Всё об устройстве
теплых полов

Узел смешения для водяного теплого пола

Одним из вариантов основного или дополнительного обогрева индивидуальных жилых домов является система водяного теплого пола. Если в системах радиаторного обогрева температура воды обычно 80–90 °С, то в трубах водяных теплых полов она не превышает 35 °С. Для того чтобы создать низкотемпературный обогрев, в водяных теплых полах применяют смесители, которые понижают температуру, смешивая обратный поток холодной воды с теплоносителем.


Визуально смеситель — группа или цепь трубопроводов, которые собраны в определенном порядке и соединяют два потока жидкости в один.

Способы смешения

Выделяют последовательный, параллельный и комбинированный способы смешивания теплоносителей. Наиболее приемлемый способ последовательный, когда от источника отопления весь теплоноситель перекачивается в узел потребления. При параллельном смешивании линии теплоносителя разделены, при этом часть тепла теряется. Комбинированный способ позволяет использовать одновременно и параллельное и последовательное смешивание и переключать один процесс на другой.

Узел смешения для водяного теплого пола

Теплосмесители для теплого водяного пола — специальное оборудование, которое устанавливают обычно на стене в нише в коллекторном шкафу или во вспомогательном помещении (коллекторной или бойлерной). В их конструкции обязательно есть регулирующий клапан, который добавляет в контур обогрева горячую воду, поступающую из отопительного котла, доводя температуру в нем до заданного значения. Регулирующие термостатические питающие клапаны могут быть двухходовыми или трехходовыми, обеспечивающими подмешивание обратного потока холодной жидкости к потоку горячей.

Схема узла смешения

Управление температурой может осуществляться несколькими способами:

  1. По величине наружной температуры воздуха. При этом двухходовой клапан оснащают электроприводом, подключенным к терморегулятору. Уровень нагрева теплоносителя корректируется, исходя из величины температуры в обогреваемом помещении.
  2. Ручное регулирование. При таком способе регулирующие клапаны не используются. В этом случае степень подмеса регулируют кранами вручную. Такой способ регулирования не рекомендуется применять при высокой температуре теплоносителя.
  3. Ограничение температуры. В таком режиме на регулирующий клапан устанавливают термостатическую головку с выносным датчиком. Режим нагрева ограничивается значением, установленным на термостатической головке регулирующего клапана.

Важно! Если для регулирования температуры в контурах водяных теплых полов используется погодозависимая арматура (в зависимости от уличной температуры), то при заморозках на улице теплопотери значительно возрастают, необходим более интенсивный нагрев. Температура и расход теплоносителя при этом повышаются.

Типы смесителей

Узел смешения для водяного теплого пола

Как уже указывалось, в зависимости от типа регулирующего клапана существуют два вида смесителей.

Смеситель первого типа

В нем применяется трехходовой клапан, который смешивает горячую жидкость, поступающую из котла отопления и обратную воду из контура обогрева. Клапаны имеют сервоприводы, позволяющие управлять устройствами. Этот тип смесителя наиболее оптимальный, но одним из его недостатков является возможная подача в контур горячей воды от отопительного котла. У трехходовых регулирующих клапанов высокая пропускная способность, что не всегда удобно, так как небольшие изменения в регулировке могут сильно влиять на температуру пола. Смесители такого типа применяются при устройстве водяных теплых полов в помещениях большой площади.

Второй тип

В таких смесителях применяют двухходовые клапаны, которые постоянно смешивают горячую и холодную воду, исключая полностью возможность перегрева пола. У двухходового питающего клапана малая пропускная способность, это обеспечивает плавное постоянное и стабильное регулирование режима нагрева. Такие смесители не рекомендуется применять в помещениях площадью более 200 м2.

Работа узла подмеса

Узел смешения для водяного теплого пола

Горячий теплоноситель из отопительного котла поступает в помещение с контурами теплого пола и подходит к смесителю. Здесь измеряется температура жидкости. Если она слишком высокая, открывается клапан подмеса холодного потока (обратки), уже отдавшей свое тепло в контуре. Когда в результате смешивания прямого и обратного потоков достигается заланная температура, открывается основной подающий клапан и теплоноситель поступает в систему. Схема подключения узла смешения в систему может быть реализована двумя способами, выбор между которыми определяется условиями эксплуатации системы обогрева пола в конкретном помещении.

Узел смешения содержит также дополнительные устройства:

  • Температурный клапан, который контролирует температуру на выходе и подмешивает холодную жидкость к горячей.
  • Насос циркуляционный. Без него система работать не может. Он обеспечивает циркуляцию жидкости с такой скоростью, чтобы обогрев пола был равномерным по всей площади.
  • Байпасная линия. Она устанавливается для защиты от перегрузок оборудования в экстремальных ситуациях.
  • Воздуходатчики контролируют концентрацию кислорода в воде.
  • Клапаны дренажный и отсекающий применяются для стабилизации работы контуров обогрева.

Узел смешения для водяного теплого пола

Схема работы двухходового смесителя

Схема двухходового клапана.

Особенностью работы смесителя на базе двухходового клапана является то, что к горячей воде непрерывно подмешивается холодная (обратка) без отсекающей аппаратуры. Можно сказать, что узел непрерывно добавляет кипяток по мере охлаждения воды в контуре ниже определенного значения температуры.

В составе узла смешения с двухходовым клапаном температурный датчик, установленный в контуре, балансировочный клапан для подмеса холодной жидкости, обратный клапан на линии обратки.

Двухходовой клапан называют питающим. В него встроен термостат, который добавляет или уменьшает поток горячего теплоносителя по мере надобности. В периметре отопления поддерживается стабильная температура. Конструкция с двухходовым питающим клапаном обладает высоким эксплуатационным ресурсом по следующим причинам:

  • пропускная способность клапана низкая, благодаря этому сглаживаются резкие скачки температуры воды в контуре отопления;
  • незначительный диапазон регулируемых температур;
  • на практике эта схема себя отлично зарекомендовала.

Единственным ее недостатком является требование к размеру контура. При работе на больших потоках теплоносителя эта схема не справляется с задачей поддержания температуры и становится неэффективной.

Смеситель на основе трехходового клапана

Схема трехходового клапана.

Такой смеситель считают универсальным, его можно применять в помещениях любой площади и для нескольких контуров одновременно.

Принцип работы смесителя с трехходовым клапаном несколько иной. Горячий теплоноситель внутри корпуса клапана смешивается с холодным (обраткой). Питающий клапан одновременно выполняет и функцию байпасной балансировки. Применяется кран со встроенной регулируемой заслонкой. Смесители такого типа оснащаются такими устройствами, как контроллер, сервопривод, термостат.

Недостаток этой системы в возможности впуска в нее горячей воды, создании избыточного давления, которое вызывает резкие скачки. Ресурс водяных труб при этом снижается. Увеличенная пропускная способность затрудняет точную регулировку. Так, небольшой поворот заслонки может повысить температуру в контуре на 3–5 °С.

Подключение узла смешения

При монтаже систем обогрева индивидуальных жилых домов рекомендуется использовать оборудование заводского изготовления, прошедшее в установленном порядке опрессовку и проверку (гидроиспытания) с соответствующими документами. Узел должен иметь гарантию герметичности всех резьбовых соединений. Как правило, смесители выпускают компактными и эргономичными.

На рынке предлагают различные узлы смешения, к которым можно подключить несколько контуров отопления с небольшой мощностью. Есть узлы смешения магистральные с большой мощностью. Число выходов может варьироваться от 2 до 12. Приобрести узел смешения не представляет труда. Главное — выбрать правильное устройство, подходящее для решения конкретных задач отопления.

Подмес горячего теплоносителя к охлажденному может быть организован перед коллектором или в каждом контуре.

Совет: для основного обогрева водяными теплыми полами требуются расчеты всех тепловых потоков и теплопотерь. Выполнение их лучше поручить специалистам. Любая самодеятельность может привести к неэффективной работе системы.

Настройка

Узел смешения для водяного теплого пола

К каждому узлу смешения обязательно прилагается инструкция по его монтажу и настройке. Проблем не возникнет, если эту инструкцию соблюдать точно.

При монтаже смесителя сначала на подающую теплоноситель трубу устанавливают циркуляционный насос, а после него — датчик температуры. К теплой трубе подсоединяют смесительный клапан. На выходной (обратке) трубе устанавливают обратный клапан, один выход которого подключают к смесительному клапану.

Перед настройкой смесителя снимают сервопривод и термоголовку регулирующего клапана. Порядок действий при настройке следующий:

устанавливают максимальное значение для перепускного клапана (0,6 бар), так как если этот узел сработает, настройка окажется неверной;

рассчитывают балансировочный клапан. Для этого учитывают температуру теплоносителя в обратной линии и температуру на выходе из отопительного котла (с коэффициентом 0,9). Пропускную способность рассчитывают таким образом: из значения температуры на входе в радиатор вычитают температуру обратки (tр–tо), полученную величину делят на разницу температур на входе в контур и обратки (tк–tо). Из полученного частного вычитают единицу, и результат умножают на 0,9.

  • где tk — температура воды на входе в контур водяного теплого пола,
  • tp — температура теплоносителя на входе в радиатор отопления,
  • to — температура теплоносителя на выходе из контура водяного теплого пола.

Настраивают циркуляционный насос. Для этого определяют расход кипятка, потери давления в контурах. Другим способом является установка минимального уровня циркуляции и постепенное увеличение его по мере необходимости.

Балансировка контуров (веток). Регуляторы в каждом контуре сначала полностью открывают, а затем плавно закрывают до требуемого положения.

В последнюю очередь балансируют узел подмешивания с другими приборами, регулируя постепенно положение балансировочного клапана, который на начальном этапе был закрыт. Если в системе установлены расходомеры, балансировка всех потоков упрощается. Значение перепускного клапана устанавливают на 7–10% меньше максимального давления циркуляционного насоса.

Узел смешения для водяного теплого пола — видео