Нюансы самодельной работы
Главным условием для корректной работы отопления является создание в системе гидравлического баланса. Кольцевой коллектор для отопления должен иметь такую же пропускающую способность входящего патрубка (сечение основной трубы, подведенной к подающей магистрали) как и сумма тех же показателей во всех контурах. К примеру, для системы, имеющей 4 контура, это выглядит так:
D = D1 + D2 +D3 +D4
Изготавливая коллектор отопления своими руками, помните, что расстояние между подающим и обратным участком трубы должно составлять величину, равную не менее шести диаметрам гребенки.
При монтаже устройства учитывают следующие нюансы:
- электрический бойлер или газовый котел подключают к верхним или нижним патрубкам
- циркуляционный насос врезается только с торцевой стороны гребенки
- отопительные контуры подводят к верхней или нижней части коллектора.
Для отопления дома с большой площадью, циркуляционные насосы устанавливают на каждый контур. Кроме того, для выбора оптимального объема теплоносителя, на каждом входном и выходном патрубке устанавливают дополнительное оборудование – балансировочные расходомеры и клапаны для регулировки. Эти приспособления ограничивают приток горячей жидкости к отдельно взятому патрубку.
Чтобы коллектор котельной разводки выполнял возложенные на него функции в полном объеме, нужно чтобы длина всех подведенных к нему контуров была приблизительно одной длины.
Можно дополнительно (но необязательно) при изготовлении коллекторов отопления оборудовать смесительный узел. Он состоит из труб, которые соединяют между собой входную и обратную гребенку. В этом случае, для регулирования количества холодной и горячей воды в процентном соотношении, монтируют двух или трехходовой клапан. Он управляется сервоприводом закрытого типа, на который поступает сигнал от установленного в контуре отопления датчика температуры.
https://youtube.com/watch?v=g24rtgbh1aA
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Вся эта конструкция позволяет регулировать температуру нагрева того или иного помещения или отдельного контура. Если на коллектор в котельной поступает слишком горячая вода, то в систему увеличивается приток холодной жидкости.
Для сложной системы отопления, в которой установлено несколько коллекторов, устанавливают гидрострелку. Она улучшает работу распределительных гребенок.
Помните, что комфортная температура в доме зависит от множества факторов. Только полностью сбалансированная система обеспечит корректную работу отопления.
Изготовление распределительного коллектора своими руками
Проект распределительного коллектора разрабатывается исходя из количества отопительных контуров в вашей системе. Оцените, где расположен ваш нагревательный котел, какой в нем имеется входной и выходной патрубок, какое количество отопительных контуров или контуров косвенного нагрева будет задействовано в отопительной системе. Возможно вы планируете увеличивать количество контуров в вашем доме, например, пристроить еще комнату в следующем году. К распределительной системе также могут подключаться солнечные коллекторы, тепловой насос и другие устройства. Также считаем все системы распределительного тепла, включая теплые водяные полы, отопительные радиаторы, фэнкойлы и так далее.
Составляем схему нашей отопительной системы, учитывая, что у каждого контура имеется труба подачи горячей воды и труба обратки.
В ходе проектирования системы не забудьте определить месторасположения дополнительного оборудования, такого как расширительный бачок, клапан автоматической подпитки, сливной кран и кран для заполнения системы, группа термостатов и так далее.
Производит пространственное проектирование, то есть определяем откуда и куда в наш распределительный коллектор будут подключаться трубы. Практика подсказывает, что на торцах коллектора обычно монтируются патрубки для подключения твердотопливного котла и для косвенного нагрева. Если у вас в системе есть настенный газовый или электрический котел – он врезается сверху или также в торец.
Исходя из имеющейся информации составляем чертеж будущего распределительного коллектора. Удобно для этого воспользоваться миллиметровой бумагой. Расстояние между патрубками не должно составлять менее 10 сантиметров, но и разносить их шире 20 сантиметров также не следует. Для одного контура отопления, расстояние меду патрубком подачи и патрубком обратки не должно быть менее 10 сантиметров. Желательно, чтобы группы патрубков одного контура визуально выделялись.
Проектировка коллектора
На приведенном ниже рисунке приведен пример проектирования распределительного коллектора, в который будет подключено шесть контуров отопительной системы.
На первом этапе чертим два прямоугольника. Это собственно коллектор подачи и коллектор обратки.
коллектор подачи и коллектор обратки
На троцах коллекторов проектируем подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева. Не забывайте проставлять на чертеже параметры сечения будущих патрубков.
подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева
Проектируем подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов. Не забывем проставлять сечение труб и размеры патрубков. Подписываем все спроектированные патрубки.
подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов
На следующем этапе проектируем подключение дополнительного оборудования. В нашем случае это расширительный бачок, кран слива, защитный блок, термометр системы
Обратите внимание, что контуры подачи теплоносителя выделяются красным, а контуры обратки – синим цветом
подключение дополнительного оборудования
Это был черновой чертеж. Проверяем его правильность и переносим его начистовую на новый лист бумаги. Именно исходя их этого проекта мы и будем создавать самостоятельно распределительный коллектор.
чистовой чертеж
Устройство коллекторного отопления
В строительстве широко применяется лучевая схема отопления. Здесь к каждому радиатору прокладываются отдельные трубопроводы. Это позволяет регулировать температуру воздуха в каждом теплообменнике.
Фото 1. Коллектор для отопительных систем. Стрелками показаны составные части устройства.
Именно в лучевой системе используется коллектор. Он обладает следующими характеристиками:
- Обеспечивает автоматическое выведение воздуха из отопительной системы.
- Отключает отдельный радиатор.
- Отключает группу радиаторов при необходимости.
- Раздаёт нагретый теплоноситель радиаторам и трубам тёплого пола.
- Возвращает охлаждённый теплоноситель трубам отопительного котла.
В лучевой системе также используется по меньшей мере 2 гребёнки, совокупность которых называется коллекторной. Одна гребёнка отвечает за нагретый теплоноситель, вторая — за охлаждённый.
Справка. Отключать отопительные приборы может не только коллектор, но и отдельные краны, которые находятся непосредственно на радиаторе.
На корпусе гребёнки устанавливаются расходометр или терморегулятор и другие элементы.
Как выбрать место для установки?
В многоэтажных зданиях коллекторные группы должны устанавливаться на всех этажах, это упрощает проверку исправности приборов и регулирование их работы.
Монтируют группы в специальных нишах, которые расположены на небольшой высоте от пола.
В нише также помещаются гребёнки и арматура.
При отсутствии ниш коллекторные группы размещают в любых помещениях, обладающих необходимой влажностью. Для таких целей подходят коридор, чулан, кладовка.
Оборудование закрывают специальными шкафчиками, накладными или встраиваемыми. В их боковых стенках проделывают отверстия для труб.
Расчёт системы
Формула расчёта коллекторного отопления выглядит следующим образом:
S0 = S1 + S2 + S3 + Sn.
В этой формуле S1 — Sn — площадь сечения отходящих веток, где n — число ветки. S0 — площадь сечения гребёнки.
Перед применением формулы определяются с количеством отопительных контуров, выполняют чертёж и только потом проводят расчёты.
После применения формулы составляется окончательная версия схемы, в которой учтены дополнительные устройства и указана каждая отдельная группа трубопроводов.
Как рассчитать правильный диаметр труб?
Чтобы создать эффективный коллектор отопления, недостаточно лишь построить схему. Нужно также определить правильный диаметр труб.
При выборе труб учитывают:
- Гидравлические потери. Если в системе применяются трубы разного диаметра, то это неизбежно приведёт к гидравлическим потерям.
- Скорость движения теплоносителя. Вода не должна остывать до того, как достигнет последнего радиатора.
- Объем теплоносителя. Трубы с большим диаметром снижают потери жидкости, но в то же время это увеличивает затраты на нагрев теплоносителя.
Важно также правильно провести расчёты, это поможет повысить эффективность всей системы теплоснабжения. Формула для расчёта следующая:
Формула для расчёта следующая:
m = P x V
При вычислении оптимального диаметра труб рекомендуется воспользоваться специальными программами. Они сделают результат более точным.
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.
Зачем нужен расходомер
Теоретически вполне можно обойтись без монтажа в коллектор расходомера. Однако если не установить это устройство, то:
- В разных помещениях температура будет разной;
- Возможен перерасход электроэнергии на нагрев воды в системе;
- Разные контуры будут прогреваться неравномерно.
Можно привести простой пример: ванная комната и спальня. Газовый либо электрический котел нагревает воду одинаково и для ванны, и для спальни. Но ванная комната по площади меньше спальни как минимум в 3 раза. Соответственно, в ванной комнате будет жарко, а в спальне прохладно при одинаковой подаче воды в систему теплого пола. Эта ситуация обусловлена тем, что в спальне намного больше суммарная длина пластиковых труб на площади. Именно для того, чтобы отрегулировать комфортный температурный режим во всей квартире, и желательна установка такого устройства.
Совет! При монтаже водяного теплого пола нужно стремиться делать контуры труб примерно одной длины. Это сэкономит расходы на электроэнергию и позволит точнее регулировать температуру.
Принцип работы
Устройство устанавливается на отводы обратного коллектора. При достижении заданной температуры в системе клапана коллектора сужают просвет поступления энергоносителя или перекрывают полностью. Такой принцип работы возможен при полной автоматизации системы. Для этого коллектор укомплектовывается термодатчиком.
Непосредственно расходомер состоит из нескольких деталей:
- Корпус;
- Прозрачная колба со шкалой;
- Поплавок.
Колба обычно изготовлена из прочного стекла, корпус может быть пластиковым или латунным. Поплавок находится внутри колбы, он служит показателем скорости теплоносителя. Также расходомер называют поплавковым ротаметром.
В автоматическом коллекторе водяного теплого пола балансировка расхода теплоносителя осуществляется при помощи термодатчика. Если последний не предусмотрен, то ротаметр можно настроить вручную.
Обустройство системы отопления
Чтобы отапливать здание применяют бойлер на основе косвенного нагрева, подключаемый к коллектору. Кроме того, в качестве дополнительного источника тепла необходимо использовать котел. Он может быть как газовым, так и твердотопливным. Осенью и весной, когда добиться нужной температуры в контуре можно исключительно за счет солнечной энергии, котел можно будет не использовать.
Размер коллектора должен быть максимально большим. Это позволит применять его наиболее оптимальным образом. Размер коллектора должен равняться 0.4-0,45 от показателя площади отапливаемого здания.
Установка коллекторного блока
Монтаж коллектора отопления осуществляется в непосредственной близости к бойлеру. Радиаторные трубы от нагревателя прокладываются зачастую по полу, после чего конструкция бетонируется и изолируется, что позволяет минимизировать теплопотери. Сам коллекторный блок монтируется в специально подготовленном для этого щитке или стенной нише. Специальный щиток может быть навесным или встроенным, укомплектованным дверцей и боковой выштамповкой или открытым. Если возможность монтажа шкафчика отсутствует, то коллекторный блок фиксируют на стене на небольшой высоте от пола.
Если здание многоэтажное, то распределитель будет устанавливаться на каждом этаже дома, что позволит обогревать любую комнату. Такая система позволит регулировать, подключать и отключать один либо несколько радиаторов отопления, все помещение, полноценный контур. Это исключает необходимость выключать подачу теплоносителя на другие источники обогрева. В качестве помещения для установки распределительного коллектора используются кладовые, прихожие, коридоры, гардеробы.
Материалы для производства гребенки распределительного коллектора для отопления
Для изготовления коллектора отопления могут быть использованы разные материалы, однако они должен отличаться повышенной прочностью и высокими эксплуатационными характеристиками.
Главным недостатком стальных элементов коллектора является их высокая стоимость
В настоящее время большой популярностью пользуются стальные, полимерные и латунные коллекторы. Сталь может применяться для производства как центральных, так и локальных элементов. Она не деформируется под воздействием высоких температур и повышенного давления, специальные сплавы не подвержены коррозии, что увеличивает срок их службы. Главным недостатком стальных элементов является высокая цена коллекторов отопления.
Латунные устройства пользуются не меньшим спросом. Благодаря тому, что материал стойко переносит высокое давление и температуру, он идеально подходит для локальных и централизованных узлов. По своим техническим и эксплуатационным характеристикам близок в нержавейке. Латунные коллекторы характеризуются высокой стоимостью, превышающей цену стальных аналогов.
Полимерные изделия имеют более ограниченный спектр применения. Пластиковые коллекторы не способны выдержать высокую температуру в центральном узле, поэтому могут употребляться только для локальных вариантов, где температура теплоносителя будет ниже. Изделия характеризуются небольшим весом, простотой монтажа и длительным периодом эксплуатации. Главным достоинством изделий является их невысокая стоимость.
В настоящее время большой популярностью пользуются стальные, полимерные и латунные коллекторы
Как выбрать распределительный коллектор
Производители предлагают достаточно разнообразный модельный ряд коллекторных систем, а народные умельцы собирают такое устройство из подручных средств. Выбор зависит от места эксплуатации, стоимости изделия, наличия автоматики, надежности и эффективности.
- Наиболее простой вариант – труба из нержавеющей стали, к которой приварены выходы для подключения радиаторов. Несмотря на видимую простоту, такая распределительная гребенка обойдется в солидную сумму, потому что для удобства эксплуатации потребуется установка дополнительных элементов.
- Более надежный и недорогой вариант – коллектор, собранный из полипропиленовых труб, соединительных тройников, необходимых вентилей и запорных кранов.
- Если же требуется полная автоматика в управлении, то лучше выбрать устройство с максимально возможным набором контролирующих элементов. Расходомеры, датчики температуры помогут равномерно распределить поток тепла между радиаторами и контурами теплого пола. Правда, стоимость такой модели будет довольно высокой.
Помимо экономических факторов на выбор коллектора могут повлиять технические условия эксплуатации: максимальное давление системы, потребление устройством электрической энергии, количество подключаемых контуров и потенциальная возможность их добавления. Коллекторная система отопления возможна только в современных новостройках, где в каждой квартире установлены дополнительные вентили для подключения устройств различной конфигурации.
Критерии выбора
Приобретая коллекторы для теплого пол, рекомендуется учитывать три основных фактора влияющие на выбор изделия:
- Материал изготовления. Самыми надежными считаются стальные коллекторы. Они крепкие и долговечные. Хорошие отзывы имеют также латунные и бронзовые распределители. Устройства, изготовленные из полипропилена, имеют самую низкую стоимость, но установка их допустима при невысоких температурах нагрева.
- Количество контуров. Такой параметр обязательно учитывается при подключении системы обогрева полового покрытия. Лучше всего покупать коллектор с запасным выходом. Это позволит в дальнейшем без проблем подключить дополнительное оборудование или организовать при необходимости разделение веток.
- Способ регулировки. Самым оптимальным вариантом считается коллектор с автоматическим управлением. Устройство с ручной регулировкой может нормально обслуживать систему, но для основных отопительных систем такой прибор не подойдет.
Перед покупкой распределителя необходимо внимательно изучить комплектацию устройства и визуально осмотреть изделие, чтобы исключить наличие трещин в его конструкции.
Выбор труб для системы отопления
При создании коллекторной схемы разводки для отопления малоэтажного жилого дома или другой частной постройки необходимо учитывать способ прокладки труб по дому. Если трубная разводка будет проходить под полом, в бетонной стяжке, то трубы отопления рекомендуется покупать бухтой, чтобы не делать соединений в полу, как и указывалось выше.
Пластиковые трубы должны иметь достаточную гибкость, материал труб не должен подвергаться коррозии и влиянию агрессивных сред, не должен разрушаться при низких или слишком высоких температурах, срок службы труб должен быть предельно высоким.
Требования к температурной устойчивости и прочности труб на разрыв определяются рабочими характеристиками монтируемой системы отопления в доме или в квартире. Для индивидуальной застройки давление в трубах не должно превышать 1,5 атм., а предельный температурный режим должен лежать в диапазоне 500С -750С. Если в доме будет работать система «теплый пол», то температура теплоносителя в трубах не должна подниматься выше 300С -400С.
Коллектор для комбинированного отопления
При монтаже коллекторной схемы отопления в многоквартирном доме давление в трубах будет всегда высоким, и материал труб должен выдерживать ≥ 10-15 атм. при температуре теплоносителя до 110-1200С. Поэтому при разводке труб отопления в многоквартирном доме рекомендуется применять гофрированные трубы, изготовленные из нержавеющей стали, а не металлопластик или ПВХ изделия. В качестве действующего примера можно привести марку труб Kofulso, которые выдерживают давление более 15 атм. при температуре теплоносителя ≥ 1100С. Сила давления, которая вызывает разрушение этого материала – 215 кгс/см², что является превосходным показателем.
Коллекторная разводка в квартире
Радиус изгиба таких нержавеющих труб равен их диаметру, что позволяет укладывать их практически в любых местах и с любым изгибом, не опасаясь, что труба в месте перегиба даст утечку. Соединения при такой трубной разводке выполняются при помощи специальных фитингов, а места скруток фиксируются контрагайкой, обеспечивающей герметичность соединения гофрированных труб силиконовыми уплотнителями.
Но нержавеющая сталь – не самый дешевый материал, и при коллекторной разводке труб в двух- или трехэтажном доме такой проект обойдется довольно дорого. По\этому имеет смысл использовать трубы из сшитого полиэтилена, например, марки PE-X. Эти трубы, как и другая ПВХ продукция, выпускается в продажу в бухтах, длина одной трубы – 200 метров, материал способен выдержать давление до 10 кгс/см² при температуре теплоносителя в системе до 950С. Допускается кратковременное повышение температуры до 1100С.
Гофрированные трубы из нержавеющей стали
Водопроводные трубы из сшитого полиэтилена соединяются между собой также при помощи специальных фитингов в виде пластмассовых или металлических (бронзовых, латунных, медных) штуцеров со стопорным кольцом, которое плотно надевается на трубу и герметично обжимает ее. Преимущество таких труб в том, что сшитый полиэтилен имеет механическую память, то есть, сборка проводится по такой схеме: специальным экстендером труба растягивается, чтобы можно было вставить штуцер, а через некоторое время (до минуты) труба принимает исходный диаметр и плотно обжимает штуцер. Дополнительно герметичность обеспечивается стопорным кольцом.
