Схемы подключения теплого пола к коллектору, котлу, системе отопления, а также комплектующие для монтажа
Схема подключения труб контуров теплого пола к коллектору
Схема подключения теплого пола к котельному коллектору для котлов до 50 кВт
Схема подключения теплого пола к котельному коллектору для котлов мощностью выше 50 кВт
Схема подключения теплого пола к одноконтурному котлу без радиаторного отопления
Схема подключения теплого пола к одноконтурному котлу с радиаторным отоплением
Схема подключения теплого пола к одноконтурному котлу от радиаторного отопления
Систему отопления дома можно представить как состоящую из трех частей: теплогенератор, транспортное звено и теплообменники.
Теплогенератор – это, конечно, котел. Задача котла состоит в передаче тепла, получаемого в результате химических реакций (горения) или преобразования электрической энергии в тепловую, к теплоносителю (воде или, незамерзающим при отрицательных температурах, жидкостям).
По сути, котел – это теплообменник, предназначенный для нагрева теплоносителя.
Котлы – самостоятельные технические устройства, оснащенные по определенным правилам автоматикой и другими элементами для безопасной и эффективной работы.
Все приборы, которые отдают тепло от теплоносителя, также теплообменники. К их числу относятся радиаторы, конвекторы, бойлеры косвенного нагрева, теплые полы. Они предназначены для нагрева воздуха или воды (это бойлеры).
Это, как правило, также готовые технические устройства, изготовленные в заводских условиях и обладающие заданными техническими характеристиками. При проектировании системы отопления наша задача заключается выбрать нужные устройства исходя из технических и других (например, дизайнерских) требований для выполнения задач по нагреву воздуха в помещениях дома для компенсации теплопотерь в окружающую среду.
Исключение составляют лишь теплые полы – они не являются законченным заводским продуктом, который нужно лишь установить в нужном месте. Теплые полы монтируются на месте и поэтому требуют грамотного и внимательного отношения в части проектирования, подбора комплектующих материалов, гидравлической и тепловой увязки с остальными частями системы отопления, а также управления.
Таким образом мы обозначили два элемента системы отопления: теплогенерацию и теплоотдачу. Третьей важной частью системы отопления является транспортное звено.
Задачи транспортного звена очевидны: это доставка от котла теплоносителя ко всем частям системы отопления (ко всем теплообменникам) нагретого теплоносителя и его возврат к котлу для последующего нагрева.
Транспортное звено системы отопления – это система труб, насосов, дополнительных емкостей (для компенсации теплового расширения/сжатия), регуляторов, узлов гидравлической развязки контуров и т.п.
При всей, кажущейся, на первый взгляд, простоте задач транспортного звена, эта часть системы отопления крайне важна и ее важность усиливается с увеличением различных функций системы.
Эта часть, как и теплые полы, в отличие от котлов и радиаторов не является продуктом заводской сборки. Гидравлическую часть системы отопления мы формируем на месте и от правильно принятых решений при ее создании, зависит не только комфорт в доме, но и ресурс надежной работы всех частей системы отопления, например, срок службы котла.
Схема подключения труб контуров теплого пола к коллектору
Схема подключения труб контуров теплого пола к коллектору весьма проста и заключается в подключении каждой трубы к коллектору подачи и обратки.
При формировании таких контуров важно еще раз отметить, что с точки зрения теплопередачи и гидравлики длина труб всех контуров была, примерно, одинаковой (или, что то же, площади контуров были, примерно, одинаковыми).
В противном случае, теплоноситель в контурах с большей длиной будет иметь среднюю температуру ниже, чем в контурах с меньшей длиной трубы. Как следствие – будет меньше температура пола и теплоотдача в окружающий воздух. Этот эффект снижения температуры еще усилится за счет снижения скорости потока теплоносителя по трубам из-за увеличения сопротивления труб с увеличением их длины.
Конечно, случаи, когда площади контуров теплого пола равны. На практике такое встречается не часто. Поэтому коллекторы теплого пола оснащены балансировочными вентилями. Эти вентили предназначены для балансировки контуров теплого пола. А именно, они позволяют полностью или частично перекрывать расход теплоносителя через каждый контур.
Коллектор, в свою очередь, подключается к теплогенератору (котлу) одним из множества способов, которые также рассмотрены дальше.
Существует множество способов фиксации труб теплого пола. Выбор одного из этих способов определяется для каждого случая конкретными особенностями условий их размещения.
Схема подключения теплого пола к котельному коллектору для котлов до 50 кВт
Описываемая схема очень эффективна и позволяет реализовать гидравлическую увязку котлового и всех контуров тепловой нагрузки для одноконтурных настенных и напольных котлов относительно небольшой мощности (до 50кВт).
В основе такой схемы лежит применение котельного коллектора с интегрированным перепускным клапаном. Такой клапан представляет собой отверстие в конструкции коллектора, соединяющее полость подачи и обратки.
Наличие такого клапана наделяет коллектор функциями гидравлической стрелки и позволяет разделить котловой контур от контуров тепловой нагрузки (контуров радиаторного отопления, бойлера и теплых полов).
Принцип действия коллектора с перепускным клапаном довольно прост. Котел нагревает теплоноситель в котловом контуре до требуемой температуры и работа насосов контуров нагрузки не влияет на этот процесс. В свою очередь, каждая насосная группа также работает в своем режиме, не влияя на другие насосные группы и котел. При этом теплоноситель в контуры тепловой нагрузки поступает из полости подачи коллектора и возвращается в полость обратки коллектора.
Это позволяет гидравлически «развязать» контуры системы отопления. В результате исключается перегрузка котла и всех систем при запуске или отключении контуров системы, а также исключить их взаимное влияние.
Схема подключения теплого пола к котельному коллектору для котлов мощностью выше 50 кВт
Подбор мощности котла для систем отопления определяется уровнем нагрузок потребителей тепла (радиаторное отопление, теплые полы, бойлеры и т.п.)
С увеличением суммарной мощности потребителей тепловой энергии обостряется задача по обеспечению согласованной работы всех контуров системы отопления.
В таких системах применяются насосы большой мощности и, если не исключить их взаимное влияние, то неизбежны тепловые и гидравлические перегрузки как в работе котла, так и в работе всех контуров системы отопления.
Как это проявляется можно проиллюстрировать на простых примерах.
Насосные группы включаются периодически, по командам автоматики системы отопления. При включении каждого контура происходит поступление остывшего теплоносителя в обратный контур котла, а из контура подачи забирается нагретый теплоноситель. Если котловой контур и контуры потребителей не изолированы, то, при повышенных тепловых нагрузках, может возникать скачек температуры в теплообменнике котла. Это не критично, если происходит относительно редко. Но, ели это происходит регулярно, то такие циклические скачки температуры со временем могут приводить к возникновению усталости материала элементов конструкции котла (в частности, теплообменника, штуцеров для подключения труб, прокладках соединений и т.д.). Ресурс котла в этом случае снижается.
Другой наглядный пример, это возникновение разряжения в котловом контуре подачи, при одновременном включении, например, нескольких насосов контуров с тепловой нагрузкой. В этом случае, если котловой насос не обеспечивает компенсацию такого разряжения, то в котловом контуре с обратным потоком может возникнуть повышенное давление и обратный поток теплоносителя (в обратную сторону) в тех контурах, где насос в этот период времени выключен.
Такие случаи нередко встречаются на практике и от того, что они не проявляются в наглядной форме, не значит, что их можно игнорировать и что их нет. Отсутствие теплового комфорта и снижение ресурса частей отопления нельзя считать как «неизбежность».
Чтобы исключить негативное взаимное влияние насосных групп, при гидравлической обвязке котлов применяют гидравлическую стрелку.
Гидравлическая стрелка устанавливается в котловом контуре, между котлом и котельным коллектором.
Задачей такой гидрострелки для котла является замыкание котловых контуров подачи и обратки.
Это позволяет котлу выполнять свои функции по нагреву теплоносителя без перегрузок. То есть без тепловых и гидравлических скачков вследствие периодического включения насосных групп в контурах тепловой нагрузки.
Для контуров тепловой нагрузки, которые подключены к котельному коллектору, гидравлическая стрелка – это источник теплоносителя. При работе насосов контуров теплоноситель забирается из контура подачи котельного коллектора и возвращается в контур обратки. Любое гидравлическое рассогласование в работе насосных групп компенсируется подключенным к котельному коллектору гидравлическим разделителем. Это позволяет исключить влияние работы насосов на работу котла и взаимное влияние контуров тепловой нарузки.
Схема подключения теплого пола к одноконтурному котлу без радиаторного отопления
Схема такого подключения может применяться в случае, если отопление дома будет осуществляться только теплыми полами.
Важное замечание: такое решение может быть принято только в результате тщательных тепловых расчетов здания. Теплопотери здания должны компенсироваться подводом тепла за счет теплых полов, но при этом температура поверхности теплого пола не должна превышать 26-29°С.
Это достигается, обычно, требованием максимальной поверхности теплого пола, по отношению к всей поверхности пола, и уменьшением ее загромождения мебелью и другими предметами. Также, конечно, хорошей теплозащитой конструкции здания.
В простейшем случае, схема подключения теплого пола может иметь вид как показано на рис.1.
Рис.1
Для нагрева воды в бойлере косвенного нагрева, в рассматриваемом типе одноконтурных котлов предусмотрен 3-х ходовой клапан, который по сигналу от температурного датчика в бойлере, переключает поток теплоносителя на нагрев воды в бойлере. В остальное время происходит нагрев теплоносителя для теплых полов.
К недостаткам такой схемы организации отопления можно отнести рост нагрузки на котловой насос при частичном или полном закрытии контуров теплого пола. Насос в такой схеме работает как циркуляционный для теплого пола.
Для устранения этого недостатка можно применить перепускной клапан в котловом контуре коллектора теплого пола. Как показано на рис.2.
Рис.2
В функции такого перепускного клапана входит его открытие при превышении перепада давления на нем некоторого давления, которое задается при регулировке клапана.
В такой схеме, при существенном перекрытии контуров теплого пола и повышении давления подачи в котловом контуре, перепускной клапан будет выполнять функции байпаса.
Другим усовершенствованием описываемой схемы подключения теплого пола к одноконтурному котлу, улучшающим работоспособность и ресурс системы отопления, является применение дополнительного коллектора с перепуском или аналога гидравлической стрелки. Однако, при таком решении, коллектор теплого пола следует оснастить циркуляционным насосом (см. рис.3).
Рис.3
В такой схеме происходит гидравлическое разделение котлового контура и системы теплых полов.
В задачу котла входит поддержание требуемой температуры теплоносителя. Эта температура должна быть не меньше температуры, требующейся для нормальной работы теплого пола.
Смесительный узел теплого пола обеспечивает требуемую температуру в системе теплых полов, путем подмеса теплоносителя из котлового контура в контуры теплого пола, по мере необходимости.
Отключение циркуляционного насоса смесительного узла происходит автоматически, при одновременном закрытии всех контуров теплого пола. Это обеспечивается применением автоматики REHAU для теплых полов.
Схема подключения теплого пола к одноконтурному котлу с радиаторным отоплением
