить, разобрать и удалить мусор с рабочих поверхностей.

Как устроен термостатический клапан

Изделие не отличается по конструкции от других аналогичных термостатических клапанов — радиаторных или двухходовых. После нажатия на подпружиненный штифт поддон опускается в седло, перекрывая поток теплоносителя. Возможна предварительная настройка: максимальный расход ограничивается поворотом сердечника клапана шестигранным ключом.

Объяснять. Есть 2 типа клапанов — нормально открытый и нормально закрытый. Первые описаны выше — после нажатия на оправку проход закрывается. Последние реже используются, когда канал изначально закрыт, а канал открывается после опускания оправки.

Задача термостатического клапана — регулировать расход теплоносителя во время работы (не балансировать!). Контроль осуществляется 3 способами:

1. Руководство пользователя. Положение шпинделя регулируется пластиковой ручкой, которая сверху прикручивается к клапану.
2. Автоматические термостатические клапаны RTL, которые выталкивают шпиндель при повышении температуры обратной линии. Их не следует путать с обычными радиаторными головками, реагирующими на температуру воздуха.
3. Электроприводы, подключенные к комнатным термостатам или системам контроля погоды.

Ручное управление требует постоянного внимания со стороны пользователя — при изменении температуры окружающей среды нажимайте или отпускайте поршень. Термостаты RTL автоматизируют этот процесс, но они эффективны только для коротких контуров — до 60 м. Сервоприводы и термостаты используются повсеместно.

Прочие аксессуары гребенки

В начале публикации мы перечислили задачи, которые должна выполнять распределительная группа теплого пола. Баланс и контроль расхода очевидны — эти функции выполняют расходомеры и клапаны. А теперь перейдем к остальным аксессуарам:

1. Концевой блок для опорожнения и автоматического удаления пузырьков воздуха. Элемент состоит из корпуса со сливным краном и поплавкового вентиляционного отверстия. Патрубок закрывается заглушкой, которая также служит барашковой гайкой для открытия клапана.
2. Стрелочные блоки термометров имеют маркировку 80-90 ° C. Конечно, цель состоит в том, чтобы измерить температуру на входе и выходе гребенки.
3. Запорные шаровые краны. В зависимости от способа подключения коллектора к системе отопления используются прямые, угловые, шаровые краны американского типа с внешней / внутренней резьбой.
4. В системах с автоматическим регулированием используется перемычка с перепускным клапаном. Если все контуры закрыты из-за теплой погоды, теплоноситель будет обходить байпас, и насос не будет работать самостоятельно. Во время нормальной работы клапан предотвращает прямую циркуляцию воды, заставляя ее двигаться петлями.

Слева направо: запорная арматура с ручным предохранительным клапаном, устройство с автоматическим предохранительным клапаном, шаровые краны и термометры.

Внимание. Теплоноситель можно не только слить через оконечный блок, но и закачать в случае ремонта. Коллектор изолирован от основного трубопровода с помощью кранов, а отопительные контуры опорожняются или пополняются через боковой патрубок.

Количество и разнообразие аксессуаров зависит от производителя коллектора. Эти аксессуары являются основными, но также используются различные заглушки, переходники и клапаны.

Перед коллекторным блоком находится смесительный узел, состав которого зависит от способа приготовления теплоносителя для системы отопления. Есть 3 способа довести воду с теплого пола до нужной температуры:

1. Двухходовой термостатический клапан используется для подачи горячей воды в контуры. Этот элемент активирует партии теплоносителя по команде термоголовки с удаленным датчиком температуры в виде медной колбы. Последний крепится к металлической стенке коллектора и соединяется с головкой с помощью капиллярной трубки.
   
2. Трехходовой клапан используется для смешивания охлажденной и нагретой среды. Принцип работы следующий: насос перекачивает воду через байпас по контурам, когда она не охлаждается, клапан открывает подачу нагретой воды из котельной магистрали. Отличие от предыдущего метода — более плавный поток и качество смешивания.
   
3. Ограничение обратного потока через термостатические клапаны RTL, установленные на головке выхлопных газов. Здесь насосный модуль вообще не нужен.

Двух- или трехходовым клапаном можно управлять тремя способами: вручную, термоголовкой с выносным баллоном и электрическим приводом. Последний управляется контроллером, который принимает сигналы от комнатных или глубинных датчиков L.

Распределитель лучевой системы отопления

Напомним: распределение излучения заключается в индивидуальном двухтрубном подключении каждого радиатора к общему коллектору, расположенному в удобном месте (обычно ближе к центру здания).

Пример лучистого отопления в одноэтажном доме

Для монтажа коллектора используются следующие комбинации:

• заводской для ТП (описан выше) из нержавеющей стали, латуни или пластика;
• сборные водопроводы со встроенной запорной арматурой из полипропилена или металла;
• самодельные коллекторы скрученные из латунной арматуры, тройники полипропиленовые.

Тип коллектора зависит от вашего бюджета и требований к холодильной системе. Если каждый радиатор имеет свой балансировочный клапан и термостатическую головку, достаточно чистого коллектора без клапанов и расходомеров. Оставьте модуль вентиляции и деаэрации воды.

Кончик. Если у вас ограниченный бюджет, вы можете выбрать недорогой водоразделитель, как показано на фото. Многие домовладельцы поступают так и уравновешивают систему радиаторными клапанами.

Если вы хотите автоматизировать работу отопления и поставить все регулировки в коллекторный шкаф, купите коллектор для теплого пола. Установить все аксессуары — расходомеры, клапаны с сервоприводами, «форточки», комнатные регуляторы. Смеситель пока не нужен, теплоноситель на радиаторы подается прямо из котельной.

На видео ниже показан комбинированный коллектор отопления, который распределяет тепло между радиаторами и контурами пола. Обе части коллектора монтируются параллельно. Обратите внимание, что для распределения теплоносителя мастер использовал гидравлические коллекторы.

Общедомовая коллекторная группа

Главный распределитель выполняет ту же функцию, что и распределитель ТП — распределяет теплоноситель по ответвлениям тепловой сети с разной нагрузкой и расстоянием. Элемент изготавливается из нержавеющей или черной стали, профиль основной камеры круглый или квадратный.

Для информации. Основные коллекторы заводского изготовления называются копланарными коллекторами. Это умное слово означает, что все части коллектора расположены заподлицо — вертикальные подающие трубы пересекают «возвратную» камеру и наоборот. Это сделано для уменьшения веса и размеров конструкции.

Компактные коллекторы для 3–5 контуров доступны в виде однотрубной конструкции. Уловка: возвратный коллектор помещается внутри кормового отсека. В результате мы получаем один общий корпус с двумя камерами одинаковой вместимости.

В подавляющем большинстве загородных домов до 300 м² коллекторы не нужны. В случае нескольких потребителей тепла используется первичная и вторичная кольцевая система, о которой рассказывается в отдельной статье. Когда стоит подумать о покупке домашнего обогревающего гребня:

• количество этажей в коттедже не менее двух, а общая площадь этажа более 300 квадратных метров;
• для отопления используется не менее 2 источников тепла — газовый котел, твердотопливный котел, электрокотел и т. д .;
• Количество отдельных ветвей радиаторного отопления — 3 и более;
• Система котельной включает в себя бойлер косвенного нагрева, вспомогательные отопительные контуры и подогрев бассейна.

Эти факторы необходимо рассматривать отдельно и в совокупности, и необходимо рассчитывать нагрузку на каждую ветвь, чтобы выбрать модель определенного размера. Поэтому без консультации специалиста лучше не покупать коллектора.

Чертеж копланарного коллектора и фото готового изделия с насосными группами

Нюансы монтажа

Технология крепления коллектора к стене достаточно проста: коллектор ТП и радиальный коллектор навешиваются на монтажные кронштейны, петли соединяются муфтами «евроконус». Трубы к верхней части коллектора (обычно «обратные») проходят под днищем.

Кончик. Никто не заставляет монтировать коллектор на кронштейнах. При необходимости трубы можно разделить в стороны и отдельно закрепить на стене. Коллекторный шкаф применяется в жилых помещениях, если коллектор устанавливается в котельной, шкаф не нужен.

Вот краткое изложение основных моментов:

1. Размер коллектора выбирается в зависимости от диаметра труб, используемых в отопительных контурах — Ø16 или Ø20 мм. Поэтому следует использовать разделитель или 1 «. Материал изделия не имеет значения, нержавеющая сталь является лучшим с точки зрения соотношения цены и качества.
2. Если количество ответвлений превышает 12, соберите коллектор в сборе из 2 секций. При установке аксессуаров подкладочные материалы не используются, так как компоненты снабжены резиновыми прокладками.
3. Более тяжелый универсальный коллектор подвешивается на крючки, усиленные держатели или устанавливается на пол. Насосы, трубы и другие элементы трубопроводов не должны нагружать коллектор собственным весом.
4. Самый горячий теплоноситель подается в бойлер косвенного нагрева. Змеевик и циркуляционный насос нагревателя подключаются непосредственно к коллектору, обычно в конце.
5. Контуры радиаторного отопления и ГВС подключаются к коллектору через сборочный узел с трехходовыми клапанами. Каждая линия имеет отдельный насос, выбранный по давлению и производительности.

Тяжелые дополнительные клапаны можно разместить на полу — приварные металлические кронштейны

Важная заметка. Смеситель теплого пола можно установить в котельной, рядом с главным коллектором. Затем вода соответствующей температуры потечет в коллектор нагревателя.

Напоследок о самодельных коллекторах

Выше мы перечислили бюджетные варианты — диспенсеры для воды, полипропиленовые и самодельные. Такие коллекторы легко использовать в излучающих схемах. На каждый радиатор устанавливаются балансировочный клапан и клапан с термостатической головкой для балансировки и регулирования расхода. Коллектор оборудован дефлекторами + сливными клапанами.

Если вы установите в сети упомянутые выше разъемы, вам придется столкнуться со следующими нюансами:

• Коллектор нельзя оборудовать расходомерами;
• Без расходомеров сложно сбалансировать разные длины контуров;
• Пластиковые коллекторы, установленные на заводе-изготовителе, имеют запорную арматуру, что означает невозможность регулировки расхода;
• фитинги, собранные из тройников из полипропилена или латуни, имеют множество соединений;
• Стоит отметить, что домашние диспенсеры выглядят не лучшим образом.

Самодельный коллектор для теплого пола еще может хорошо выглядеть.Соберите коллектор из тройников и установите радиаторные термостатические вентили RTL с термостатической головкой RTL, как показано на фото.

Также умелый хозяин легко сделает коллектор на весь дом — из круглых или профильных труб.Однако здесь проблема заключается в расчетах: нужно знать сечение камер и розеток для данной системы отопления. Если эти параметры рассчитывает специалист, воспользуйтесь опытом мастера на видео: