Коллектор в сборе для «теплого пола» и системы отопления

Для распределения теплоносителя в системах отопления и охлаждения применяются коллекторы и коллекторные модули. Они подходят как для радиаторных систем, так и для систем панельного отопления («теплый пол», обогреваемые стены, потолок, системы снеготаяния и пр.). С распространением панельных систем, которые способны применяться и для зимнего обогрева и охлаждения помещений летом, на рынке появились коллекторные системы заводского изготовления, способные выполнять эти функции

Вместе с растущими требованиями пользователей систем отопления/охлаждения по температурному комфорту, возрастают требования к экономичности затрат на установку, расходов при эксплуатации и обслуживании, а также к энергоэффективности. Поэтому все более востребованными становятся т. н. смешанные решения, когда в жилище устанавливается система, сочетающая обогревательные устройства, работающие на высокотемпературном теплоносителе (например, радиаторы) и панельные контуры, питаемые низкотемпературным теплоносителем, которые к тому же используются в летнее время для охлаждения помещений.

Смешанные системы экономят пространство и упрощают гидравлическую разводку, облегчают разные задачи, например, как подключить «теплый пол» к двухконтурному котлу и как настроить «теплый пол». Они обладают достаточной точностью поддержания оптимальных настроек и не требуют дополнительных электронных устройств, а это сказывается на общей стоимости решения.

Принцип работы коллектора для «теплого пола» состоит в поддержании настроенной желаемой температуры, что регулируется изменением пропускной способности термостатического клапана, то есть в линию подмешивается такое количество теплоносителя более высокой температуры, которого достаточно для поддержания желаемой температуры в отопительных панелях. В зависимости от гидравлических и тепловых характеристик системы могут понадобиться решения, способные подключать циркуляционные насосы.

Общую практику, когда при монтаже коллектора «теплого пола» монтажники сами набирают из разных изделий некое подобие регулирующих «гребенок», выполняющих подключение водяного «теплого пола» к системе отопления, нельзя признать эффективной и оптимальной. Собранные вместе изделия разных производителей, имеющие разные особенности функционирования и диапазоны гидравлических настроек, при подключении коллектора «теплого пола» к котлу могут работать неэффективно.

Наилучший способ реализации смешанных систем – применение готовых модулей заводской сборки, предлагаемых производителями, что позволяет создавать готовые варианты разных систем напольного и потолочного лучистого отопления/охлаждения различной степени сложности. Например, это коллекторные модули производства итальянской компании Giacomini, предлагаемые на украинском рынке ее официальным представителем – компанией «А-Кваттро».

Коллекторный модуль с расходомером

Коллекторы и коллекторные модули Giacomini серии R553, см. рис. 1. предназначены для распределения теплоносителя в системах отопления и охлаждения. Рекомендованы для применения в смешанных системах (радиаторы плюс панельное отопление/охлаждение – «теплый пол», обогреваемые стены, потолок, системы снеготаяния). Коллекторы могут быть оснащены клапанами различных типов и комбинироваться между собой в модули. Имеется широкий выбор готовых решений с различной пропускной способностью в зависимости от характера выполняемых задач.

Рис. 1. Коллекторные модули серии R553

Сборный коллектор R553F с отсечными клапанами, с расходомером и микрометрической термостатической регулировкой (рис. 2) предназначен для монтажа, регулирования и управления системы отопления с лучевой разводкой и для систем напольного/потолочного отопления и охлаждения.

Рис. 2. Коллектор в сборе с отсечными клапанами, с расходомерами и микрометрической термостатической регулировкой

Технические характеристики R553F:

• максимальная рабочая температура: 110°C;
• максимальное рабочее давление: 10 бар (1 МПа);
• материал: латунь CW617N;
• количество отводов: 2–12.

Коллектор R553F поставляется собранным на кронштейнах и состоит из:

• обратного коллектора R553V с микрометрическими клапанами с термостатами (опция);
• подающего коллектора R553M с отсечными клапанами с расходомерами (0,5–5 л/мин);
• двух кронштейнов R588;
• комплекта самоклеющихся этикеток для маркировки контуров.

Настройку проводят на основании диаграмм потерь давления (см. рис. 3) и таблицы настроек (таблица 1).

Рис. 3. Диаграммы потери давления для настройки коллектора R553F

Таблица 1. Таблица настроек коллектора R553F

Подающий коллектор R553M со встроенными отсечными клапанами с расходомерами в составе сборки R553F устанавливается на подающей магистрали и служит для распределения теплоносителя и гидравлической регулировки контуров. Установленные в коллекторе отсечные клапаны с расходомерами (ротаметрами, см. рис. 4) позволяют производить гидравлическую регулировку и настраивать поток теплоносителя, например, для «теплого пола».

Рис. 4. Настройка клапана с расходомером

Настройку отсечного клапана осуществляют специальным инструментом R558 (см. рис. 4) по указателю расходомеров с помощью диаграмм потери давления (рис. 3) и таблицы настроек (табл. 1). Регулировочный винт с механической памятью располагается на фронтальной поверхности подающего коллектора (рис. 4). Эту операцию проводят для каждого контура. Регулировка при заданной температуре по расходу, а не по давлению, намного точнее настраивает тепловой контур на требуемую теплоотдачу.

Обратный коллектор со встроенными термостатическими клапанами R553V в составе коллектора в сборе R553F устанавливается на обратной магистрали и служит для ручного или автоматического регулирования мощности отопления (опция, необходима установка сервоприводов). Регулирующие термостатические ручные клапаны, уже встроенные в обратный коллектор R553V, гидравлически отлаживают поток теплоносителя.

Для автоматического регулирования и поддержания постоянной температуры необходимо установить электротермические сервоприводы (опция) – в нормально открытом (R478/R478M) или нормально закрытом (R473/R473M) исполнении.

Сервоприводы (см. рис. 5) подключают к комнатным термостатам или к внешней электронной системе автоматического управления. Клапаны коллектора изготовлены так, что для установки сервопривода на клапан нужно всего лишь с помощью отвертки снять маховик ручного управления и установить зубчатое кольцо сервопривода на клапан коллектора (демонтаж сервопривода производится в обратной последовательности). Контуры, которым достаточно ручной настройки, остаются с термостатическими клапанами, установленными на заводе.

Рис. 5. Электротермические сервоприводы, установленные на обратный коллектор R553V

Коллекторный модуль для смешанной системы

При проведении работ по реконструкции имеющихся зданий часто возникает задача подключения к системе радиаторного отопления, т. е. нужно к имеющемуся высокотемпературному контуру подключить низкотемпературные ветви. При параллельном функционировании систем радиаторного и лучистого отопления при настройке и балансировке коллектора «теплого пола» нужно обеспечить независимое регулируемое подмешивание и более интенсивную прокачку низкотемпературного теплоносителя.

Для этой цели компанией Giacomini рекомендуются сборные узлы R557 и R557F, предназначенные для применения в системах низкотемпературного (лучистого) напольного/потолочного отопления при подключении к существующей высокотемпературной системе отопления. Это экономически оправданное решение в условиях ограниченного монтажного пространства, оно не требует установки дополнительного электронного управления, и снижает общую стоимость решения.

Насосно-смесительный узел выполняет функции смешивания, подготавливает теплоноситель во вторичном контуре и помогает циркуляции теплоносителя низкой температуры (35–50°С) с заданными температурными параметрами.

Сборные узлы Giacomini R557 и R557F (см. рис. 6) поставляются без термостатического и балансировочного клапанов. Клапаны подбирают в зависимости от размеров и пропускной способности контуров «теплого пола», т. е. требуемой величины подачи теплоносителя и его температуры. Также в поставку не входит циркуляционный насос. Его тоже подбирают по величине объемного расхода теплоносителя и потере давления в низкотемпературном отопительном контуре.

Рис. 6. Коллекторный узел R557

В состав коллекторного узла R557 (см. рис. 6) входят: коллектор подачи (1), коллектор обратной магистрали (2), термостатический элемент управления клапана (3), термостатический двухходовой клапан (4), балансировочный клапан низкотемпературного контура (5), дифференциальный перепускной клапан (6), термостатический датчик (7), циркуляционный насос низкотемпературного контура (8, выбирается отдельно), предохранительный термостат (9), датчик температуры предохранительного термостата (10), байпас (11, в комплект не входит), кронштейн (12).

К первичному высокотемпературному контуру узел R557 присоединяется через термостатический (4) и балансировочный клапан (5). Поток теплоносителя температурой 70–80°С поступает через термостатический клапан, а через балансировочный клапан в обратный трубопровод первичного контура направляется часть остывшего теплоносителя, равная по объему поступившему по прямой магистрали.

Термостатическая головка (3) на клапане (4) настроена на температуру 20–70°С и оснащена выносным капиллярным термодатчиком (7) в погружной гильзе подающего коллектора (1). Остывший теплоноситель из панелей «теплого пола» (стен, потолка) поступает в возвратный коллектор (2), и перекачивается циркуляционным насосом в коллектор подачи (1), перемешиваясь с частью высокотемпературного потока теплоносителя через клапан-термостат (4). Небольшая часть теплоносителя (равная по объему поступившему из высокотемпературного контура) через балансировочный клапан (5) направляется в обратную линию первичного контура.

Если настроить термоголовку (3) на желаемую температуру подачи в отопительные панели, клапан (4) отрегулирует расход теплоносителя с высокой температурой в коллектор подачи в зависимости от термической нагрузки на все подключенные контуры панелей.

Предохранительный термостат (9) с погружным датчиком (10) отслеживает нежелательное повышение температуры воды во вторичном низкотемпературном контуре в непредвиденных случаях, который в опасной ситуации прерывает питание насоса (8), сбрасывая высокотемпературный теплоноситель через обратный коллектор и балансировочный клапан в обратную линию первичного высокотемпературного контура, минуя панели «теплого пола». Дифференциальный клапан (6) компенсирует перепады давления от закрывания/открывания клапанов на коллекторе подачи, направляя поток теплоносителя через байпас (11) в обратный коллектор.

Для балансировки отдельных контуров отопительных панелей «теплого пола» в коллекторе подачи имеются настроечные отсечные клапаны (коллектор R557) или расходомеры (коллектор R557F). Регулировка тепловой мощности «теплого пола» осуществляется вручную или автоматически, для чего можно установить термоэлектрические сервоприводы с комнатными термостатами.

Коллекторный узел для систем панельного отопления и охлаждения R557 состоит из:

• коллектора подачи R553S с микрометрическими регулировочными винтами (количество отводов: 2 – 12);
• коллектора возврата R553V с термостатическими клапанами (количество отводов: 2 – 12);
• металлических регулируемых кронштейнов R588L;
• патрубка подачи R553В с гильзами для зондов;
• патрубка смешивания R557D;
• шаровых клапанов с колпачком для насоса R252;
• термостатической головки R426L для ограничения температуры в диапазоне 20–70°С;
• промежуточного соединителя R554D со сливным вентилем, термометром и автоматическим воздухоотводчиком;
• промежуточного соединения R554А со сливным вентилем, автоматическим выпуском воздуха и дифференциальным клапаном;
• промежуточного соединителя R557Р.

Для доукомплектования узла R557 для балансировки коллектора «теплого пола» необходимы такие компоненты:

• термостатический угловой или прямой клапаны R401/R402 (R411/R412);
• отсечной угловой или прямой клапаны R14/R15 (R29/R31);
• переходники R593 нужного размера для соединения клапанов с коллектором;
• предохранительный термостат К373 с гильзой R227;
• адаптеры R179 для подсоединения трубопроводов РЕ-Х или R178 для медных трубопроводов;
• электротермические головки R473/R478 или термостатические головки дистанционного управления R463;
• циркуляционный насос с межосевым расстоянием 130/180 мм;
• коллекторный шкаф R500.

Узел R557 поставляется без термостатического и отсечного клапанов, которые должны быть подобраны в зависимости от требуемой величины подачи горячей воды. Для каждого конкретного случая должны учитываться мощность системы и, следовательно, температурные перепады в первичном и во вторичном контурах и объемная подача теплоносителя.

Если выбранный термостатический клапан будет иметь большую пропускную способность теплоносителя, то это может вызвать нестабильные режимы регулирования, автоколебания. Инициировать работу на неустановившихся режимах может источник с нестабильной температурой горячего теплоносителя (например, малоинерционный настенный котел без бака-аккумулятора, настроенный на редкое количество включений). Нестабильные режимы вызывают колебания и по расходу, и по температуре, и по давлению, что может вызывать срабатывание предохранительного термостата и блокировку насоса.

Если же термостат имеет малую пропускную способность (система «зарегулирована»), то система долго выходит на настроенный режим, вяло реагирует на изменения параметров. При этом нужно будет прокачивать теплоноситель более интенсивно. Это увеличивает нагрузку на насос первичного контура и вызывает дополнительный шум.

При высоких температурах в первичном контуре, расход на входе в узел становится малым, и в этом случае нужны термостатические и отсечные клапаны ограниченного размера. И наоборот, если температуры в первичном контуре невысоки, как, например, при использовании конденсационных котлов, подачу на входе нужно увеличивать, что требует применения клапанов большего размера.

В целом же, коллекторные узлы R557 имеют хорошие проливные характеристики, поэтому, если следовать инструкции производителя, их настройка и балансировка не вызывает трудностей. Для балансировки контуров коллектор подачи оснащен микрометрическими регулирующими винтами с механической памятью, см. рис. 7. Эта операция позволяет в последующем закрывать и снова открывать контуры, не сбивая настроенное положение.

Рис. 7. Балансировка (уравновешивание) контуров настройкой подающего коллектора R553S в узле R557

Температура подачи коллекторного узла определяется положением термостатической головки R462L (рис. 8). Точность регулировки очень высока (около ±1°С), поэтому рекомендуется проводить настройку в установившемся режиме работы. Для предотвращения непроизвольного смещения позиции термостата после корректировки его головка фиксируется металлическим стопором.

Рис. 8. Позиционирование термостатической головки R426L при настройке узла R557

Коллекторный узел – компактное и экономичное решение. Однако когда мастера пытаются собрать «гребенки» из отдельных устройств, которые можно приобрести самостоятельно, то могут возникнуть проблемы и задержки. Коллекторные узлы заводской готовности проверяются на качество прямо на месте изготовления – от годности отдельных элементов, до герметичности узла в сборе.

Кроме того, готовые коллекторные узлы имеют экспериментально подтвержденные характеристики, и комплектуются диаграммами и таблицами для настроек, инструкциями и методикой регулировки узла и выбора подходящих термостатического и отсечного клапанов. Это позволяет выполнить балансировку системы панельного отопления/охлаждения и/или стыковку с высокотемпературной (радиаторной) системой отопления наиболее оптимальным образом.