Принцип работы коллектора водяного теплого пола: Принцип работы коллектора водяного теплого пола / Советы по выбору / Винтерм

Принцип работы коллектора водяного теплого пола / Советы по выбору / Винтерм

Рассматривая работу коллектора тёплого пола стоит сперва рассмотреть работу низкотемпературной системы отопления и работы системы совмещающей напольное с радиаторным отопление. Итак, отопление системой тёплый пол предполагает низкую температуру в контуре, максимум 55 градусов, обычно порядка 35-45 градусов. Далеко не любой котёл может поддерживать такую температуру по умолчанию. Современные конденсационные газовые котлы, системы с тепловыми насосами и современные электрические котлы нового поколения способны обеспечивать такие температуры в качестве “штатного” режима работы системы. Однако, возникает несколько нюансов:

  1. Это само по себе дорогое оборудование и его использование не отменяет необходимости установки коллекторов, т.к. в любом случае будет несколько контуров отопления.
  2. Если используются и радиаторы, и тёплый пол, требуется установка более дорогих радиаторов, рассчитанных под низкотемпературную систему отопления.
  3. Пункт 2 не отменяет необходимости развязки контуров и распределения теплоносителя согласно потребностей контуров.

Итак, определившись с назначением и необходимостью использования перейдём к внутреннему устройству оборудования, без которого монтаж теплого пола был бы проблематичен.

Устройство коллектора теплого пола

Коллекторный узел или гребёнка — в основе он представляет из себя две трубы с подключениями для контуров системы отопления. Первая труба – подающая, к ней подводится вода от котла и вводы отопительных контуров. Вторая труба служит для подключения обратного контура.

Поскольку функциональность узла зависит от в нём так же могут быть следующие элементы:

  • Воздухоотводчик – нужен для выпуска воздуха из системы, помогает избежать завоздушивания и связанных с этим проблем.
  • Циркуляционный насос – нужен если масштаб системы не позволяет поддерживать нужное давление с помощью одного насоса или отдельный контур требует собственного насоса.
  • Узел подмеса – узел с клапаном, сервоприводом и термодатчом для автоматизации регулирования поддержания нужной температуры в контуре.
  • Расходомеры — нужны для контроля расхода теплоносителя по каждому отдельному контуру.

Более подробно о вариантах комплектации можно прочитать в нашей статье “Какой коллектор для тёплого пола лучше”. Поскольку функциональные возможности могут наращиваться от базовой конструкции, то просто приведём в пример стандартный набор для распределительного узла включающего в себя гребёнку — термостатические вентили, ротаметры, шаровые краны, воздухоотводчики, термометры и шкаф в котором всё это будет смонтировано.

Устройство коллектора теплого пола — схема

  • Байпас
  • «Подача»
  • «Обратка»
  • Циркуляционный насос
  • Термоголовка
  • Выносной датчик
  • Расходомеры
  • Клапаны
  • Кран слива и заполнения
  • Воздухоотводчик

Принцип работы гребенки теплого пола

Схема работы с двухходовым клапаном

Данная схема основана на использовании смесительного 2 ходового клапана и циркуляционного насоса для контура напольного отопления.

Дополнительное оборудования для смесительного узла:

  1. Циркуляционный насос для теплого пола и термостат безопасности;
  2. 2 ходовой смесительный клапан;
  3. Термоголовка с датчиком температуры;
Этапы работы системы:
  1. Горячая вода подаётся от котла в контур теплого пола до достижения заданной температуры. Смесительный клапан открыт.
  2. При достижении установленной температуры клапан перекрывает поступление горячей воды в контур.
  3. Циркуляция в контуре поддерживается собственным насосом.
  4. При остывании воды ниже заданной температуры смесительный клапан открывается и происходит подмес горячей воды в контур.
Схема работы с трёхходовым клапаном

В отличии от схемы в двухходовым клапаном, смешивание воды происходит внутри трёхходового клапана, а не коллектора. При этом алгоритм работы повторяет приведённый выше, только за той разницей, что само регулирование происходит непрерывно, а не ступенчато. Лучшего результата при этом можно добиться, если используется автоматическая термоголовка. В противном случае сама пропорция подмеса будет оставаться неизменной и настраивается она вентилями и ротаметрами.

Регулировка теплого пола без расходомеров

Ранее мы рассматривали качественное регулирование, когда температура поддерживалась за счёт подачи и перекрытия горячей воды от котла в контур напольного отопления, без изменения пропорции подмеса. Теперь приведём пример количественного регулирования, когда меняется и объём подмешиваемого теплоносителя.

Итак, рассмотрим типовой случай применения — обычный газовый котёл, система отопления с температурой 60 градусов и выше.

  1. Автоматическое регулирование. Для регулирования понадобится узел со смесительным клапаном, который будет подмешивать нужный объём к остывающей воде горячую из подающего контура. Термодатчик и сервопривода, а так же блок управления, что будет отвечать за их работу в автоматическом режиме.
  2. Ручное регулирование. Так-же можно реализовать это с помощью кранов – вручную, контролируя интенсивность подачи для каждого контура. Однако, это примитивный способ требующий ручного регулирования, что крайне непрактично постоянно делать самому.

Итоги

Достаточно большая вариативность комплектации смесительных узлов создаёт огромное поле для выбора. От самых простых вариантов с ручным регулированием до автоматизированных систем, управляемых контроллерами с погодозависимым управлением, а также интеграцией с системами в доме. Разобрать все варианты в одной статье просто невозможно. Лучший вариант понять что вам нужно от системы и сколько она будет стоит — связаться с нашими инженерами. Они проконсультируют вас по техническим вопросам, помогут выбрать оптимальный вариант и смогут рассчитать для вас стоимость готовой системы. Обращайтесь по телефону (067) 226-7404 с понедельника по пятницу (09:00 — 19:00) и субботу (10:00-14:00). Или отправляйте проект вашего дома на e-mail [email protected]

Что надо знать при выборе коллектора для водяного тёплого пола

Для регулирования циркуляции теплоносителя и степени его нагрева в системе отопления устанавливают коллектор для водяного тёплого пола. Смесительный узел выполняет и другие функции: измеряет давление в системе отопления, обеспечивает равномерную подачу теплоносителя, помогает устранять воздух из контура отопления.

Коллектор использует простой принцип работы, но без его помощи система отопления, использующая больше чем один водяной контур, не сможет эффективно работать и отапливать помещение.

Обязательно ли нужен смесительный узел

Правомерный вопрос, особенно если учесть, приличную стоимость коллектора. Следует признать, водяные теплые полы без смесительного узла могут нормально работать, но только при условии, что они имеют один отопительный контур. Что это означает на практике?

Согласно рекомендациям производителя, длина укладываемой трубы в теплых полах не должна превышать 70 м. Если учесть, что при максимальном разрыве шага между трубами, этого количества хватит только для 7 м², не сложно подсчитать, для отопления средних размеров комнаты потребуется уложить сразу три контура.

В большинстве случаев теплые полы укладывают сразу для нескольких комнат: прихожей, ванной, кухни и т. д. Обеспечить равномерную подачу теплоносителя без подключения к коллектору котельной нереально. Но если необходимо отапливать только одно небольшое по размерам помещение, тогда можно обойтись без смесительного узла.

Монтаж без коллектора имеет несколько недостатков, среди которых: подача теплоносителя с температурой идентичной той, что и в общей системе отопления, невозможность автоматического удаления воздушных пробок и контроля давления.

Принцип работы коллектора теплого пола

Смесительный узел для систем водяного теплого пола имеет простое, но достаточно эффективное устройство, состоящее из следующих узлов:

  • Циркуляционный насос – устанавливается на подаче теплоносителя. Насос позволяет установить и поддерживать необходимое давление в системе отопления, а также регулирует скорость циркуляции жидкости по водяному контуру.
  • Узел подмеса – по сути, представляет собой регулирующий клапан, отвечающий за подпитку водяного контура горячей водой. Принцип работы узла подмеса заключается в следующем – термодатчик дает сигнал на открытие клапана и добавление нагретого теплоносителя в систему до тех пор, пока температура жидкости не достигнет определенной заданной температуры. После этого подается сигнал на закрытие. В качестве датчика используется сервопривод для коллектора.
  • Распределительная гребенка – имеет несколько отводов для одновременного подключения нескольких водяных контуров. На гребенке установлены расходомеры, позволяющие контролировать расход теплоносителя по зонам.
  • Воздухоотводчик или система выпуска воздуха – самый простой коллектор не имеет клапана сброса воздуха. Обычно сепараторы устанавливают в уже готовых смесительных узлах, изготовленных известными производителями. Предназначение сепаратора состоит в автоматическом удалении воздуха из водяного контура.

Принцип работы и устройство коллектора водяного теплого пола несколько отличается от типа используемого клапана, регулирующего расход теплоносителя.

Как правильно собрать и подключить коллектор

Обычно, монтажная схема коллектора водяного теплого пола вложена в комплект готового смесительного узла. Согласно плану, от мастера, выполняющего сборку, потребуется:

  • Установить рамку – коллектор монтируется в горизонтальном положении прямо на стену, либо в вырезанную нишу. Единственным условием монтажа является свободный доступ к стрелке труб отопления. Также возможна установка коллекторного шкафа своими руками. Шкаф позволит скрыть разводку от посторонних глаз, что особенно важно, если под котельную используется ванная или прихожая.
  • Подключение к котлу – подача теплоносителя осуществляется снизу, обратка идет поверху. Перед рамкой обязательно устанавливаются шаровые отсекающие. Сразу за кранами устанавливается насосная группа. Для поддержания необходимой температуры, нагретый теплоноситель используется только частично. Насос не только создает необходимое давление в системе отопления, но и помогает смешивать остывшую воду из контура полов и нагретую, идущую от котла.
  • Монтируется пропускной клапан, имеющий ограничитель температуры. За клапаном устанавливается распределительная гребенка. Разводка коллектора на тёплые полы выполняется следующим образом. Трубы, идущие в теплый пол, крепятся сверху, из системы отопления снизу. Если необходимо собрать распределительный коллектор теплого водяного пола своими руками, в гребенку устанавливают запорные краны с встроенным терморегулятором.
    Практика показывает, что оптимальным вариантом является приобретение готовой конструкции. Сборка коллектора даже профессионалом и самостоятельная регулировка клапанов трудоемкий процесс, для выполнения которого требуются определенные навыки и опыт работы.
  • Подключение коллектора теплого водяного пола требует использования специальных комплектующих. Используют компрессионные фитинги, состоящие из опорной втулки, зажимного кольца и промежуточной латунной гайки. После монтажа осуществляется настройка коллектора.
  • Опрессовка коллектора – после окончания монтажных работ, необходимо проверить герметизацию соединений. Для этого укомплектованную коллекторную группу подключают к насосу (опрессовщику). С помощью опрессовщика нагнетают давление в системе. Водяной контур оставляют под давлением на сутки. Если показатели давления не изменились, значит, установка коллектора тёплого пола своими руками была выполнена правильно и смесительный узел готов к эксплуатации.

На первый взгляд, монтаж коллектора своими руками, кажется достаточно простым. Но как показывает практика, лучше не приступать к установке без наличия необходимого инструмента и специальных навыков.

Как регулировать температуру пола коллектором

Узел управления позволяет точно отрегулировать температуру циркулирующего теплоносителя. Для чего это нужно?

В обычных котлах вода нагревается в диапазоне от 60 до 85°С. Температура теплого пола согласно рекомендациям производителя, не должна превышать 30°С.

Регулировка коллекторной группой, выполняется следующим образом:

  • Смесительный клапан подмешивает к остывшей воде горячий теплоноситель. Процесс регулировки выполняется вручную либо с помощью сервопривода (не входит в базовую комплектацию коллектора и приобретается отдельно).
  • С помощью запорных кранов – узел регуляции полов в сборе имеет несколько шаровых отсекающих, обычно устанавливаемых на подачу и обратку для каждого запитанного контура. Запорные краны регулируют интенсивность подачи теплоносителя для каждой зоны системы отопления.
    Можно отбалансировать коллектор таким образом, чтобы установить наиболее комфортную температуру не только для разных, но даже отдельных участков в одной комнате. Насколько открывать расходомеры, зависит от необходимой интенсивности отопления.

Комплектующие для коллектора следует подбирать исключительно одного производителя. Еще лучше приобрести уже готовый смесительный узел. Как показывает практика, только в таком случае, схема подключения коллекторной группы, будет на 100% работоспособной.

Как выбрать коллектор для водяного пола

Устройство коллекторного шкафа позволяет выбрать разные системы регулирования и подачи теплоносителя. У каждого производителя существует несколько вариантов регулировочно-смесительного оборудования, но в основном выбор ограничен следующими устройствами.

  • Конструкция с трёхходовым клапаном – является универсальным устройством. Технология монтажа коллектора с трехходовым клапаном допускает дополнительную установку сервоприводов и погодозависимой автоматики. Обычно гидравлическую рамку устанавливают для больших помещений. После этого клапан сам создает оптимальное рабочее давление, регулирует температуру и подачу теплоносителя.
  • Двухходовая схема обвязки коллектора – особенностью такого решения является то, что, подогрев теплоносителя осуществляется в постоянном режиме. Смесительный узел работает как простой механизм. Подача нагретого теплоносителя осуществляется постоянно, но клапан регулирует количество подачи. В результате удается избежать перегрева и обеспечить равномерный прогрев помещения.
    Даже самые современные универсальные коллекторы с двухходовым клапаном имеют один существенный недостаток – невозможность использования для помещений свыше 200 м². Обязательной деталью для сборки коллектора с двухходовым клапаном, являются термостатические регулировочные узлы. Также потребуется использование расходомеров.

При выборе подходящего смесительного узла, следует обратить внимание на размеры коллектора. Существуют разные схемы смесительных узлов водяного теплого пола, зависящие от количества контуров, подключенных к системе отопления.

Самодельный распределительный коллектор можно собрать по личному усмотрению с любым количеством патрубков. Профессионалы советуют оставить несколько отводов для возможного увеличения контуров отопления в будущем.

Расчет параметров смесительного узла необходимо доверить профессионалам. Выполнить все необходимые подсчеты самостоятельно достаточно сложно. Специалисты подберут наиболее подходящие материалы для сборки узла.

Частые ошибки при сборке и установке коллектора

Существует несколько распространенных ошибок, обычно допускаемых при сборке или установке смесительного узла:

  • Неправильные настройки балансировочного клапана. Расчет нагрузки на водяной контур высчитывают еще до монтажа системы отопления. Подачу воды выполняют по предварительно полученным результатам.
  • Отсутствие воздушного клапана в гребенке. Даже если в конструкции не предусмотрен сепаратор, его устанавливают в обязательном порядке. Появившиеся воздушные пробки являются основной причиной, по которой теплые полы теряют работоспособность.
  • Ошибки в расположении подающего коллектора. Подача теплоносителя осуществляется с верхней, а не нижней планки.
  • Установка нескольких насосов без использования обратных клапанов. Применение регулирующей арматуры в этом случае позволяет устранить вероятность циркуляции теплоносителя через отключенный насос. Принципиальная схема установки обратного клапана предназначена предотвратить утечку теплоносителя. Самостоятельно и правильно заполнить теплые полы заново достаточно проблематично.
  • Отсутствие грамотной схемы подключения водяного теплого пола без коллектора. Самостоятельная сборка коллектора достаточно сложный процесс, но при условии соблюдения рекомендаций, выполнить монтаж самостоятельно, возможно.
    При условии, подключения только одного водяного контура, можно вовсе обойтись без монтажа коллектора. В любом случае, потребуется правильно рассчитать тепловую нагрузку системы отопления, а для этого нужна помощь специалиста. Во время выполнения проекта будет рассчитан оптимальный вариант расположения коллекторного шкафа.

Правильный монтаж и последующую регулировку смесительного узла может выполнить исключительно специалист. Для установки требуется предварительно выполнить грамотный расчет тепловой нагрузки и составить подходящую схему отопления.

сбор и подключение насосно-смесительного узла (гребенки) к системе отопления

Коллектор для теплого пола — это распределительный узел, который перенаправляет теплоноситель от котла отопления по нескольким контурам системы обогрева полов. Но в зависимости от комплектации конструкции на него могут возлагаться и другие функциональные задачи. Например, обезвоздушивание системы, регулировка подачи объемов теплоносителя и контроль его расхода при помощи ручных или автоматизированных расходомеров. Этим фактически обеспечивается поддержание требуемой температуры в нагревательных контурах теплого пола (ТП).

Среди монтажников отопительных систем, из-за характерного внешнего вида коллектора, широко распространено его другое сленговое обозначение – «гребенка».

Так выглядит «гребенка»

Виды смесительных узлов

Схема работы коллектора для теплого пола достаточно проста. Теплоноситель от котла отопления поступает в подающий распределитель. Его рекомендуют размещать сверху (над возвратной гребенкой), однако, в зависимости от местных монтажных особенностей, а также разновидности подключаемого смесительного узла, он может устанавливаться и внизу. Корпус коллектора имеет от двух и более ответвлений, оборудованных соответствующей запорно-регулирующей арматурой. По каждой из веток теплоноситель перенаправляется в определенные трубопроводы ТП. Выходной конец трубной петли замыкается на возвратной гребенке, направляющей собранный общий поток к котлу отопления.

Очевидно, что в самом простом случае коллектор для водяного теплого пола представляет собой кусок трубы с неким количеством резьбовых отводов. Однако, в зависимости от того какую конечную комплектацию он получит, сложность его сборки, настройки и стоимость могут изменяться в разы. Рассмотрим для начала наиболее популярные базовые модели распределителей для водяного ТП.

С фитингами для подключения контуров

Одной из самых бюджетных, но полностью готовой к использованию является гребенка с входной/выходной резьбами и фитингами для подсоединения металлопластиковых или труб из цельносшитого полиэтилена.

Одна из таких моделей изображена на фото.

С интегрированными кранами

В минимальной комплектации можно также встретить коллектор на теплый пол оборудованный двухходовыми шаровыми кранами.  Такие устройства не предусматривают поконтурную регулировку – они рассчитаны только включить или выключить отдельные отопительные ветки.

Учитывая, что система теплый пол приобретается и устанавливается для повышения комфорта проживающих, который обеспечивается точной подстройкой системы, целесообразность использования таких гребёнок имеет сугубо выборочный характер.

Коллектор на три контура с интегрированными двухходовыми шаровыми кранами

Приобретая указанные бюджетные варианты распределителей, следует учитывать, что их использование требует фундаментальных знаний, а также большого опыта в монтаже систем отопления.

Кроме того, закупочная экономия является довольно условной, так как всё дополнительное оборудование придется докупать отдельно. Практически упрощенные коллектора для теплого водяного пола без доработки подходят только для вспомогательных систем на одну-две петли небольшой протяженности. Годятся они и для нескольких контуров, но имеющих идентичные тепловые и гидравлические характеристики. Ведь конструкции таких гребенок не предоставляет технической возможности установки контрольно-регулирующего оборудования непосредственно на каждую ветку.

С регулировочными вентилями

Пример гребенки с регулировочными вентилями

Следующий уровень, как по стоимости, так и по функциональности – это распределительный коллектор для тёплого пола с регулировочными вентилями. Такие устройства, эксплуатируясь в ручном режиме, уже могут обеспечить настройку интенсивности подачи теплоносителя по отдельным отопительным контурам. Для них в большинстве случаев существует техническая возможность установки на них вместо ручных вентилей исполнительные устройства с сервоприводами.

Приводы могут подключаться либо непосредственно к электронным термодатчикам, установленным в помещениях, либо к центральному программируемому устройству контроля.

 Сборка из подающего и обратного коллекторов

К эконом варианту коллектора для теплого водяного пола относятся также и спаренные сборки из подающего и обратного распределителей. В них уже могут быть предусмотрены дополнительные монтажные отверстия или установлены краны Маевского, группы безопасности, быстроразъемные резьбовые «американки» для удобства подключения к первичным контурам отопления или смесительному узлу.

ВАЖНО! Настоятельно рекомендуется приобретать гребенки не по одной, а в уже готовой комплектации – парой с крепежами и техническими отверстиями под дополнительное оборудование. Это не только существенно ускорит процесс установки, но и поможет избежать многих ошибок монтажа.

От простого к сложному

Полностью укомплектованный коллектор для теплого пола может собираться по нескольким рабочим схемам. Тем не менее, у них у всех схожий принцип работы. Одна из типичных сборок, состоит из следующих элементов:

  1. Кран на распределительную гребенку.
  2. Расходомеры (ротаметры).
  3. (а/b) Краны для слива теплоносителя с подающей и обратной линий соответственно.
  4. Ручные клапаны регулировки расхода теплоносителя.
  5. Манометр.
  6. Кран на обратку.
  7. Трехходовой клапан.
  8. Циркуляционный насос.

Рассмотрим наиболее значимые по функциональности элементы устройства, их основные типы и назначение.

Регулировка подачи теплоносителя

Если тёплый пол в квартире имеет несколько контуров, отличающихся по длине или температурным режимам, выручит установка распределительного коллектора отопления с расходомерами (ротаметрами). Дело в том, что теплоноситель идет по пути наименьшего гидравлического сопротивления, то есть, прежде всего, он будет направляться в трубопроводы небольшой протяженности.

Чтобы большие петли нагревались с той же интенсивностью, необходимо отрегулировать подачу жидкости, снизив ее для коротких трубопроводов и увеличив для более длинных.  Поэтому гребенка водяного теплого пола и комплектуется балансировочным ротаметром на каждую петлю.

По шкале расходомера определяется интенсивность потока теплоносителя в отдельно взятом контуре. А уже в соответствие с этими показателями настраивается пропускная способность расходного клапана.

Приобретение и использование регулируемых ротаметров оправданно только в случае ручной настройки количества теплоносителя для циркуляции по веткам. Если же каждый контур регулируется собственным сервоприводом под управлением электронного термостата, то использование подобной арматуры не требуется.

При этом в работающем в автоматическом режиме коллекторном блоке, для дополнительной визуализации могут монтироваться ротаметры без функции регулирования. Однако такие приборы устанавливаются уже не сверху на корпус гребенки, а врезаются межу её отводом для подключения петли и выходом трубопровода теплого пола.

Регулировка температуры теплоносителя

Регулировка температуры тёплого пола должна содержать два главных этапа.

Первый касается общей подготовки теплоносителя при его отборе из высокотемпературной отопительной системы первичного контура. Он осуществляется посредством взаимодействия элементов насосносно-смесительного узла (НСУ, рис. 6, поз. 7 и 8) или смесительно-регулировочного блока.

Обычно главными элементами первого этапа подготовки теплоносителя выступают циркуляционный теплонасос и автоматический трехходовой кран либо трехходовой кран-автомат без насоса. Задача смесительных узлов заключается в доведении температуры первичного теплоносителя (70-90°С) до приемлемых для водяного обогрева полов – 40-50°С.

Устройство и работа НСУ подробно описаны в отдельной нашей статье. Однако здесь следует уточнить, что комплектация коллектора может включать смесительный узел или собираться без него.  Если отопление полов состоит из разветвленной сети тепловых контуров и содержит несколько коллекторных распределителей, тогда НСУ (ввиду его дороговизны) оптимально выносить в общий на всю систему блок.

Если же коллектор всего один, то он может сразу совмещаться со смесителем в едином монтажном шкафу.

Второй этап регулировки температуры теплого пола касается непосредственно оснащения гребенки, где уже тепловые параметры циркулирующей жидкости нивелируются в соответствии с запросами по каждой ветке. Индивидуальная настройка температуры для каждого контура осуществляется термостатическими клапанами механического действия либо автоматическими клапанами с сервоприводами (фото).

Сервоприводы, получающие команды от выносного термостата, являются исполнительными устройствами для управления работой коллектора водяного теплого пола. Хотя подобная автоматика является достаточно дорогостоящей, она предоставляет возможность организации более комфортных условий обогрева.

Рабочие части термостатической запорно-регулирующей арматуры как механической, так и под управлением сервоприводов монтируются на обратную гребенку вместо ручных клапанов.

В результате, собранный коллектор для тёплого пола с расходомерами, термостатическими механическими головками и автоматическим трехходовым краном может иметь вид, как показано на рисунке.

Группа безопасности

Группа безопасности для коллектора теплого пола может иметь несколько урезанный вариант. Это связано с тем, что система отопления должна быть укомплектована соответствующим устройством, размещенным возле котла.

Коллектор тёплых полов может быть доукомплектован автоматическим воздухоотводчиком с отрывным клапаном, а также сливным краном (желательно с насадкой под шланг) для удаления теплоносителя из системы. Всё это крепится с торца гребёнки на специальном переходнике.

Рекомендуется устанавливать такую группу как на гребенке подачи, так и на возвратной. На фото рисунке 10 показан как раз подобный вариант сборки. Он также включает отсечные краны на американках для подвода/отвода теплоносителя из основной подачи/обратки и термометры для удобства настройки системы водяного теплого пола.

Как выбрать коллектор для теплого пола

Основным параметром выбора коллектора для теплого пола является количество контуров, которые предстоит подключить.

Мнение эксперта

Сергей Пермяков

Инженер систем отопления

Мы рекомендуем приобретать гребенку, с запасом на один выход, на случай возникновения необходимости разбивки на две ветки слишком протяженного контура или подключения дополнительного контролирующего оборудования (термометра, манометра).

Второй критерий подбора – это материал изготовления корпуса гребенки. Надежными изделиями являются коллекторы из латуни или нержавейки, а также из бронзы, произведенные по отечественным гостам либо европейским стандартам качества. «Китайские» же из сомнительных сплавов можно приобретать только после того, как продавец продемонстрирует сертификат соответствия, а сама гребенка будет всесторонне рассмотрена на предмет каверн, трещин или следов коррозии.

Хотя на самом деле большинство современной продукции, если не вся присутствующая на рынке, выпускается китайскими предприятиями, при её выборе следует отдавать предпочтение известным брендовым маркам. Ведь солидные европейские фирмы тщательно следят за качеством работы своих, даже вынесенных в Поднебесную производств.

Прежде всего, обратите внимание на изделия под марками: Rehau, Kermi, Valliant, Valtec, FIV, Rossini. Коллектор для теплых полов от таких компаний лучше всего приобретать в полной комплектации. Покупка отдельных элементов обойдется дороже, а комплектующие от других производителей могут быть несовместимы по установочным параметрам.

Видео по теме

Предыдущая

Теплый полСовмещенное отопление: водяные полы и радиаторы

Следующая

Теплый полВодяной теплый пол без коллектора

какой лучше, устройство, принцип работы

Краткое содержание

Что такое коллектор?

Коллектор для теплого пола (он же “гребенка отопления”) – это труба с выходами для подключения других трубопроводов. Она контролирует распределение теплоносителя в системе водопровода. Коллектор для водяного теплого пола имеет такие конструктивные особенности: на трубе с обеих сторон есть внутренняя и наружная резьба, количество контуров: от 2 и более.

Гребенка для теплого пола

Принцип работы: теплоноситель попадает в коллектор, после чего он распределяется по связующим петлям отопительной системы. Обойдя весь круг, жидкость возвращается обратно в коллектор, чтобы попасть в котел, где она нагреется и снова отправится циркулировать по трубопроводу.

Принцип работы теплого водяного пола своими руками

Цена коллектора напрямую зависит от комплектации – чем сложнее конструкция, тем выше стоимость. На стоимость также влияет наличие специальных креплений.

Виды

Коллекторы классифицируются по назначению, материалу и способу установки. Можно выделить:

Схема двухклапанного коллектора

  • Двухклапанные коллекторы – считаются самыми распространенными и широко используемыми моделями. Устройство этого типа постоянно смешивает холодную и горячую воду, что позволяет исключить температурные скачки, в результате которых вода разрывает трубопроводы и выводит из строя систему теплого пола;
  • Самый простой вариант – коллектор с выходами под евроконусы. Такая труба с наружной и внутренней резьбой не подходит для водяного пола, ее можно использовать только для системы водоснабжения. Если же вы планируете установить самый простой вариант у себя дома, то вам придется потратить дополнительные финансы на приобретение дополнительной комплектации;

    Устройство китайского коллектора для теплого пола

  • Китайские коллекторы – это отличный вариант для небольшого частного дома, в котором не планируется использование автоматики. Китайский коллектор для теплого пола – это вполне работоспособная модель, которая имеет небольшой недостаток: она не совпадает с европейскими разъемами. Это означает, что вы не сможете подключить китайский коллектор на европейскую систему отопления без использования специальных переходников. Китайское устройство имеет и второй недостаток – из-под рукоятки шарового крана может протекать вода. Эта проблема решается заменой уплотнительных колец;

    Евроконусный коллектор из технополимера Caleffi

  • Евроконусы – это более дорогой вариант коллектора. Такая модель отлично сочетается со всеми современными типами водяных полов и не требует специальных переходников для подключения;
  • Трехклапанная система для смешивания теплоносителя нередко оборудуется сервоприводами. В них горячая вода, поступающая из котла, смешивается с холодной, которая идет из обратной гребенки.Недостатки конструкции:
  • Существует риск температурного скачка. Такое случается, если смешивается горячая вода и холодная. Резкий перепад температуры может привести к разрыву трубопровода;
  • Неправильное устройство трехклапанной гребенки может привести к резкому падению или повышению температуры в доме.

Тем не менее, трехклапанную гребенку продолжают устанавливать в больших помещениях от 200 м² или в домах, где требуется точная регулировка микроклимата – это могут быть питомники, теплицы и другие помещения.

Схема трехклапанной гребенки водяного теплого пола

Правильная схема установки: подающий коллектор монтируется сверху, а принимающий снизу. Если же соберете систему по-другому, то она у вас будет работать, однако, вы потеряете значительную часть тепла, поскольку подающий коллектор будет греть возвращающийся обратно теплоноситель.

Расположение и особенности установки коллекторного узла

Специалисты рекомендуют устанавливать открытые металлические или закрытые шкафы. Место под шкаф выбирают, исходя из расположения водяного пола – для отопительной системы, состоящей из нескольких веток, место под шкаф следует подобрать посередине, то есть, на одинаковом расстоянии от всех рабочих контуров. Такое местоположение гарантирует высокую производительность и надежность отопительной системы.

Коллекторный шкаф для водяного теплого пола

Идеальное местоположение: толстая и хорошо защищенная стена, которая позволяет аккуратно подвести трубопровод. Если же отопительная система устанавливается по всему дому, то ее нужно распределить на отдельные узлы со шкафами.

Как выбрать коллектор

Наблюдения показали, что владельцы водяного теплого пола чаще всего подбирают коллекторы, исходя из своих финансовых возможностей. Однако есть одна характеристика, которую крайне не рекомендуется игнорировать. Речь идет о количестве выходов.

Геометрические размеры коллекторов TECE для теплых полов

Как лучше рассчитать количество выходов, и почему люди допускают ошибки на этом этапе? Из-за разной площади пола: на маленькую комнату нужна одна петля, а для большого помещения – 2–3 и больше. Необходимое количество петель рассчитывается по формуле: S (площадь пола) х 6.5 м/п трубы, которая будет устанавливаться в комнате. Например, 40 х 6.5 = 260 пунктов, значит, для комнаты нужно две петли (из расчета 1 петля на 200 пунктов).

Как правильно выбрать ручной или автоматический коллектор?

  • Деятельность модели механического типа регулируется в ручном режиме при помощи крана. Этот тип коллектора рекомендуется устанавливать в систему водяного теплого пола без радиатора;
  • В остальных случаях устанавливаются устройства с датчиками протока и возможностью подключения сервоприводов.

    Коллектор ручного и автоматического применения для теплого пола

Несколько слов о производителях

Коллекторы российского происхождения изготавливаются из нержавеющей стали, а также имеют максимальное количество расширений – датчики протока, гнезда и т.д.

Европейцы отдают предпочтение черному металлу. По функциональности модели европейского происхождения практически ничем не отличаются от русских.

Коллекторная группа с узлом смешения и байпасом для теплого пола

Китайские модели – это устройства без автоматики, то есть, вам придется управлять коллектором в ручном режиме. Считаются самыми дешевыми и отлично подходят для обслуживания небольших по площади жилых домов. Не забывайте устанавливать трехходовой клапан и насос, если вы планируете использовать китайскую продукцию.

Какие самые известные и надежные производители? Продукция фирмы Rehau – это гарантия качества и функциональности. Название этой компании знают практически все производители теплых полов, поскольку ее продукция проходит несколько этапов проверки на прочность, совместимость и безопасность.

Водяной пол без коллектора – можно или нет?

Да, это возможно. Для монтажа нам понадобятся такие устройства и материалы: трубопровод, котел, узел насоса, комплектующие для трубопровода и трехходовой клапан. Отметим, некоторые специалисты пытаются врезать теплый пол в центральное отопление дома, забывая, что такой подход к монтажу может иметь печальные последствия – в лучшем случае у вас ломается трубопровод водяного пола, а в худшем – вы затопите себя и соседей.

Что потребуется для монтажа напольной системы отопления

Кроме этого, незаконное подключение к центральной отопительной системе грозит штрафами со стороны надзорных органов. Существует два способ подключения трубопровода: змейка и улитка. Обе схемы, где не используется коллектор для теплого пола, состоят из двойного трубопровода: двух параллельных петлей – одна подающая, а другая – обратная.

Какой плюс у «змейки»? Вы можете распределять зоны нагрева по собственному желанию. Достоинством «улитки» является равномерное распределение теплоносителя по всей площади.

Установите мощный котел, чтобы устройство водяного пола работало корректно и без сбоев. Принципиальной разницы между газовым и электрическим котлом нет. Главное, чтобы его мощность точно соответствовала теплому полу. К отопительной системе без коллектора также рекомендуется подключить насос, чтобы теплоноситель нормально циркулировал по трубопроводу.

Видео: Коллекторный блок VALTEC

Гребенка для теплого пола — монтаж и регулировка: tvin270584 — LiveJournal

Распределительная гребенка для теплого пола – это не какая-то отдельная деталь, а целый узел, отвечающий за корректную работу контуров водяного напольного отопления. В статье мастер сантехник разбирается в устройстве и принципе действия этого узла.

Принцип работы гребенки для теплого пола

Принцип работы гребенки для теплого пола довольно прост. Сначала горячая жидкость поступает из общей системы отопления в питающий клапан коллектора. Там она смешивается с охлажденной водой, прошедшей контур теплого пола, до получения определенной температуры.

Дальнейшее распределение по контурам регулируется положением специальной распределительной заслонки на многоходовом клапане гребенки в зависимости от текущего нагрева теплоносителя. Охлажденная жидкость скапливается в обратном коллекторе под давлением, откуда затем перейдет в подающий трубопровод для повторения цикла.

Базовый комплект распределительного узла включает в себя такие элементы:

Магистрали с теплоносителем, идущие от котла, присоединяются к коллекторам, к ним же подключаются подводки от греющих контуров теплых полов. За расход нагретой воды на каждом контуре отвечают термостатические вентили, настраиваемые вручную либо управляемые автоматически. Величину расхода показывают колбы ротаметров, установленные на подающем коллекторе.

Обратите внимание! Коллекторы изготавливаются из латуни, нержавеющей стали и качественного пластика. С технической стороны разницы между ними нет, а по цене пластик обойдется дешевле металла на 15—20%

Видео

В зависимости от выбранного принципа работы гребенки и способа регулировки температуры теплого водяного пола базовый комплект дополняется необходимыми элементами. Способы регулирования и соответствующие комплекты гребенок в сборе мы рассмотрим далее.

Количественная регулировка теплого пола

Это наиболее простой и дешевый способ организовать автоматическое регулирование температуры напольного покрытия. Заключается в ограничении потока теплоносителя, идущего на каждый контур, с помощью специальных термоголовок типа RTL, устанавливаемых на термостаты коллектора. В этом случае схема подключения контуров теплого пола и гребенки реализуется без дополнительного циркуляционного насоса.

Обратите внимание! Принцип работы гребенки основан на способности термоголовок RTL ориентироваться на температуру обратного потока теплоносителя, а не окружающего воздуха

На шкале головки устанавливается требуемая температура обратного потока (обычно – 40 °С). При ее достижении термочувствительный элемент нажимает на шток клапана, перекрывающего проходное сечение. Таким образом, количество проходящего через контур теплоносителя снижается и нагрев поверхности пола прекращается. Когда вода в петле остывает ниже 40 °С, термоголовка отпускает шток, позволяя порции горячего теплоносителя прямо от котла попасть в контур.

Чтобы напора центрального циркуляционного насоса хватало на преодоление гидравлического сопротивления греющих контуров, их длина не должна превышать 60 м, это обязательное условие. Иначе поверхность станет прогреваться неравномерно, как и помещение. Сборка такой гребенки для теплого пола не представляет сложности и при необходимости производится своими руками.

Видео

В сюжете — Регулирование температуры контура теплого пола без смесителя

Качественное регулирование теплоносителя

В основу данной методики положен принцип смешивания остывшего теплоносителя, поступающего из системы напольного отопления, с горячей водой от котла. В результате в контуры подается теплоноситель заданной температуры, для чего к базовому комплекту гребенки добавляются следующие элементы, образующие смесительный узел:

  • Дополнительный циркуляционный насос для теплого пола;
  • Двух – либо трехходовой клапан, смешивающий горячую и остывшую воду;
  • Термоголовка с выносным датчиком температуры;
  • Термостат безопасности, управляющий работой насоса.

Схема подключения гребенки теплого пола с двухходовым клапаном и термоголовкой работает следующим образом:

  • На стадии нагрева двухходовой термостатический вентиль, установленный на подающей магистрали, находится в открытом положении, пропуская теплоноситель в систему напольного отопления.
  • При достижении температуры воды установленного значения (обычно — 45 °С) жидкость в колбе накладного температурного датчика расширяется и воздействует на термоголовку, а та нажимает шток двухходового термостатического клапана.
  • Вследствие дальнейшего роста температуры в котловой магистрали клапан перекрывает поток полностью. Теплоноситель циркулирует внутри системы теплых полов, побуждаемый собственным насосом.
  • После остывания воды в контурах на 1—2 °С жидкость в колбе датчика сжимается и клапан приоткрывается, подмешивая в контуры порцию горячей воды извне. Так температура теплоносителя на выходе из гребенки в теплые полы поддерживается на постоянном уровне.
  • Задача накладного термостата безопасности – остановить работу напольного отопления в аварийной ситуации, когда в контуры попадает вода с температурой более 55 °С. Термостат отключает циркуляционный насос и блок управления сервоприводами (при наличии).

Показанный на схеме перепускной клапан служит для запуска теплоносителя по кругу через байпас, когда вследствие автоматического регулирования все греющие контуры вдруг закрылись и насосу некуда качать воду.

Регулирование с трехходовым клапаном

Более плавную и точную регулировку температуры теплоносителя дает смесительный узел с трехходовым клапаном. Тогда распределительная гребенка работает немного иначе, поскольку смешивание происходит внутри элемента, а не в подающем коллекторе. Алгоритм работы такой же, как и в предыдущем случае, только регулирование происходит непрерывно и более точно.

Управление смешивающим узлом осуществляется такими способами:

  • Вручную. Рукоятка на клапане фиксируется в 1 положении и потоки постоянно смешиваются в неизменных пропорциях. Это примитивный и непродуктивный способ, потому что расход тепла напольным отоплением – величина переменная.
  • Автоматически от термоголовки с выносным температурным датчиком. Используется смесительный термоклапан с нажимным штоком. При снижении температуры в обратном коллекторе термоголовка отпускает шток клапана и происходит подмешивание горячего теплоносителя, идущего от котла (показано на схеме выше).

Представленный способ – наиболее дорогой по стоимости комплектующих, монтажа и настройки, зато и самый эффективный.

Управление греющими контурами

При качественном регулировании теплоносителя по температуре его расход остается неизменным, если не установить дополнительные средства автоматизации. Без них расход воды в каждом контуре настраивается вентилями на подающем коллекторе вручную по показаниям ротаметров. Но вентилями можно управлять и автоматически, если поставить на них сервоприводы.Система работает так: в помещениях стоят проводные либо беспроводные терморегуляторы, следящие за температурой воздуха и связанные с единым блоком управления (контроллером). Он, получая сигналы от комнатных термостатов, посредством сервоприводов открывает и закрывает вентили на гребенке теплых полов. Таким же образом контроллер может управлять не только напольным отоплением, но и радиаторной системой.

Помимо температурного регулирования совместно с термостатами, контроллер умеет делать еще ряд интересных вещей:

  • Реагировать на изменения погодных условий на улице;
  • Заранее прогревать необходимые помещения к заданному времени;
  • Отключать обогрев теплыми полами в неиспользуемых комнатах;
  • Управляться на расстоянии через GSM связь или интернет.

Использование сервоприводов и средств автоматизации не только повышает комфорт для проживающих, но и позволяет экономить 15—20% средств, затрачиваемых на оплату энергоносителей и таким путем снижать цену отопления частного дома.

Инструкция по сборке и монтажу

Самостоятельная сборка распределительной гребёнки вполне возможна, так как все изделия заводского изготовления всегда полностью комплектны и сопровождаются интуитивно понятной инструкцией.

Стандартная комплектация коллектора для обустройства системы «тёплый пол» представлена:

  • Металлическим шкафом;
  • Термометром;
  • Сливным краном с пробкой;
  • Автоматическим воздухоотводчиком для каждой ветки;
  • Арматурой;
  • Термостатическими вентилями;
  • Расходомерами.

Контроль температурного режима выполняют термостатические вентиляторы, настройка которых может быть ручной или полностью автоматической. Второй вариант более удобный и практичный, что сказывается на общей стоимости оборудования.

Необходимые инструменты

Для самостоятельной сборки заводского изделия необходимо подготовить стандартный набор инструментов, а также традиционную паклю или ФУМ-ленту для получения максимально надёжного соединения всех элементов. Дополнительно может использоваться специальная смазка, увеличивающая качественные показатели скрутки на резьбовых соединениях.

Сборка фабричной гребёнки

Для сборки коллектора фабричного производства необходимо выполнить следующие шаги:

Полностью статья выложена на источнике… https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2019/11/Grebenka-dlya-teplogo-pola.html

разновидности, принцип работы, расчет и монтаж |

Система водяного теплого пола становится все более популярной и может быть удачной альтернативой традиционному радиаторному обогреву. Неотъемлемой составляющей системы является коллектор для теплого пола, который выполняет функцию подготовительной станции для теплоносителя перед подачей в отопительный контур и обеспечивает комфортную температуру напольного покрытия.

Что такое коллектор, комплектация и принцип работы

Коллектор для теплого пола, или смесительный блок, представляет собой технологический узел оборудования, который осуществляет направление и регулирование тепловых потоков в отопительном контуре системы. Котел способен нагреть от 75 до 95°С, что является достаточно высокой температурой для напольного покрытия – и по санитарным нормам, и по степени комфорта нахождения на полу. Смесительный узел для теплого пола и предназначен для того, чтобы выровнять температуру прямого и обратного потоков, обеспечить равномерный прогрев каждого участка труб и с помощью датчиков и измерительных устройств контролировать рабочие параметры системы.

Распределительный коллектор

Для эффективного выполнения возложенной задачи, распределительный коллектор должен включать в себя функциональные элементы:

  • подающая и обратная гребенки;
  • двухходовой питающий или трехходовой клапана;
  • циркуляционный насос с дренажным устройством;
  • расходомер;
  • термостатические клапана.

Две взаимосвязанные гребенки соединены в единый коллекторный блок. Смешивание подающего и обратного потоков происходит в смесительном узле, где осуществляется регулировка температурных характеристик теплоносителя. Насосная группа соединяет обе гребенки и обеспечивает циркуляцию теплоносителя по веткам трубопроводов. При достижении заданного температурного режима в помещении, автоматические клапаны перекрывают доступ греющей воды в подающую линию теплого пола.

Коллекторная группа дает возможность обслуживать как последовательную, так и параллельную схемы подключения, а также выстраивать длинную цепочку из элементов для управления неограниченным количеством контуров. При этом смесительный узел для теплого пола можно собрать из отдельных элементов самостоятельно или купить готовый комплект. Важно, чтобы составляющие были от одного производителя, так как некоторые компании, в частности Рехау, создают уникальные элементы соединения, которые не стыкуются с изделиями других поставщиков и не обеспечивают должную плотность соединения.2⁄4N),

где D – внутренний диаметр гребенки;

d – внутренний диаметр трубы теплого пола;

N – количество веток.

Профессиональный расчет и ответственный подход к выбору коллекторной группы обеспечит эффективность обогрева жилого помещения и повышенную степень комфорта.

Расчет количества контуров теплого пола

Длина и диаметр труб, шаг укладки в системе теплого пола будут влиять не только на стоимость, но и продуктивность работы всей системы, включая распределительный узел. Расчет проводится для каждого помещения отдельно перед укладкой теплого пола, на этапе проектирования. Самостоятельный подсчет провести достаточно сложно, можно упустить некоторые параметры и не учесть ряд нюансов, в результате ошибка приведет к непродуктивной работе отопления — неравномерный нагрев с проявлением «тепловой зебры», образование утечек или недостаточная циркуляция теплоносителя. Поэтому расчет системы лучше доверить проектным организациям или выполнить в специальным программах-калькуляторах.

Определить длину и шаг установки труб для каждого помещения, а также «проложить» оптимальную схему укладки помогут следующие данные:

  • площадь помещения и расстановка крупногабаритной мебели;
  • материал и диаметр трубы;
  • тип используемой теплоизоляции;
  • вид напольного покрытия;
  • мощность отопительного котла.

Трубы водяного пола, уложенные змейкой

Каждая ветка должна состоять из целостной трубы необходимой длины, при этом недопустимо на трубах использовать стыки и муфты под бетонную стяжку. Исключением может быть неразъемное соединение с помощью подвижной гильзы, которое предлагает немецкий производитель Рехау. Помимо расчета труб, необходимо учесть гидравлическое сопротивление, так как с увеличением протяженности и поворота каждой ветки оно будет повышаться. Желательно, чтобы к одному коллектору подключались линии с равным значением потока, поэтому решением для больших контуров может быть разделение их на несколько меньших.

Расположение и монтаж коллекторного узла

Место для установки смесительного узла определяют еще на этапе проектных работ, с учетом габаритов самой коллекторной группы. Устанавливать его необходимо на достаточной высоте, чтобы оставалось место для загиба подведенных труб, на одинаковом расстоянии от контуров и достаточно близко к магистральным трубам. Коллектор можно скрыть в специальном шкафу, который можно вмонтировать в нишу или прикрепить к стене.

Сборка коллекторной группы проводится в следующей последовательности:

  1. циркуляционный насос подключить на накидные гайки с обязательной вставкой прокладки к тройникам;
  2. накрутить переходники с накидной гайкой для соединения коллектора и насосной группы;
  3. соединить смесительный блок с термоголовкой и подмешивающим клапаном к насосной группе.

Собранная насосно-смесительная группа подключается к распределительному коллектору, после чего его устанавливают в шкаф, соединяют трубы подачи и возврата и каждый контур теплого пола.

Пуско-наладочные работы проводятся до заливки бетонной стяжки, чтобы проверить качество стыков на герметичность. Настройка смесительного узла проводится с помощью приборов управления, которые позволяют установить требуемый режим нагрева теплого пола и отрегулировать потоки теплоносителя в каждой ветке.

Рекомендуем прочесть!

Коллектор теплого пола принцип работы

Коллектор использует простой принцип работы, но без его помощи система отопления, использующая больше чем один водяной контур, не сможет эффективно работать и отапливать помещение.

Обязательно ли нужен смесительный узел

Правомерный вопрос, особенно если учесть, приличную стоимость коллектора. Следует признать, водяные теплые полы без смесительного узла могут нормально работать, но только при условии, что они имеют один отопительный контур. Что это означает на практике?

Согласно рекомендациям производителя, длина укладываемой трубы в теплых полах не должна превышать 70 м. Если учесть, что при максимальном разрыве шага между трубами, этого количества хватит только для 7 м², не сложно подсчитать, для отопления средних размеров комнаты потребуется уложить сразу три контура.

В большинстве случаев теплые полы укладывают сразу для нескольких комнат: прихожей, ванной, кухни и т.д. Обеспечить равномерную подачу теплоносителя без подключения к коллектору котельной нереально. Но если необходимо отапливать только одно небольшое по размерам помещение, тогда можно обойтись без смесительного узла.

Принцип работы коллектора теплого пола

Как правильно собрать и подключить коллектор

Как регулировать температуру пола коллектором

Узел управления позволяет точно отрегулировать температуру циркулирующего теплоносителя. Для чего это нужно?

В обычных котлах вода нагревается в диапазоне от 60 до 85°С. Температура теплого пола согласно рекомендациям производителя, не должна превышать 30°С.

Регулировка коллекторной группой, выполняется следующим образом:

  • Смесительный клапан подмешивает к остывшей воде горячий теплоноситель. Процесс регулировки выполняется вручную либо с помощью сервопривода (не входит в базовую комплектацию коллектора и приобретается отдельно).
  • С помощью запорных кранов – узел регуляции полов в сборе имеет несколько шаровых отсекающих, обычно устанавливаемых на подачу и обратку для каждого запитанного контура. Запорные краны регулируют интенсивность подачи теплоносителя для каждой зоны системы отопления.
    Можно отбалансировать коллектор таким образом, чтобы установить наиболее комфортную температуру не только для разных, но даже отдельных участков в одной комнате. Насколько открывать расходомеры, зависит от необходимой интенсивности отопления.

Как выбрать коллектор для водяного пола

  • Конструкция с трёхходовым клапаном – является универсальным устройством. Технология монтажа коллектора с трехходовым клапаном допускает дополнительную установку сервоприводов и погодозависимой автоматики. Обычно гидравлическую рамку устанавливают для больших помещений. После этого клапан сам создает оптимальное рабочее давление, регулирует температуру и подачу теплоносителя.
  • Двухходовая схема обвязки коллектора – особенностью такого решения является то, что, подогрев теплоносителя осуществляется в постоянном режиме. Смесительный узел работает как простой механизм. Подача нагретого теплоносителя осуществляется постоянно, но клапан регулирует количество подачи. В результате удается избежать перегрева и обеспечить равномерный прогрев помещения.
    Даже самые современные универсальные коллекторы с двухходовым клапаном имеют один существенный недостаток – невозможность использования для помещений свыше 200 м². Обязательной деталью для сборки коллектора с двухходовым клапаном, являются термостатические регулировочные узлы. Также потребуется использование расходомеров.

При выборе подходящего смесительного узла, следует обратить внимание на размеры коллектора. Существуют разные схемы смесительных узлов водяного теплого пола, зависящие от количества контуров, подключенных к системе отопления.

Самодельный распределительный коллектор можно собрать по личному усмотрению с любым количеством патрубков. Профессионалы советуют оставить несколько отводов для возможного увеличения контуров отопления в будущем.

При устройстве водяного подогрева пола укладывается немалое количество труб — несколько отрезков, которые называют контурами. Все они заводятся на устройство, раздающее и собирающее теплоноситель — коллектор для теплого пола.

Назначение и виды

Теплый водяной пол отличается большим количеством контуров труб и невысокой температурой циркулирующего в них теплоносителя. В основном требуется нагрев теплоносителя до 35-40°C. Единственные котлы, которые способны работать в таком режиме, — конденсационные газовые. Но они устанавливаются редко. Все остальные виды котлов на выходе выдают боле горячую воду. Однако ее с такой температурой в контура запускать нельзя — слишком горячий пол это некомфортно. Чтобы снизить температуру и нужны узлы подмеса. В них, в определенных пропорциях, смешивается горячая вода с подачи и остывшая из обратного трубопровода. После чего, через коллектор для теплого пола, она подается на контура.

Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом

Чтобы во все контура поступала вода одинаковой температуры она подается на гребенку теплого пола — устройство с одним входом и некоторым количеством выходов. Подобная гребенка собирает остывшую воду с контуров, откуда она поступает на вход котла (и частично идет в узел подмеса). Это устройство — гребенки подачи и обратки — называют еще коллектором для теплого пола. Он может идти с узлом подмеса, а может — только гребенки без какой-либо дополнительной «нагрузки».

Материалы

Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:

  • Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
  • Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.
  • Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.

Коллектор для теплого пола на 6 контуров

При установке к подающей гребенке коллектора подключаются входы контуров теплого пола, к гребенке обратного трубопровода — выходы петель. Подключаются они попарно — чтобы проще было регулировать.

Комплектация

При устройстве водяного теплого пола рекомендуют делать все контура одной длины. Необходимо это для того, чтобы теплоотдача каждой петли была одинаковой. Жаль только что этот идеальный вариант встречается нечасто. Намного чаще отличия по длине есть, причем существенные.

Для выравнивания теплоотдачи всех контуров на подающей гребенке ставят расходомеры, на обратной гребенке — регулировочные вентили. Расходомеры — это устройства с прозрачной пластиковой крышкой с нанесенной градуировкой. В пластиковом корпусе находится поплавок, который отмечает с какой скоростью движется теплоноситель в данной петле.

Понятно, что чем меньше проходит теплоносителя, тем прохладнее будет в комнате. Для корректировки температурного режима изменяют расход на каждом контуре. При такой комплектации коллектора для теплого пола делают это вручную при помощи регулировочных вентилей, установленных на обратной гребенке.

Расход изменяют поворотом ручки соответствующего регулятора (на фото выше они белого цвета). Чтобы проще было ориентироваться, при монтаже коллекторного узла, все контура желательно подписать.

Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)

Такой вариант неплох, но регулировать расход, а значит, и температуру приходится вручную. Это далеко не всегда удобно. Для автоматизации регулировки на входах ставятся сервоприводы. Они работают в паре с комнатными термостатами. В зависимости от ситуации, на сервопривод подается команда закрыть или открыть поток. Таким способом поддержание заданной температуры автоматизируется.

Строение смесительного узла

Смесительная группа для теплого пола может строиться на основе двухходового и трехходового клапана. Если система отопления смешанная — с радиаторами и теплыми полами, то в узле присутствует еще и циркуляционный насос. Даже если в котле имеется свой циркуляционник, все петли теплого пола «продавить» он не сможет. Потому и ставят второй. А тот, который на котле, работает на радиаторы. В таком случае эту группу иногда называют насосно-смесительным узлом.

Схема на трехходовом клапане

Трехходовой клапан — это устройство, которое смешивает два потока воды. В данном случае — это разогретая вода подачи и более холодная вода с обратного трубопровода.

Принцип работы трехходового клапана

Внутри этого клапана установлен подвижный регулирующий сектор, который регулирует интенсивность потока более холодной воды. Управляться этот сектор может от термореле, ручного или электронного термостата.

Схема смесительного узла на трехходовом клапане проста: к выходам клапана подключается подача горячей воды и обратка, а также выход, который идет к подающей гребенке коллектора для теплого пола. После трехходового клапана устанавливается насос, который «давит» воду в сторону подающей гребенки (направление важно!). Чуть дальше насоса установлен температурный зонд от термоголовки, установленной на трехходовом клапане.

Схема смесительной группы для теплого водяного пола на трехходовом клапане

Работает все так:

  • От котла поступает горячая вода. В первый момент она пропускается клапаном без подмеса.
  • Датчик температуры передает на клапан информацию о том, что вода горячая (температура выше заданной). Трехходовой клапан открывает подмес воды из обратки.
  • В таком состоянии система работает до тех пор, пока температура воды не достигнет заданных параметров.
  • Трехходовой клапан перекрывает подачу холодной воды.
  • В таком состоянии система работает пока вода не станет слишком горячей. Далее снова открывается подмес.

Алгоритм работы несложный и понятный. Но данная схема имеет существенный недостаток — есть возможность того, что при сбоях в контура теплого пола будет подаваться горячая вода напрямую, без подмеса. Так как трубы в теплый пол укладываются в основном из полимеров, при длительном воздействии высоких температур они они могут разрушиться. К сожалению, данный недостаток в этой схеме не устранить.

Обратите внимание, что на схеме выше зеленым цветом нарисована перемычка — байпас. Она нужна для того, чтобы исключить возможность работы котла без расхода. Эта ситуация может возникнуть тогда, когда все запорные вентили на коллекторе для теплого пола будут закрыты. То есть возникнет ситуация, когда расхода теплоносителя не будет совсем. В этом случае, если байпаса в схеме нет, котел может перегреться (даже перегреется наверняка) и сгореть. При наличии байпаса вода с подачи через перемычку (делается трубой, диаметр которой на шаг меньше магистральной) будет подаваться на вход котла. Перегрева не произойдет, все будет работать в штатном режиме до тех пор, пока не появится расход (не понизится температура в одном или нескольких контурах).

Схема на двухходовом клапане

Двухходовой клапан ставится на подаче от котла. На перемычке между подающим и обратным трубопроводом устанавливается балансировочный клапан. Это устройство регулируемое, оно настраивается в зависимости от требуемой температуры подачи (регулируется обычно ключом-шестигранником) . Он определяет количество подаваемой холодной воды.

Двухходовой клапан нужно установить управляемый с датчиком температуры. Как и в предыдущей схеме, датчик ставится после насоса, а насос гонит теплоноситель в сторону гребенки. Только в этом случае изменяется интенсивность подачи горячей воды от котла. Соответственно, меняется температура подаваемой воды на входе насоса (поток холодной настроен и стабилен).

Схема смесительного узла на основе двухходового клапана

Как видите, подмес холодной воды в такой схеме идет всегда, так что в данной схеме попадание воды в контура напрямую от котла невозможно. То есть схему можно назвать более надежной. Но смесительная группа на двухходовом клапане может обеспечить обогрев только 150-200 квадратных метров теплых водяных полов — нет клапанов с большей производительностью.

Выбор параметров клапанов

И двухходовые и трехходовые клапана характеризуются пропускной способностью или производительностью. Это величина, отображающая количество теплоносителя, которое он в состоянии через себя пропустить в единицу времени. Чаще всего выражается в литрах в минуту (л/мин) или в кубометрах в час (м 3 /час).

Вообще, при проектировании системы, требуется сделать расчет — определить пропускную способность контуров теплого пола, учесть гидравлическое сопротивление и т.п. Но если коллектор для теплого пола собирается своими руками, расчеты делают крайне редко. Чаще основываются на опытных данных, а они таковы:

  • клапана с расходом до 2 м 3 /час могут обеспечить нужны примерно 50-100 кв.м. теплого пола (100 квадратов — с натяжкой при хорошем утеплении).
  • если производительность (обозначается иногда как KVS) от 2 м 3 /час до 4 м 3 /час, их модно ставить на системы, в которых площадь теплого пола не более 200 квадратов;
  • для площадей более 200 м2 требуется производительность более 4 м 3 /час, но чаще делают два узла подмеса — это получается проще.

Материалы из которых делают клапана — двухходовые и трехходовые — латунь и нержавеющая сталь. При выборе эти элементы стоит брать только фирменные и проверенные — от их работы зависит работа всего теплого пола. Есть три явных лидера по качеству: Овентроп, Эсби, Данфос.

НазваниеПодсоединительный размерМатериал корпуса/штокаПроизводительность (KVS)Максимальная температура водыЦена
Danfoss трехходовой VMV 151/2″ дюймлатунь/нержавеющая сталь2,5 м3/ч120°C146€ 10690 руб
Danfoss трехходовой VMV-203/4″ дюймлатунь/нержавеющая сталь4 м3/ч120°C152€ 11127 руб
Danfoss трехходовой VMV-251″ дюймлатунь/нержавеющая сталь6,5 м3/ч120°C166€ 12152 руб
Esbe трехходовой VRG 131-151/2″ дюймлатунь/композит2.5 м3/ч110°C52€ 3806 руб
Esbe трехходовой VRG 131-203/4″ дюймлатунь/композит4 м3/ч110°C48€ 3514 руб
Barberi V07M20NAA3/4″ дюймлатунь1.6 м3/чпредел регулировки – 20-43°C48€ 3514 руб
Barberi V07M25NAA1″ дюймлатунь1.6 м3/чпредел регулировки – 20-43°C48€ 3514 руб
Barberi 46002000MB3/4″ дюймлатунь4 м3/ч110°C31€ 2307руб
Barberi 46002500MD1″ дюймлатунь8 м3/ч110°C40€ 2984руб

Есть еще один параметр, по которому надо выбирать — пределы регулировки температуры теплоносителя. В характеристиках обычно указывается вилка — минимальная и максимальная температура. Если вы проживаете в Средней Полосе или южнее, на период межсезонья комфортная температура в помещении поддерживается если нижний предел регулировки 30°C или меньше (при 35°C уже жарко). В этом случае пределы регулировки могут выглядеть так: 30-55°C. Для более северных регионах или при плохом утеплении пола берут с пределом регулировки от 35 градусов.


При сборе смесительная группа устанавливается перед коллектором для теплого пола. Тогда в контура попадает теплоноситель нужной температуры.

Коллектор для теплого пола — это распределительный узел, который перенаправляет теплоноситель от котла отопления по нескольким контурам системы обогрева полов. Но в зависимости от комплектации конструкции на него могут возлагаться и другие функциональные задачи. Например, обезвоздушивание системы, регулировка подачи объемов теплоносителя и контроль его расхода при помощи ручных или автоматизированных расходомеров. Этим фактически обеспечивается поддержание требуемой температуры в нагревательных контурах теплого пола (ТП).

Среди монтажников отопительных систем, из-за характерного внешнего вида коллектора, широко распространено его другое сленговое обозначение – «гребенка».

Рисунок 1.

Функциональные основы и базовые разновидности коллекторов

Схема работы коллектора для теплого пола достаточно проста. Теплоноситель от котла отопления поступает в подающий распределитель. Его рекомендуют размещать сверху (над возвратной гребенкой), однако, в зависимости от местных монтажных особенностей, а также разновидности подключаемого смесительного узла, он может устанавливаться и внизу. Корпус коллектора имеет от двух и более ответвлений, оборудованных соответствующей запорно-регулирующей арматурой. По каждой из веток теплоноситель перенаправляется в определенные трубопроводы ТП. Выходной конец трубной петли замыкается на возвратной гребенке, направляющей собранный общий поток к котлу отопления.

Очевидно, что в самом простом случае коллектор для водяного теплого пола представляет собой кусок трубы с неким количеством резьбовых отводов. Однако, в зависимости от того какую конечную комплектацию он получит, сложность его сборки, настройки и стоимость могут изменяться в разы. Рассмотрим для начала наиболее популярные базовые модели распределителей для водяного ТП.

С фитингами для подключения контуров

Одной из самых бюджетных, но полностью готовой к использованию является гребенка с входной/выходной резьбами и фитингами для подсоединения металлопластиковых или труб из цельносшитого полиэтилена. Одна из таких моделей изображена на фото ниже.

Рисунок 2.

С интегрированными кранами

В минимальной комплектации можно также встретить коллектор на теплый пол оборудованный двухходовыми шаровыми кранами (Рис. 3). Такие устройства не предусматривают поконтурную регулировку – они рассчитаны только включить или выключить отдельные отопительные ветки. Учитывая, что система теплый пол приобретается и устанавливается для повышения комфорта проживающих, который обеспечивается точной подстройкой системы, целесообразность использования таких гребёнок имеет сугубо выборочный характер. На фото представлен подобный коллектор на три контура с интегрированными двухходовыми шаровыми кранами.

Приобретая указанные бюджетные варианты распределителей, следует учитывать, что их использование требует фундаментальных знаний, а также большого опыта в монтаже систем отопления. Кроме того, закупочная экономия является довольно условной, так как всё дополнительное оборудование придется докупать отдельно. Практически упрощенные коллектора для теплого водяного пола без доработки подходят только для вспомогательных систем на одну-две петли небольшой протяженности. Годятся они и для нескольких контуров, но имеющих идентичные тепловые и гидравлические характеристики. Ведь конструкции таких гребенок не предоставляет технической возможности установки контрольно-регулирующего оборудования непосредственно на каждую ветку.

Рисунок 3.

С регулировочными вентилями

Следующий уровень, как по стоимости, так и по функциональности – это распределительный коллектор для тёплого пола с регулировочными вентилями. Такие устройства, эксплуатируясь в ручном режиме, уже могут обеспечить настройку интенсивности подачи теплоносителя по отдельным отопительным контурам. Для них в большинстве случаев существует техническая возможность установки на них вместо ручных вентилей исполнительные устройства с сервоприводами. Приводы могут подключаться либо непосредственно к электронным термодатчикам, установленным в помещениях, либо к центральному программируемому устройству контроля. На рисунке 4 показан пример гребенки с регулировочными вентилями.

Рисунок 4.

Сборка из подающего и обратного коллекторов

К эконом варианту коллектора для теплого водяного пола относятся также и спаренные сборки из подающего и обратного распределителей (Рис. 5). В них уже могут быть предусмотрены дополнительные монтажные отверстия или установлены краны Маевского, группы безопасности, быстроразъемные резьбовые «американки» для удобства подключения к первичным контурам отопления или смесительному узлу.

Рисунок 5.

ВАЖНО! Настоятельно рекомендуется приобретать гребенки не по одной, а в уже готовой комплектации – парой с крепежами и техническими отверстиями под дополнительное оборудование. Это не только существенно ускорит процесс установки, но и поможет избежать многих ошибок монтажа.

От простого к сложному

Полностью укомплектованный коллектор для теплого пола может собираться по нескольким рабочим схемам. Тем не менее, у них у всех схожий принцип работы. Одна из типичных сборок (Рис. 6), состоит из следующих элементов:

  1. Кран на распределительную гребенку.
  2. Расходомеры (ротаметры).
  3. (а/b) Краны для слива теплоносителя с подающей и обратной линий соответственно.
  4. Ручные клапаны регулировки расхода теплоносителя.
  5. Манометр.
  6. Кран на обратку.
  7. Трехходовой клапан.
  8. Циркуляционный насос.

Рисунок 6.

Рассмотрим наиболее значимые по функциональности элементы устройства, их основные типы и назначение.

Регулировка подачи теплоносителя

Если тёплый пол в квартире имеет несколько контуров, отличающихся по длине или температурным режимам, выручит установка распределительного коллектора отопления с расходомерами (ротаметрами, рис. 7). Дело в том, что теплоноситель идет по пути наименьшего гидравлического сопротивления, то есть, прежде всего, он будет направляться в трубопроводы небольшой протяженности. Чтобы большие петли нагревались с той же интенсивностью, необходимо отрегулировать подачу жидкости, снизив ее для коротких трубопроводов и увеличив для более длинных. Поэтому гребенка водяного теплого пола и комплектуется балансировочным ротаметром на каждую петлю.

По шкале расходомера определяется интенсивность потока теплоносителя в отдельно взятом контуре. А уже в соответствие с этими показателями настраивается пропускная способность расходного клапана.

Приобретение и использование регулируемых ротаметров оправданно только в случае ручной настройки количества теплоносителя для циркуляции по веткам. Если же каждый контур регулируется собственным сервоприводом под управлением электронного термостата, то использование подобной арматуры не требуется. При этом в работающем в автоматическом режиме коллекторном блоке, для дополнительной визуализации могут монтироваться ротаметры без функции регулирования. Однако такие приборы устанавливаются уже не сверху на корпус гребенки, а врезаются межу её отводом для подключения петли и выходом трубопровода теплого пола.

Рисунок 7.

Регулировка температуры теплоносителя

Регулировка температуры тёплого пола должна содержать два главных этапа. Первый касается общей подготовки теплоносителя при его отборе из высокотемпературной отопительной системы первичного контура. Он осуществляется посредством взаимодействия элементов насосносно-смесительного узла (НСУ, рис. 6, поз. 7 и 8) или смесительно-регулировочного блока. Обычно главными элементами первого этапа подготовки теплоносителя выступают циркуляционный теплонасос и автоматический трехходовой кран либо трехходовой кран-автомат без насоса. Задача смесительных узлов заключается в доведении температуры первичного теплоносителя (70-90 0 С) до приемлемых для водяного обогрева полов – 40-50 0 С.

Устройство и работа НСУ подробно описаны в отдельной нашей статье. Однако здесь следует уточнить, что комплектация коллектора может включать смесительный узел или собираться без него. Если отопление полов состоит из разветвленной сети тепловых контуров и содержит несколько коллекторных распределителей, тогда НСУ (ввиду его дороговизны) оптимально выносить в общий на всю систему блок. Если же коллектор всего один, то он может сразу совмещаться со смесителем в едином монтажном шкафу.

Рисунок 8.

Второй этап регулировки температуры теплого пола касается непосредственно оснащения гребенки, где уже тепловые параметры циркулирующей жидкости нивелируются в соответствии с запросами по каждой ветке. Индивидуальная настройка температуры для каждого контура осуществляется термостатическими клапанами механического действия либо автоматическими клапанами с сервоприводами (Рис. 8).

Сервоприводы, получающие команды от выносного термостата, являются исполнительными устройствами для управления работой коллектора водяного теплого пола. Хотя подобная автоматика является достаточно дорогостоящей, она предоставляет возможность организации более комфортных условий обогрева.

Рабочие части термостатической запорно-регулирующей арматуры как механической, так и под управлением сервоприводов монтируются на обратную гребенку вместо ручных клапанов (см. рис. 6, поз.4). В результате, собранный коллектор для тёплого пола с расходомерами, термостатическими механическими головками и автоматическим трехходовым краном может иметь вид, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9.

Группа безопасности

Группа безопасности для коллектора теплого пола может иметь несколько урезанный вариант. Это связано с тем, что система отопления должна быть укомплектована соответствующим устройством, размещенным возле котла. Коллектор тёплых полов может быть доукомплектован автоматическим воздухоотводчиком с отрывным клапаном, а также сливным краном (желательно с насадкой под шланг) для удаления теплоносителя из системы. Всё это крепится с торца гребёнки на специальном переходнике. Рекомендуется устанавливать такую группу как на гребенке подачи, так и на возвратной. На фото рисунке 10 показан как раз подобный вариант сборки. Он также включает отсечные краны на американках для подвода/отвода теплоносителя из основной подачи/обратки и термометры для удобства настройки системы водяного теплого пола.

Рисунок 10.

Как выбрать коллектор для теплого пола

Основным параметром выбора коллектора для теплого пола является количество контуров, которые предстоит подключить. Мастера рекомендуют приобретать гребенку, с запасом на один выход, на случай возникновения необходимости разбивки на две ветки слишком протяженного контура или подключения дополнительного контролирующего оборудования (термометра, манометра).

Второй критерий подбора – это материал изготовления корпуса гребенки. Надежными изделиями являются коллекторы из латуни или нержавейки, а также из бронзы, произведенные по отечественным гостам либо европейским стандартам качества. «Китайские» же из сомнительных сплавов можно приобретать только после того, как продавец продемонстрирует сертификат соответствия, а сама гребенка будет всесторонне рассмотрена на предмет каверн, трещин или следов коррозии.

Хотя на самом деле большинство современной продукции, если не вся присутствующая на рынке, выпускается китайскими предприятиями, при её выборе следует отдавать предпочтение известным брендовым маркам. Ведь солидные европейские фирмы тщательно следят за качеством работы своих, даже вынесенных в Поднебесную производств. Прежде всего, обратите внимание на изделия под марками: Rehau, Kermi, Valliant, Valtec, FIV, Rossini. Коллектор для теплых полов от таких компаний лучше всего приобретать в полной комплектации. Покупка отдельных элементов обойдется дороже, а комплектующие от других производителей могут быть несовместимы по установочным параметрам.

Смесительный агрегат для теплого пола

Смесительный агрегат для теплого пола

На самочувствие человека, находящегося в помещении, сильно влияет преобладающий температурный режим. Оптимальная температура для человека в гостиной на высоте роста +19 — (+20) градусов Цельсия, у пола +22 — (+25). Лучшее решение в этом случае — система теплых полов, важной частью которой является смесительный узел для теплого пола.

Состав

  • Назначение смесительных узлов
  • Конструкция регулирующих клапанов
  • Принцип смесителя
  • Типы смесительных узлов
  • Варианты управления: Отличия

Назначение смесительных узлов

Смесительный узел используется в системах отопления.Как правило, котельная подает в систему отопления воду, температура которой примерно 70-90 градусов выше нуля, потому что это такой показатель, который необходим для радиаторного отопления. Но система водяных полов с подогревом — это низкотемпературная система отопления, для которой требуется температура теплоносителя, достигающая 25-35 градусов.

Смесительный агрегат предназначен для понижения температуры воды за счет смешивания горячего теплоносителя с обратным потоком — жидкостью, возвращающейся из нагревательного устройства и отдавшей тепло.Месильные агрегаты оснащены всеми клапанами, агрегатами и другими элементами, контролирующими и контролирующими температурный режим.

Помимо систем теплого пола, смесительные агрегаты широко используются для организации панельного отопления — стен и потолка, а также для обогрева теплиц и открытых площадок. Однако коллектор для водяного пола часто используется для стабилизации температуры жидкости в трубопроводе в системе теплого пола в жилых помещениях — в собственных квартирах и частных одноквартирных домах.

Конструкция регулирующих клапанов

Коллектор для теплого водяного пола состоит из таких частей: регулирующий клапан (вентиль), циркуляционный насос, электропривод регулирующего клапана, шаровые краны, обратный клапан, фильтр и др. балансировочный клапан и прочая арматура.

Что входит в состав смесительного устройства

Смесительный блок, как упоминалось выше, предназначен для смешивания воды из возвратной линии. Регулирование осуществляется клапаном, который установлен в подающем коллекторе и термостатической головке, имеющей выносной датчик погружения.Балансировочный клапан, расположенный в линии смешения, устанавливает оптимальное соотношение охлаждающей жидкости, поступающей из прямой и обратной линий.

Коллектор для теплого пола может быть дополнительно оборудован зонными термостатами и другими измерительными приборами, воздухоотводчиком и сливным клапаном для слива воды. Широкий набор приборов позволяет точно рассчитать энергоресурсы за счет установки теплосчетчика.

Латунь и бронза используются в качестве материалов для регулирующих клапанов, неоцинкованная черная сталь для труб и чугун для корпуса.Герметизация выполняется с помощью льна. Отсутствие цинкового покрытия позволяет использовать смесительные узлы, в которых в качестве охлаждающей жидкости используются водно-гликолевые растворы, реагирующие с цинком.

Принцип смесителя

Насос работает непрерывно и обеспечивает ток теплоносителя в трубах, а клапан пропускает необходимое количество горячей воды запрограммированной температуры в нужное время. Таким образом достигается необходимый температурный уровень водяного теплого пола.

Принцип работы смесительного узла

Регулируется только количество теплоносителя, поэтому теплый пол никогда не перегревается, и разрыв конструкции невозможен.Малая пропускная способность клапана обеспечивает стабильное и очень плавное регулирование температуры в помещении.

Это важно знать! Температура пола бывает двух типов — комфортная и обогреваемая. Система водяных полов в первом случае создает комфорт в жилище, а энергозатрат на их обогрев не происходит, это достигается за счет дополнительных нагревательных элементов. Во втором варианте такой пол также выполняет роль нагревательного элемента, и уровень нагрева будет намного выше.

Смесительные узлы устанавливаются в коллекторном шкафу в самом начале монтажа системы теплого пола.Возможен как левосторонний, так и правосторонний монтаж смесительного устройства. Вы также можете выполнить установку без вывода сообщений.

Типы смесительных агрегатов

Смесительные агрегаты для водяного теплого пола делятся на несколько типов. Если вы купили индивидуальный коллектор, то следует помнить, что к нему подключен только один потребитель. Если вы выберете отдельные групповые узлы, вы сможете подключить к ним потребителя повышенной мощности. Также возможно подключение нескольких потребителей меньшей мощности..

На отечественном рынке также есть главные смесительные узлы для подключения нескольких потребителей, которые отличаются большой мощностью. Покупателям также предлагаются модели теплообменников. Малый энергопотребитель включен по замкнутой цепи. Есть модели с разным количеством выходов — от двух до двенадцати.

Опции управления: различия

  • Ручное управление осуществляется следующим образом: смесительный узел используется без каких-либо клапанов, вручную устанавливается процент смешивания.Но такой коллектор для водяного теплого пола не принято использовать для высокотемпературных источников тепла, когда максимальная температура в подающей трубе больше 50 градусов.
  • Управление в режиме ограничения температуры происходит следующим образом: на гидрораспределителе должна быть установлена ​​термостатическая головка с датчиком выносного типа. В контуре теплого пола температура ограничивается в соответствии с заданной температурой на головке, которая подается отдельно.

Модификации регулирующих клапанов для теплого пола с разными принципами управления

  • Регулирование наружной температуры осуществляется по такой схеме: на гидрораспределителе должен быть установлен электропривод, подключенный к терморегулятору. В контуре теплого пола температура регулируется в соответствии с перепадами температуры на улице. Электропривод и регулятор поставляются отдельно.

Таким образом, если вы решили установить систему теплого водяного пола, то вам следует подумать о приобретении смесительного узла, который поможет снизить температуру воды за счет смешивания горячей жидкости с водой. возвращаться.На рынке представлены разные модели, все зависит исключительно от требований системы отопления.

Солнечная водонагревательная система — обзор

3.2.11.2 Системы водяного отопления помещений

Любая солнечная водонагревательная система состоит из 6 основных компонентов:

a.

Коллектор.

б.

Хранилище.

г.

Автономные отопители.

г.

Насосы или вентиляторы.

e.

Внутренняя система распределения.

ф.

Органы управления.

Коллекторы могут охлаждаться ниже точки замерзания, а замерзание воды может вызвать механические повреждения. Этого можно избежать одним из следующих способов:

a.

Поддерживая циркуляцию в период опасности заморозков, но это, очевидно, приводит к значительным потерям тепла. Но если морозы бывают всего несколько дней в году, это самое простое и дешевое решение.

б.

Слив системы. Это можно сделать вручную, но также можно использовать автоматические средства, например. в шведском Линчёпинге, где есть запатентованная дренажная система. Недостатком этого метода является то, что смена воды / воздуха может ускорить коррозию внутри пластины абсорбера.

г.

Использование какого-либо антифриза, которое возможно только в закрытых циркуляционных системах, т.е. там, где нет потребления воды.Если к системе отопления подключена система горячего водоснабжения, потребляемая вода должна нагреваться с помощью теплообменника.

Внутренние излучатели тепла или устройства обогрева помещений, которые должны быть специально разработаны для системы солнечного отопления, могут быть:

a.

Панели радиатора.

б.

Радиаторы потолочные.

г.

Вентиляторные конвекторы.

г.

Змеевики встраиваемые в пол.

Re. a

Радиаторные панели, используемые в обычных системах центрального отопления, предназначены для работы с водой с температурой 65-75 ° C. Создавать такие высокие температуры с помощью солнечных коллекторов было бы очень неэффективно и, вероятно, невозможно в зимние месяцы. Когда радиаторные панели эксплуатируются при более низких температурах (например, около 50 ° C, как это принято в системах с тепловыми насосами), необходимо значительно увеличить площадь поверхности для получения требуемой эмиссии. Как показывает опыт, эта площадь должна быть примерно в два раза больше, чем при использовании обычных систем.

Re.b

Можно также использовать потолочные радиаторы, как сборные панели, так и лучистые потолки со встроенными змеевиками. Ограничений по размеру нет, весь потолок может представлять собой радиатор, поэтому систему можно будет эксплуатировать при гораздо более низких температурах. Поверхность потолка не должна быть теплее примерно 32 ° C из соображений теплового комфорта, таким образом, температура потока воды может быть только около 35 ° C.

Re.c

Вентиляторные конвекторы, имеющиеся в продаже сегодня, также предназначены для работы с водой с температурой 60-75 ° C, но поверхность теплопередачи, которая обычно состоит из оребренных труб, может быть легко увеличена в тех случаях, когда агрегаты должны работать с водой с температурой 50 ° C и ниже.

Re.d

Системы напольного отопления, в которых используются встроенные электрические элементы или змеевики с горячей водой, используются уже много лет и довольно популярны, например. для ванных комнат (где нет ковров). Такие системы были бы очень полезны в сочетании с солнечным отоплением, поскольку температура поверхности пола может быть ограничена примерно 25 ° C, а затем можно использовать воду с температурой примерно 28-30 ° C. Теплоемкость, например, бетонного пола также поможет сохранять тепло и, таким образом, сглаживать погодные колебания.

Солнечная система отопления, работающая круглый год, обычно неэкономична. Например, в одном случае было обнаружено, что, если данная коллекторная площадь может обеспечивать все необходимое отопление в течение 320 дней в году, потребуется удвоение площади, чтобы справиться с последующими 30 днями, и еще одно удвоение. чтобы обеспечить достаточно тепла на оставшиеся 15 дней при самых неблагоприятных погодных условиях. В таком случае более экономично выбрать коллектор меньшего размера, а затем полагаться на какой-то дополнительный обогреватель в средние зимние дни.Этот дополнительный нагреватель может быть калорифером, питаемым горячей водой из бойлера, или это может быть бойлер, подключенный последовательно к солнечной системе отопления, но в большинстве случаев дополнительный электрический нагреватель окажется наиболее экономичным решением.

Чтобы обеспечить оптимальную эффективность улавливания в самых разных погодных условиях, можно использовать двухступенчатую систему улавливания в сочетании с тепловым насосом для передачи и улучшения тепла.

Комбинированные солнечные водопроводные и отопительные системы могут оказаться довольно сложными, так как в идеале температура горячей воды для бытового потребления должна составлять 60-65 ° C (для кухни и прачечной, в то время как для ванных комнат достаточно 45 ° C).Следовательно, должен быть усилитель температуры. Если обогрев помещения работает при, скажем, 40 ° C, оставшиеся 20 ° C должны быть обеспечены этим усилителем, что, например, может быть. быть электрическим погружным нагревателем или калорифером, питаемым тем же котлом, что и отопление помещения в предыдущем примере. Летом, когда нет потребности в отоплении помещений, только солнечная система может обеспечить нагрев всей воды с повышенным уровнем температуры.

Технические проблемы солнечного отопления в основном решены.При рассмотрении солнечных домов, построенных в Европе за последние несколько лет, были выбраны три основных типа решений:

a.

Пассивные системы.

б.

Системы теплоносителя (воздух или вода).

г.

Комбинированные солнечные / тепловые насосные системы.

Re.a

Здесь мы можем упомянуть в качестве примера школу Уолласи, которая в основном полагается на тепловые свойства оболочки здания и не предлагает никакого контроля.

Марсельский дизайн группы ABC более сложен благодаря регулируемым жалюзи. Дома Chauveney-le-Chateau и Odeillo попадают в ту же категорию, но предлагают некоторые средства контроля.

В США дом Стива Бэра в Корралесе, штат Нью-Мексико, использует статический объем воды в стальных барабанах для хранения тепла вместо кирпичной кладки, а дом «Skytherm», построенный Гарольдом Хэем, хранит воду на крыше с регулируемой крышкой. . Коллектор водоема одновременно используется как аккумулятор.

Re.b

Большинство солнечных домов, построенных до сих пор в Европе, имеют систему теплоносителя. Воздух используется в качестве собирающей жидкости в датском доме Arhus, а водная система используется в датском доме Zero Energy и в шведских домах.

Некоторые дома, а.о. Дом Zero Energy предпринял попытки межсезонного хранения, используя огромные резервуары для воды для накопления летнего избыточного тепла, но все они неэкономичны из-за затрат, связанных с созданием сезонного хранилища.

Re.c

Солнечная система отопления может поставлять все необходимое тепло в течение всего года, если используется какая-либо конструкция теплового насоса. Таким образом, тепловой насос можно рассматривать как эффективный и относительно дешевый вспомогательный источник тепла. Экономия, конечно, улучшается, если одна и та же система теплового насоса используется как для отопления зимой, так и для охлаждения летом.

Солнечные системы отопления в сочетании с тепловыми насосами входят в комплект поставки. найдены в экспериментальном доме Philips, доме Браун Бовери, доме Дорнье, солнечном доме, который будет построен в Гарстоне, США.K.

В США дом в Тусоне использует неглазурованные коллекторы в качестве источника тепла и радиатора, а в Японии дом Янагимати делает то же самое. Здесь тепловой насос используется практически постоянно. Другие, такие как дома в Альбукерке, Линкольне и Лейк-Пэджетт, имеют застекленный коллектор и в течение коротких периодов времени используют только тепловой насос в качестве вспомогательного агрегата. В домах Thomason используется застекленный коллектор, обращенный на юг, в качестве источника тепла, а северная неглазурованная поверхность крыши — в качестве теплоотвода, но вместо тепловых насосов используются циркуляционные насосы, однако аналогичная система может работать с тепловыми насосами.(см. рис. III / 16)

Рис. III / 16.

(Печатается с разрешения ASHRAE HANDBOOK и Product Directory 1974). Авторское право © 1974

В некоторых домах, особенно в домах Линкольна и Форт-Коллинза в США и в Брисбене в Австралии, компрессоры тепловых насосов с электрическим приводом не используются, но есть система абсорбции бромид лития / воды, которую в принципе можно сравнить с тепловым компрессором.

Дом SOLAR ONE в Делавэре, США, использует фотоэлектрические элементы для питания теплового насоса, и это единственный дом на солнечных батареях, который вырабатывает значительное количество электроэнергии с помощью солнечных элементов.Это, безусловно, самый сложный солнечный дом, который был построен до сих пор, и, хотя система неэкономична при нынешнем высоком уровне цен на фотоэлектрические элементы, она может стать экономичной когда-нибудь в будущем, когда ожидается, что солнечные элементы будут стоить лишь часть того, что они стоят сегодня.

Вода, нагреваемая солнечными батареями, с лучистым напольным отоплением

Оле Соренсен, 16.03.2006

Набор солнечных вакуумных трубчатых коллекторов, показывающий, как они подключаются к коллектору наверху.

Представьте, что ваша солнечная система горячего водоснабжения обогревает вашу кухню, воду для стирки и ванны, а также обогревает ваш дом. Холодным зимним утром вы могли бы с комфортом скатиться с постели на прикосновении к теплому полу и погреться в лучах вчерашнего солнца, принимая душ. Вы также будете иметь душевное спокойствие, зная, что, хотя ваша система лучистого теплого пола обеспечивает вам здоровье и комфорт, она также является вкладом в более здоровую планету.

Гидравлическое лучистое отопление для пола — прекрасный способ обогреть ваш дом, поскольку оно энергоэффективно, бесшумно, очень комфортно, невидимо в жилом пространстве и безопасно для аллергиков, поскольку защищает от сквозняков, которые приносят пыль. Системы теплого пола позволяют равномерно обогревать все помещения, а не только в определенных местах, как с принудительной подачей воздуха. Комната нагревается от пола, сначала согревая ноги и тело. Такие компоненты, как резервуары, насосы, котлы и системы управления, имеют долгий срок службы, а на трубную продукцию предоставляется гарантия 25 лет и более.

Системы лучистого теплого пола могут быть воздушными, электрическими или водяными. Основное внимание здесь уделяется системам водяных излучающих полов, которые являются наиболее эффективными и широко используются в Европе на протяжении десятилетий. Сегодня 50 процентов новых систем отопления — это теплые полы. Вот как это работает: нагретая вода из бойлера перекачивается через трубы из полиэтилена (тип прочного нетоксичного пластика), проложенные под полом. Трубы также могут быть встроены в бетонную фундаментную плиту, легкую бетонную плиту поверх чернового пола или поверх ранее залитой плиты.Можно использовать самые разные напольные покрытия, такие как плитка, дерево, бетон или ламинат.

Гидравлическая система лучистого теплого пола может работать на ископаемом топливе, но она очень эффективна, поскольку считается низкотемпературной системой отопления. Типичная система водоснабжения с солнечным обогревом начинается с солнечного коллектора, который поглощает солнечное излучение и преобразует его в энергию, которая используется для нагрева воды. Накопленная нагретая вода затем применяется для дополнения нагрева воды для дома и воды, используемой в системе теплого пола.

Последние разработки в солнечной технологии обеспечивают еще большую энергоэффективность. Базовый плоский коллектор — это наиболее часто используемый тип солнечного коллектора, но новая технология, называемая солнечными эвакуированными трубками с тепловыми трубками, обеспечивает улучшенную производительность на 200-400 процентов. Базовый плоский коллектор представляет собой плоскую коробку с пластинами-поглотителями — именно там поглощается солнечное излучение — с трубами, заполненными водой, проходящими через них. Этот тип коллектора имеет тенденцию терять тепло через стекло.С другой стороны, в солнечных вакуумных трубках также используется пластина-поглотитель, но вместо протекающей через нее воды используется специальная герметичная трубка. Вакуум исключает потери тепла. Солнечные вакуумные трубки расположены в ряд, который соединен с медным стержнем (коллектором) тепловой трубкой. Труба нагревает воду, проходящую через коллектор, и вода циркулирует в резервуар для хранения.

Солнечные вакуумные трубки доступны в массивах по 30 или более и хорошо работают как при прямом, так и при непрямом солнечном свете, что делает их полезными в районах с холодными, пасмурными зимами, обеспечивая при этом более высокие температуры и более высокую эффективность, чем плоские коллекторы.

Трубки можно отрегулировать для оптимальной ориентации для максимального поглощения солнечного излучения. Поскольку каждая солнечная трубка представляет собой независимый коллектор с собственным механизмом теплопередачи, каждую из них можно индивидуально ориентировать для оптимизации притока тепла. А поскольку трубки легкие и никогда не горячие на ощупь, установка и обслуживание просты. Концепция прямого потока позволяет установку горизонтально, вертикально или под любым требуемым углом, обеспечивая архитектурную и эстетическую свободу.Так что, если вы не можете поставить его на крышу, вы можете повесить его на внешней стене.

Если рассматривать возобновляемые источники энергии, обогрев вашего дома водой с солнечным подогревом и водяным водяным теплом пола является одним из наиболее экономически осуществимых вариантов. При сроке службы системы значительно выше 30 лет и сроке окупаемости всего 7 лет для систем горячего водоснабжения и 12 лет для домашних систем отопления, солнечная энергия является здоровым решением, которое будет приносить плоды на многие годы вперед. Совокупные налоговые льготы Северной Каролины и федерального бюджета для установок возобновляемой энергии по состоянию на 2006 год составят до 55 процентов стоимости проекта.Мы настоятельно рекомендуем изучить конкретные правила, применимые к различным налоговым льготам (www.ncsc.ncsu.edu — хорошее место для начала).

Если вы решите сократить использование ископаемого топлива за счет установки солнечной системы горячего водоснабжения (ГВС) для нагрева воды для бытового потребления, считайте свой вклад достойным. В Соединенных Штатах установлено более 300 000 системных блоков SHW (не включая бассейны), и их количество продолжает расти. Фактически, в июньском отчете 2004 года описывается установка системы Thermomax SHW, состоящей из 360 солнечных коллекторов с вакуумными трубками и тепловыми трубками, в верхней части контура циркуляции горячей воды в Срединно-Атлантическом центре Управления социального обеспечения в Филадельфии.А в период с 1996 по 2004 год потребительская база компании Hawaiian Electric Company установила более 25 000 систем ТБО. Таким образом, они эффективно снизили потребность в коммунальных услугах в общей сложности на 12,7 мегаватт: этого достаточно для питания примерно 18 000 типичных домов в США.

По данным Министерства энергетики США, на нагрев воды для бытовых нужд сегодня приходится до 14 процентов потребления энергии средним домохозяйством и почти 4 процента от общего потребления энергии в США (1,7 квадриллиона киловатт-часов с 2004 г.), что в среднем составляет 1.18 триллионов тонн углекислого газа. Принимая во внимание нашу потребность в независимости от ископаемого топлива и ошеломляющее количество загрязнения, которое они производят, инвестиции в солнечную энергию, безусловно, принесут с собой искренний комфорт от осознания того, что мы даем себе и нашим детям более здоровое будущее и возвращаем столь необходимый баланс. наша экосистема.

[Оле Соренсен — владелец компании Solar Dynamics в Эшвилле, Северная Каролина. Вы можете связаться с ним по телефону (828) 665-8507 или по электронной почте ole @ solardynamics.орг.]

Отопительная вода с солнечной энергией | | Теплый пол своими руками

Введение

Солнечные водонагреватели обычно используются в качестве источников тепла для систем лучистого пола в регионах, где доступны большие солнечные ресурсы. Обычно большой накопительный бак с солнечным обогревом (с резервным электрическим, газовым или масляным обогревом) подает горячую воду в излучающую систему и чаще всего также обеспечивает бытовые нужды.

Солнечные обогреватели хорошо взаимодействуют с полами с лучистым обогревом, поскольку большая тепловая масса, характерная для лучистых систем, обеспечивает отличную среду для хранения энергии, вырабатываемой в течение дня.Ночью эта накопленная тепловая энергия медленно выделяется в жилое пространство, и поддерживается постоянный, равномерный и постоянный уровень комфорта.

На следующих схемах показаны компоненты, необходимые для системы водяного теплого пола на основе солнечной энергии. Есть несколько вариаций основной темы.

Солнечная лучистая система с внешним теплообменником

Солнечная лучистая система с внутренним теплообменником

Солнечная лучистая система с полом в «открытой» конфигурации

Открытая система с солнечным тепловым и фотоэлектрическим прямым подключением

Размещение датчика

Если вы не используете солнечную тепловую систему «PV Direct» (см. Схему выше), требуются два датчика, когда дифференциальный контроллер солнечной энергии (солнечное реле) используется для запуска насоса, перекачивающего жидкость из коллекторов в резервуар для хранения солнечной энергии.Один датчик помещается на коллектор в самой горячей точке коллектора, т.е. когда жидкость покидает коллектор и «возвращается» в резервуар для хранения. Второй датчик должен касаться самого резервуара. Его не следует прикреплять к трубе, ведущей к солнечному теплообменнику бака.

Некоторые резервуары для хранения солнечной энергии имеют специальный порт для датчика рядом с дном резервуара. Но, если порт недоступен, часто есть панель доступа возле дна резервуара, которая позволяет установщику вставить датчик между резервуаром и изоляцией резервуара.

Плоские солнечные панели

Плоские солнечные панели для горячей воды в разрезе
Плоские солнечные коллекторы горячей воды

В разрезе и в реальном мире применение «плоских» солнечных коллекторов. Экологические преимущества — лишь одна из многих причин, по которым солнечные водонагреватели все чаще используются в системах лучистого отопления. Простота, эффективность и проверенные рабочие характеристики делают современное солнечное оборудование отличным дополнительным источником тепла.

Солнечные абсорберы с вакуумной трубкой

Деталь откачанной трубки
Установлена ​​откачиваемая трубка
Комбинированная установка с плоской пластиной и вакуумной трубкой!

Поскольку откачиваемые трубки генерируют такие высокие температуры, их следует устанавливать в конце солнечного контура, эффективно превращая плоские пластины в подогреватели.Установка трубок до менее эффективных плоских пластин может реально охладить жидкость, выходящую из трубок.

Большинство людей знакомы со стандартными плоскими солнечными коллекторами . Этот коллектор представляет собой коробку с высокой степенью изоляции, содержащую решетку из медных труб, соединенных с плоской черной медной пластиной поглотителя. Специальное стекло улучшает поглощение солнечного света.

Вакуумные трубчатые коллекторы представляют собой совершенно другой подход к солнечному нагреву воды. Вместо множества заполненных водой медных труб в этих коллекторах используется несколько стеклянных трубок, заполненных вакуумом, каждая с небольшим количеством антифриза, герметично запаянная в небольшой центральной медной трубе.При нагревании на солнце этот антифриз превращается в пар, поднимается к верху трубы, передает свое тепло коллекторному коллектору, затем конденсируется обратно в жидкость и повторяет процесс.

Поскольку тепло нелегко переносится через вакуум, 92% тепловой энергии, попадающей на пластину поглотителя, остается внутри откачанной трубы и проходит в коллектор коллектора. Это огромное преимущество, потому что стандартный плоский коллектор излучает большую часть накопленного тепла в окружающую атмосферу, как и любой другой горячий объект.

Вакуумные трубки также полностью модульные. Хотя это редко бывает необходимо, одну или несколько трубок можно удалить и заменить, не затрагивая другие трубки в массиве. Фактически жидкость не передается из откачанной трубы в коллектор коллектора… только тепло. Вакуумные трубки также начинают поглощать тепло раньше днем, чем плоские пластины, из-за их выпуклой конструкции и небольшого количества антифриза внутри трубки, защищенного от замерзания до -50 градусов ниже нуля.

Чтобы свести к минимуму проникновения, этот домовладелец прикрепил брусчатку размером 2 х 2 фута к асфальтовой крыше с помощью полиуретанового строительного клея, а затем использовал 3-дюймовые винты Tapcon, чтобы прикрепить монтажный комплект для плоской крыши из нержавеющей стали к брусчатке.
Обратите внимание на теплоизоляционную оболочку вокруг линий подачи и возврата.

В этой «палубной коробке» находятся два кровельных домкрата (один для подачи, один для возврата), которые фактически закрывают два прохода через крышу от элементов. Коробка хорошо изолирована, практически непроницаема для атмосферных воздействий и обеспечивает чистый и эффективный доступ к водопроводным соединениям.
Заполнение ящика палубы стекловолокном сводит к минимуму потери тепла.

Резервуары для хранения солнечной энергии

Солнечный накопительный бак с одним внутренним теплообменником

Расчет солнечной системы теплого пола

Из-за множества переменных, присущих солнечной энергии, определить размер солнечной системы отопления непросто. Широта, солнечная ориентация, бюджет, потери тепла, тип коллектора, требования к горячей воде для бытового потребления, эстетика и ожидаемые рабочие характеристики — все это факторы, требующие тщательного рассмотрения. При неограниченных средствах крыша с коллекторами может обеспечить 100% всех потребностей в горячей воде.Более реалистично, скромная «стартовая» система, состоящая из двух или более поглотителей, все же может дать важный импульс обычной системе отопления дома. Основные механические компоненты (насосы, теплообменник, элементы управления и т. Д.) Остаются неизменными независимо от того, сколько коллекторов может быть добавлено позже.

При работе с солнечной батареей важен реалистичный и долгосрочный вид. Конечно, солнце начинает окупать вложения каждый раз, когда попадает на коллекционера. Но иногда, когда вам действительно нужно тепло, его не будет.Даже в Аризоне, Нью-Мексико и Пуэрто-Рико бывают пасмурные периоды. Даже полный солнечный день в день зимнего солнцестояния обеспечит лишь слабую, короткую солнечную активность.

Но весной, летом и осенью ваши коллекционеры наполнятся энергией. Часто в эти периоды небольшое количество коллекторов будет обеспечивать 100% всех потребностей в отоплении и ГВС. Летом маловероятно, что какое-либо количество горячей воды может превысить объем поставки.

Итак, примите во внимание вышеперечисленные факторы, обсудите свои потребности в отоплении с одним из наших технических специалистов, и если солнечная энергия кажется жизнеспособным вариантом, компания Radiant Floor с радостью разработает для вас систему.

Для тех, кто интересуется деталями сантехники солнечной установки водонагревателя, включая фотографии, см. Нашу информацию о солнечной установке

Для получения подробной информации о наземной установке вакуумной трубки см. Нашу информацию о наземной вакуумной установке

.

Подробнее о ЗАЩИТЕ ОТ ПЕРЕГРЕВА для солнечной воды см. В нашем разделе Защита от солнечного перегрева

Солнечное отопление, солнечные тепловые системы и солнечные системы горячего водоснабжения

Системы солнечного отопления (солнечные тепловые)

Использование солнечной энергии для получения солнечной энергии — один из наиболее эффективных и практичных способов нагрева воды.Солнечная тепловая система способна поглощать тепло от солнца, используя его для удовлетворения потребностей вашего дома в горячей воде.

Что касается солнечной тепловой системы, она способна нагреть вашу воду до 140 0 F и выше. Это зависит от типа традиционного аналога резервуара для горячей воды. У вас могут быть эффективные системы, способные собирать 70% солнечной энергии.

Как на самом деле работает солнечная система водяного отопления

Что касается активных систем водяного отопления, то существуют системы косвенного и прямого нагрева.

  1. Косвенный солнечный водонагреватель

Эта система не нагревает воду напрямую; вместо этого используется жидкость с низкой температурой замерзания. Эта жидкость способна поглощать лучистую энергию. Эта система также известна как системы с обратной связью; лучистая энергия попадает в тепловые трубки, вытеснившие воздух. Тонкие медные ламинатные трубы, расположенные в задней части каждой трубы, нагреваются.

Несколько нагревательных труб коллектора наклонены и смонтированы для максимального сбора солнечной энергии.В большинстве случаев гликоль, входящий в состав антифриза, проходит через трубы, расположенные рядом друг с другом в массиве. Он нагревается из-за контакта с медным ламинатом.

При повышении температуры в трубах насос, который перекачивает гликоль через змеевик теплообменника, приводится в действие теплом. Затем змеевик передает тепло резервуару для воды, и у вас есть горячая вода.

  1. Прямое солнечное нагревание воды

В этой системе происходит поглощение солнечного тепла коллекторами, которые используются для снабжения вашего дома горячей водой.В этой системе есть коллекторные трубы, наполненные водой, связанные с хранилищем, изолированным за вашим домом. Солнце нагревает воду в трубах, которая течет в накопительный бак.

Прямая система отопления обычно более эффективна, чем косвенная. Однако они нуждаются в большем уходе, чтобы не допустить попадания в ваши трубы минеральных отложений. Для оптимальной работы этой системы требуется более теплый климат, поскольку она более склонна к замерзанию.

Солнечная система обогрева бассейна и гидромассажной ванны

Солнечные системы нагрева бассейна и ванны работают по тому же принципу, что и прямая солнечная система нагрева воды.Остекление коллектора в большинстве случаев снимается, так как вода может нагреваться больше, чем требуется, когда речь идет о солнечной тепловой системе. Использование системы отопления, которая выглядит как плоский черный коврик или неглазурованная труба, предотвращает перегрев воды в вашем бассейне, что снижает ваши расходы.

Гидромассажная ванна и солнечная система отопления обычно освобождены от государственных и федеральных денежных льгот и льгот. По этой системе со временем вы сможете платить за них, это зависит от того, где вы живете.

Системы лучистого отопления для вашего дома

Знаете ли вы, что вы можете использовать солнечную систему горячего водоснабжения для отопления дома? Солнечная система горячего водоснабжения может быть подключена к настенному или лучистому полу. Вы можете усложнить или упростить систему распределения и сбора; это зависит от вашего климата, предполагаемого использования и местоположения.

Сборный массив в основном используется в системах лучистого отопления для нагрева воды, а затем для хранения ее в большом тепловом сборном резервуаре.Это позволяет сохранять достаточно тепла в течение ночи. Рекомендуется иметь резервуар для воды от 1,5 до 2 галлонов на квадратный фут солнечного коллектора.

Затем вода подается по пластиковым трубам, которые проходят под полом, создавая эффективную систему. Когда дело доходит до систем лучистого теплого пола, у них есть много преимуществ, таких как;

  • Они на 40% эффективнее системы воздушного отопления
  • Теплый пол способен распределять тепло под ногами, а затем поднимается вверх, обеспечивая равномерное распределение тепла в гостиной.
  • Его можно зонировать, поэтому в каждой комнате будет собственный термостат.

Советы по установке солнечных систем горячего водоснабжения

  1. Наконечники на солнечные водонагреватели для более прохладного климата

Когда дело доходит до более прохладного климата, косвенная солнечная система горячего водоснабжения более эффективна, поскольку позволяет снизить затраты на электроэнергию. Это возможно благодаря тому, что система работает как система подогрева воды вместо обычного водонагревателя.Предварительно нагретая вода может снизить нагрузку на ваши энергетические системы при нагревании воды.

Вы можете повысить эффективность своей системы, обернув изолирующий слой на резервуар для воды. Это позволит вашей воде оставаться теплой, сводя к минимуму необходимость полагаться на традиционные источники для нагрева воды.

Имейте в виду, что не для всех водонагревателей требуется изоляционное покрытие; это связано с тем, что большинство новых энергоэффективных моделей имеют более толстый слой изоляции внутри резервуара.

  1. Где взять солнечную систему сбора тепла

Эта система особенно хорошо работает на южных стенах, которые полностью подвержены солнечному излучению. В случае коллекторных трубок внешние элементы оказывают меньшее влияние на производительность по сравнению с фотоэлектрической системой сбора.

  1. Работа с профессионалами в области солнечной энергетики

Когда дело доходит до модернизации солнечной энергии, проконсультируйтесь со специалистом, который оценит вашу потенциальную экономию и сможет определить наиболее подходящую для вас солнечную водную систему.Солнечные тепловые панели поставляются со встроенными строительными панелями и автономными коллекторами.

Профессионал в солнечной энергетике может определить размер вашей системы, сравнить ее с различными вариантами панелей для сбора воды и воды, которые вам потребуются.

Проекты 7 солнечных водонагревательных систем

Майкл Хаклман

Выпуск № 65 • Сентябрь / октябрь 2000 г.

(Роб Харлан — генеральный подрядчик и подрядчик по солнечной энергии с 25-летним опытом работы с системами солнечного нагрева воды в округе Мендосино, Калифорния.Сегодня Роб в первую очередь проектирует и устанавливает фотоэлектрические системы.)

MH: Роб, расскажете ли вы вкратце историю проектирования и внедрения систем солнечного водяного отопления за последние 30 лет?

Rob: Солнечные водонагревательные системы получили настоящий импульс в 1970-х годах, когда государственные и федеральные программы предоставили налоговые льготы, чтобы помочь людям сделать инвестиции. Эти системы предназначались в первую очередь для горячего водоснабжения, т. Е. Душа, мытья посуды, приготовления пищи и стирки одежды.Они также были популярны для нагрева воды в бассейнах и джакузи. Это движение замедлилось до черепашьей скорости, когда закончились налоговые льготы.

MH: Насколько я помню, многие производители также исчезли, когда исчезли налоговые льготы. Конечно, некоторые из этих систем были плохо спроектированы, использовали дешевые компоненты или не имели надлежащей защиты от замерзания, перегрева или коррозии. Я знаю, что вы модернизировали солнечные водонагревательные системы на протяжении многих лет или старые системы в домах и на предприятиях в пользу более новых конструкций.Что вы думаете о дизайне и оборудовании 30 лет назад?

Роб: Некоторые проекты действительно были ошибочными — плохо реализованы, слишком сложны или включали непроверенные идеи. Тем не менее, даже хороший дизайн требует некоторого ухода. Недостаток квалифицированного обслуживающего персонала и запчастей приводил к выходу из строя некоторых систем. Солнечные коллекторы этих систем на самом деле довольно прочные и часто возвращаются в новые установки, которые продаются «как есть» или используются. Сегодняшние производители солнечных водонагревательных систем и компонентов извлекли пользу из уроков, извлеченных давно.Ситуация возвращается в устойчивый ритм с производством различных типов систем. Большинство из них обладают хорошей надежностью, имеют гарантию и, как правило, соответствуют проверенным временем конструкциям.

MH: Есть несколько основных частей для большинства солнечных водонагревательных систем (рис. 2): коллектор (и), накопительный бак, теплоноситель и соединительный трубопровод. Коллектор улавливает солнечные лучи и преобразует их в тепло, которое передается в резервуар для хранения с помощью жидкости, такой как вода или антифриз.Расширительный бак используется в закрытых системах для компенсации небольших изменений объема, возникающих при нагревании и расширении воды или антифриза. Если используется гликоль (нетоксичный жидкий антифриз), необходим теплообменник для передачи тепла от коллектора к воде, которая будет выходить из крана. Предохранительный клапан T&P (температура и давление) — это обычное предохранительное устройство, которое находится в верхней части водонагревателей. Если вода становится горячее, чем должна, или система создает слишком большое давление, этот клапан откроется, выпуская воду до тех пор, пока температура или давление не упадут до более безопасного уровня.Простейшая система управления отключает резервную систему отопления (газ или электричество) в светлое время суток, давая возможность солнцу нагреть всю воду в накопительном баке.

Роб: И — в активных системах контроллер включает и выключает насос при наличии солнечного тепла. Давайте определим несколько терминов, используемых для описания этих систем — активный против пассивного, открытый против закрытого. Активная система — это система, в которой для перемещения тепла используются насосы. Пассивная система — это система, которая не содержит насосов, а полагается на естественную конвекцию, теплопроводность или излучение для перемещения тепла.Открытая система означает, что вода, циркулирующая через коллектор, представляет собой ту же воду, которую вы используете в душе (рис. 3). В закрытой системе отдельная нагретая жидкость циркулирует из коллектора через небольшой контур, который включает теплообменник, обычно расположенный в резервуаре для хранения (рис. 4).

MH: Я понимаю, почему некоторые люди предпочитают пассивный дизайн активному. Для насосов, элементов управления, реле и клапанов с электроприводом требуется электричество. Электричество — это очень специализированная и сложная форма энергии.Люди, которые живут в сельской местности за пределами сети, знают, что такое роскошное электричество. Мы знаем, что это роскошь, потому что изготавливать это дорого. И очень дорого делать много. Выход за пределы сети — это шок для людей, которые большую часть своей жизни прожили с энергоснабжением. Конструкция с пассивным солнечным отоплением для горячего водоснабжения или обогрева дома требует небольшого количества электричества или совсем его не требует. Меньше деталей, меньше ошибок, меньше денег, которые нужно выкинуть из бумажника. С пассивным — все дело в дизайне.Считавшееся экспериментальным в 1970-х годах, пассивное солнечное отопление зарекомендовало себя во всем мире в широком диапазоне климатов. Говоря о климате, зачем кому-то выбирать закрытую систему, а не открытую?

Rob: Защита от замерзания. Если вода в коллекторе замерзнет, ​​разорвется труба или коллектор. Он грязный, сливает горячую воду, и его нужно ремонтировать. Вам не обязательно жить в месте с сильными морозами. Вода в коллекторе под открытым небом может фактически замерзнуть, когда температура окружающего воздуха достигает 40 градусов по Фаренгейту.Это состояние называется излучением ночного неба.

MH: Между прочим, замерзшая вода может разорвать пластиковый, металлический, стеклянный или каменный контейнер по двум причинам. На самом деле это просто свойства воды. Во-первых, вода практически несжимаема. Во-вторых, вода слегка расширяется, когда она превращается из жидкости в твердое тело. Вода, неподвижная внутри небольшой трубки или трубы и подвергшаяся замораживанию, затем начнет расширяться, превращаясь в лед. Неспособный сжаться, он увеличивает объем, разбивая все, что в нем содержится.

Роб: Верно. Фактически, различные стратегии, используемые для борьбы с возможностью замораживания, определяют основные типы систем и их относительную сложность. Я разделил существующие системы на семь типов: встроенный коллектор / накопитель, термосифон, трехсезонный, обратный дренаж, дренаж, рециркуляция и активный замкнутый контур.

MH: Опишете ли вы их все сначала в целом, а затем оцените их достоинства и недостатки на собственном опыте?

Роб: Буду рад.Прежде всего, я должен сказать, что мой опыт использования солнечной горячей воды ограничен моей зоной обслуживания (прибрежная северная Калифорния), где довольно мягкий климат с периодическими замораживаниями света. Я прошу ваших читателей помнить об этом, когда я говорю о различных системах.

1. Встроенный коллектор / накопитель — это самый простой и исторически самый старый тип солнечной системы водяного отопления. Покрасьте резервуар в черный цвет, поместите его в большой ящик, заизолируйте его со всех сторон, кроме покрытой стеклом или пластиком, и направьте на солнце.Вода в баке нагревается непосредственно солнцем и хранится в том же блоке. В торговле это также известно как система хлебного типа. Примером изготовленного устройства такого типа является Servamatic ™. Произведенные в 1970-х годах, многие из них работают до сих пор. Тот же принцип можно увидеть в сегодняшнем устройстве ProgressiveTube ™ (рис. 5). Это также линейные блоки, расположенные между колодцем и душем. Вы получаете столько горячей воды, сколько собирают и хранят.

MH: Это популярная конструкция и в домах.Просто, дешево и часто изготавливается из переработанных материалов. Однажды я принял душ на ранчо, которое посетил, из воды, нагретой в длинном тонком 20-галлонном резервуаре внутри старого большого холодильника с прозрачной крышкой, направленной на юг. Я принял долгий горячий душ на холодном ночном воздухе. Хороший опыт.

Роб: Мне очень редко приходилось обслуживать целостную систему коллектора / хранилища, что свидетельствует об их долговечности.

2. Термосифонная система — еще один способ солнечного нагрева воды (рис.6). Солнечный свет падает на трубы и ребра внутри коллектора, по которым циркулирует вода или гликоль. Вход и выход коллектора подсоединены к входу и выходу накопительного бака, соответственно. Если бы мы говорили об электричестве и полярности, мы бы сказали, что коллектор параллелен резервуару для хранения. Тем не менее, он образует петлю. Нагретая жидкость перемещается из коллектора в резервуар для хранения и обратно в коллектор посредством процесса, называемого термосифоном. Это естественное конвективное действие.Если вы подключили это как открытую систему, резервуар для хранения мог бы быть вашим собственным водонагревателем.

MH: Я хотел бы уточнить несколько слов, которые вы сказали. Термосифон возникает, когда вода, нагретая в коллекторе, расширяется и поднимается, подталкивая более холодную воду в остальной части контура к течению. Более холодная вода выталкивается из нижней части резервуара в нижнюю часть коллектора. Как только начинается кровообращение, процесс продолжается весь день.

Подобно тому, как солнце нагревает воду в коллекторе, ночное небо может охлаждать коллектор, вызывая обратный поток.Подумай об этом. Вода в коллекторе охлаждается за счет ночного застоя. Холодная вода тяжелее и тонет, толкая весь контур в обратный поток, перемещая более теплую воду из резервуара в коллектор, который, в свою очередь, охлаждается. Это быстро избавит вас от с трудом заработанной горячей воды.

Самый простой способ избежать этого — расположить нижнюю часть резервуара над верхней частью коллектора (рис. 6). Это физический трюк, который предотвратит обратный поток. Иногда невозможно поднять бак над коллектором.Термосифон будет работать, даже если резервуар расположен на уровне коллектора или даже немного ниже него. В этом случае добавление обратного клапана предотвратит обратный поток (рис. 7). Избегайте использования стандартного обратного клапана давления. Он слишком устойчив к потоку термосифона. Вместо этого используйте обратный клапан гравитационного типа. Поднимите его под углом к ​​водопроводу, чтобы давление открывалось минимальным, а при закрытии — минимальным обратным потоком.

Сам по себе солнечный коллектор для многих является загадкой, и я получаю много вопросов по этому поводу.Обычная конфигурация использует коробку, решетку из водяных трубок, изоляцию и стеклянное или пластиковое остекление (рис. 8). Коробка представляет собой большую неглубокую кастрюлю, дизайн которой может быть меньше и больше по ширине и длине, чем у стандартного листа фанеры 4 × 8 футов и глубины 4-6 дюймов. В промышленных конструкциях для ящиков используется нержавеющая сталь или алюминий, но в большинстве бытовых приборов используется фанера. Если они правильно приклеены, прикручены и герметизированы от непогоды, они будут прочными.

Самодельные конструкции начинаются с листа фанеры 4 × 8 футов толщиной ½ или ¾ дюйма.От него (или другого листа фанеры) вырежьте по две полосы по 4-6 дюймов с каждого измерения, чтобы обеспечить материал для четырех сторон коробки. Медные коллекторные трубы большого диаметра (от 1½ дюйма до 2 дюймов) в верхней и нижней части коллектора ориентированы горизонтально и соединены по водопроводу с меньшими вертикальными трубами (например, трубкой 1/2 дюйма), расположенными на расстоянии 3-6 дюймов друг от друга. Оловянные или медные ребра или лист механически и термически соединяются с трубками различными способами. Трубки и ребра черняют краской или с помощью электрохимических процессов.Добавляются фитинги для подключения к внешней сантехнике или другим коллекторам. Изоляция из вспененного листа добавляется сзади и со всех сторон этого узла, когда он установлен в коробке.

Стекло, стеклопластик для теплиц или другое полупрозрачное пластиковое остекление добавляется в комплект. Стекло доступно в различных размерах, особенно если оно переработано. Устойчивое к ультрафиолетовому излучению стекловолокно доступно в местных строительных магазинах различной ширины. Не обременяйте себя пластиками, которые кристаллизуются в течение одного или двух сезонов под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца.Сначала выберите свое остекление. Наилучшие результаты экономии, когда размер коробки соответствует размеру стакана, который у вас уже есть или который вы можете получить.

Rob: Я не хочу поддерживать строительство собственных коллекторов, учитывая наличие бывших в употреблении коллекторов. Если вы строите самостоятельно, не используйте алюминиевые амортизирующие пластины. Они плохо отреагируют на медные трубки. Кроме того, любые стыки внутри коллектора лучше всего припаять серебром. Коллектор испытывает большие перепады температуры. Это сложно для стандартных паяных соединений.

MH: Действительно, опыт создания собственного коллектора обычно дает представление о том, насколько на самом деле недороги бывшие в употреблении коллекторы. Итак, моя рекомендация энтузиастам-самоделкам: не создавайте целую кучу коллекторов, не построив сначала.

Роб: Еще несколько комментариев по термосифонированию. Если вы используете термосифон с водой и живете в климате с отрицательными температурами, ваш коллектор замерзнет и лопнет.Иногда в таких системах устанавливаются клапаны пассивной защиты от замерзания. Часто называемые клапанами Dole, они предназначены для открытия при заданной температуре, 34 ° F или 45 ° F. С них капает вода, чтобы создать поток через коллектор и, таким образом, предотвратить замерзание. По моему опыту, эти клапаны ненадежны, поэтому я не могу их рекомендовать.

MH: Я лично не использовал клапаны Dole, но знаю, что некоторые люди в этом районе, в том числе Стивен Хеккерот, действительно доверяют им и используют их. Однако я также понимаю, что клапаны Dole необходимо периодически проверять и чистить.Если вы относитесь к тому типу людей, которые плохо разбираются в регулярном обслуживании, вам лучше выбрать другую систему.

Rob: Если вы живете в климатической зоне без отрицательных температур, хорошо подойдет открытая термосифонная система. Если нет, все же рекомендую использовать гликоль и теплообменник для контура термосифона.

3. Трехсезонная система — еще одна тактика борьбы с замораживанием. Идея состоит в том, чтобы использовать солнечную систему нагрева воды в течение трех сезонов и осушать ее в течение четвертого сезона.Это может быть термосифон или насосная система, и предполагается, что владелец будет использовать другой источник энергии для нагрева воды.

4. Обратный сток — еще один вид солнечной системы нагрева воды (рис. 1). Это сливает воду из панелей в резервуар, когда нет тепла от солнца. Таким образом, на панелях нет воды и они не могут замерзнуть. Для сбора этой воды используется резервуар без давления, а насос наполняет панели, когда обнаруживается солнечное тепло.

5. Drain-down — это вариант солнечной водонагревательной системы с обратным сливом.Здесь вода сливается на землю. Это довольно распространенная конструкция, особенно в старых системах. Он использует клапан Sunspool ™ для заполнения панелей для работы. Тот же самый клапан, когда он достигает более низкой температуры, открывается, чтобы слить воду, которая находится в панелях, на землю.

6. Другой тип солнечной системы нагрева воды — это рециркуляция. Этот метод защиты от замерзания активирует насос для циркуляции небольшого количества горячей воды из резервуара для хранения обратно в панели при низких температурах окружающей среды.

7. Активный замкнутый контур — последний тип солнечной системы водяного отопления в моем списке (рис. 9). В этой конструкции используется любая жидкость в контуре от коллектора до накопителя, которая не замерзает при низких температурах, которые могут возникнуть в системе. Тепло, собранное в коллекторе, передается воде в накопительном баке через теплообменник. Какие жидкости не замерзают? Я видел системы, использующие гликоль, силиконовое масло и метанол. Автомобильный антифриз может показаться хорошим кандидатом, но он ядовит.Самым популярным теплоносителем является полипропиленгликоль, наполнитель теста для пищевых продуктов, используемый в хлебопекарной промышленности. Он стоит около 20 долларов за галлон и смешивается с водой. 10% -ная смесь защитит коллекторы до 20-25 ° F. Отношение гликоля к воде увеличивается при более низких температурах. Я использую смесь 50/50 в своей зоне обслуживания.

Об использовании чистой воды в солнечной системе нагрева воды можно многое сказать. Вода нетоксична, широко доступна и дешева. Кроме того, это наиболее эффективный теплоноситель, который не разлагается при использовании.Гликоль также нетоксичен, но со временем разрушается. Под воздействием высоких температур он становится кислым и со временем начнет разъедать вашу сантехнику. Итак, гликоль нужно периодически проверять. Я использую лакмусовую бумажку, чтобы проверить его pH. Обновить систему новой водно-гликолевой смесью довольно просто.

Между прочим, есть некоторые типы систем, которые не попадают ни в одну из этих семи категорий.

Популярный Copper-Cricket ™ — один из примеров. В этой системе использовалась смесь 20% метанола под вакуумом, чтобы фактически «перекачивать» нагретую жидкость в резервуар для хранения без насоса.Он работает по тому же принципу, что и перколятор для кофе, для передачи тепла. Другой пример — семейство солнечных тепловых коллекторов Sun ™. В них используются колонны откачанных трубок для сбора и передачи тепла.

Есть и более простые вещи. Некоторые люди просто накручивают пластиковую трубу спиралью на землю, чтобы предварительно нагреть воду, которая поступает в их стандартный водонагреватель. Это работает, но если внезапное замораживание не испортит ее, то долгосрочное воздействие солнечных лучей на пластиковую трубу будет.

MH: Более мягкая и гибкая черная пластиковая трубка, о которой вы говорите, обозначается как полиэтиленовая или полиэтиленовая трубка.Ультрафиолетовое излучение солнца разрушает любой пластик, разрушая связи полимеров и делая пластик хрупким. Черные трубки, продающиеся в рулонах, не предназначены для работы под прямыми солнечными лучами и высоких температур. Горячая вода, особенно с мягкой водой, также выщелачивает стабилизаторы и цемент для стыков из труб. Это отлично подходит для душа, но вы не хотите пить эту воду или готовить на ней.

Роб: Если есть что-то, что я заметил, это то, что большинство людей, создающих свои собственные системы, пытаются заново изобрести колесо, и их конструкции иногда отражают непонимание основных принципов.Имея хорошие планы, большинство людей могло бы построить хорошую систему. Тем не менее, многие люди не хотят этого делать сами.

MH: Я предпочитаю создавать свою собственную систему, но должен признать, что часто переоценивал свою способность быть там, когда система действительно нуждалась во мне. Роб, не могли бы вы вернуться к списку систем и поделиться своими мыслями о преимуществах и недостатках каждого типа?

Rob: Интегрированная система коллектора / накопителя имеет преимущества низкой стоимости, простоты и отсутствия насосов или средств управления.Даже самодельные версии долговечны. Резервуар имеет достаточную тепловую массу, чтобы избежать замерзания, за исключением мест с сильной заморозкой. Недостатки? Эта конструкция относительно неэффективна, и вода часто не достигает очень высокой температуры, потому что отношение стекла к массе невелико в системе типа хлебных коробок. Потери тепла из коллектора высоки в ночное время, поэтому определенно существует время оптимального использования производимой горячей воды, обычно днем ​​и вечером. Комбинация коллектор / резервуар тоже тяжелая.Заполненный, он может достигать 650 фунтов и облагаться налогом на неармированную крышу.

Более новые коллекторы ProgressiveTube ™ этого типа (рис. 5) просты и используют 4-дюймовые медные трубки и ребра со специальными «селективными» поверхностями. Они извлекают больше солнечной энергии, чем почерневшие поверхности, и сопротивляются повторному излучению этой энергии ночью. Я рекомендую системы ProgressiveTube ™ для моей климатической зоны.

Термосифонная система имеет преимущества простоты и хорошей эффективности. Он не требует электричества и, следовательно, не зависит от отключения электроэнергии.Одним из недостатков термосифонного потока является то, что водопровод должен следовать строгим правилам — трубы большего размера, плавные повороты, отсутствие углублений и ограничительных клапанов — для обеспечения плавного, неограниченного потока. Воздушный карман на высоком месте или большой пузырь где-то в системе остановят поток термосифона.

MH: Хочу добавить в ваши комментарии по термосифону. Я обнаружил, что это изящный и естественный способ передачи тепла от коллектора к хранилищу или использованию. Перекачивание воды в сельской местности может съесть большую часть энергетического пирога любого человека.Благо является любой процесс, при котором вода и содержащееся в ней тепло перекачиваются по трубе без внешнего источника энергии. Но — термосифон не потерпит плохой планировки или небрежной установки. Он хочет свободного, неограниченного движения. Даже обратный клапан должен быть гравитационно-типа, а не давления типа, чтобы не стать ограничительным.

Испытания показали, что термосифон не запускается, пока коллектор не достигнет критической температуры (рис.10). Поток начинается быстро, замедляясь до более постоянной скорости.Пузырь, достаточно большой, чтобы заблокировать трубку, немедленно остановит поток. Коллекторы могут быть достаточно горячими, чтобы продуть клапан T&P, но по-прежнему нет потока. Приятно видеть, как вода и пар поднимаются в воздух, но, увы, не очень продуктивно. Трубы с крутым уклоном обеспечат хороший поток.

Я знаю, что насосы центробежного типа в линию используются в системах теплого пола для периодической очистки контуров термосифона от пузырьков воздуха. Теоретически термосифон может проталкивать воду через насос, когда он выключен.У насоса есть и другое применение. Это позволяет владельцу накачать больше тепла в пол из хранилища в ночное время.

Я добавил небольшой продувочный насос к одной термосифонной системе в 1970-х годах. Я хотел использовать в первую очередь термосифон, но система включала существующую водопроводную систему — естественно недоступную — и поток термосифона продолжал блокироваться пузырьками. Я добавил небольшой 12-вольтовый насос параллельно с обратным клапаном (рис. 11), чтобы время от времени продувать систему с более высокой скоростью потока. Я использовал поршневой насос, чтобы избежать протекания жидкости через насос, когда он выключен.

Роб: Я пойду. Преимущество трехсезонной системы заключается в использовании существующего водонагревателя в качестве резервного, она недорога и требует лишь небольшого насоса. Недостатки в том, что он подвержен замерзанию и зависит от того, будет ли хозяин осушать его в холодную погоду. Существует общий предел размера этой системы, когда она подключена к водонагревателю определенной мощности.

Система обратного слива (рис. 1) относительно проста, универсальна и устойчива к замерзанию.Бак, используемый в этом типе системы, долговечен и требует небольшого обслуживания. Во время отключения электроэнергии (или другого отключения электричества в системе) панели пусты и не будут перегреваться. Можно даже настроить систему так, чтобы термосифон передавал тепло вашему водонагревателю. Недостатки наиболее очевидны в автономных системах, где энергия, используемая при перекачке, относительно высока. Это связано с тем, что насос должен быть рассчитан на ежедневное наполнение коллекторов, а не просто для циркуляции воды через них.Также резервуар должен располагаться под панелями, чтобы сливаемой обратно воде было куда уйти. Это мой любимый выбор из систем для холодного климата.

Дренажная система обладает достоинствами высокой эффективности и является морозостойкой системой. В нем используется небольшой насос с небольшим энергопотреблением. Недостатки? Множество дорогих запчастей, включая сложный контроллер, и необходимость периодического осмотра и обслуживания. Однако в любом приложении с ограниченным запасом воды ежедневный сброс воды из коллекторов на землю будет проблемой.

Преимущество системы рециркуляции заключается в использовании стандартного водонагревателя в качестве накопительного бака. И он защищен от замерзания, если система небольшая. Недостаток этого метода состоит в том, что он тратит много энергии. Если действительно холодно, резервная система отопления, скажем, электрический элемент, должна нагревать воду, которая просто излучается из коллектора со значительной скоростью.

Активная замкнутая система (рис. 9) устойчива к замерзанию и содержит качественные компоненты. Одним из недостатков является то, что он сложный, то есть в нем есть насосы, клапаны и различные элементы управления.Бак с теплообменником стоит дорого, но добавляет в систему много полезной, хорошо изолированной тепловой массы. При питании от электросети насос не будет работать во время отключения электроэнергии.

MH: Есть смысл в том, что, если система зависит от электричества, электричество также должно вырабатываться за счет солнца. Если есть солнце для коллекторов, есть солнечный свет, который вырабатывает электричество для питания насоса и отвода тепла.

Во всех этих системах, если коллекторы перегреваются, предохранительный клапан T&P обеспечит защиту.Есть обратная сторона с выдуванием клапана T&P. Во-первых, он выделяет много горячей воды, поскольку клапан не закроется, пока не упадут и температура, и давление. И, во-вторых, сброс теплоносителя может быть дорогостоящим, если это смесь гликоля и воды.

Я хочу поблагодарить вас, Роб, за то, что вы убедили меня в том, что производится предохранительный клапан P-типа (только для давления). Я хочу использовать один из них в моей следующей установке. Я подозреваю, что это не позволит системе вылить всю горячую воду, так как она должна закрываться так же быстро, как сбросится давление.Трубы коллектора могут выдерживать тепло, но им труднее выдерживать давление.

Роб: Думаю, моя критика преимуществ и недостатков этих систем раскрывает мою предвзятость. Как правило, я обнаружил, что при использовании солнечной горячей воды чем проще, тем лучше. Простые системы, как правило, служат дольше.

MH: Смещение? Я ценю ваш обзор и советы. Я многому научился. Опишете ли вы, как вы подбираете систему для приложения и сопоставляете компоненты друг с другом?

Роб: Практически каждая система горячего водоснабжения имеет резервную копию.Я проектирую для использования 70% солнечной энергии. Семья из четырех человек — это хороший стандарт. Два коллектора 4 × 8 футов будут обеспечивать потребности в горячей воде четырех человек. Размер резервуара должен соответствовать массиву. В моем климате я обнаружил, что 1,8 галлона жидкости на квадратный фут коллектора — хорошее соотношение. Таким образом, для двух коллекторов площадью 32 квадратных фута каждый потребует резервуар для хранения емкостью 115 галлонов. Я обнаружил, что для теплых полов площадь коллектора должна составлять около 10% от площади пола. Таким образом, те же два коллектора 4 × 8 футов будут обрабатывать около 650 квадратных футов сияющего пола.

MH: Какова средняя стоимость нагрева воды электричеством, пропаном и природным газом для семьи из 4 человек?

Роб: Да. При использовании электроэнергии по цене 12 центов за кВтч стоимость нагрева воды составляет около 46 долларов в месяц или 551 доллар в год. Пропан по цене 1,41 доллара за галлон стоит около 26 долларов в месяц или 307 долларов в год. Природный газ и мазут дешевле, как и электричество в других частях страны. Конечно, после установки солнечной системы водяного отопления и возврата вложенных средств энергия от нее будет бесплатной.

MH: Не могли бы вы дать мне представление о том, сколько времени потребуется, чтобы окупить стоимость нескольких из этих систем на основе этих ставок?

Роб: У меня тоже есть эта информация. Во-первых, позвольте мне сказать, что эти цифры не включают стоимость обслуживания, рост стоимости коммунальной электроэнергии, упущенную выгоду от инвестиций и налог на сбережения. По моему опыту, они уравновешивают друг друга.

Новая интегральная система коллектора / хранения, использующая конструкцию ProgressiveTube ™, будет стоить около 2 500 долларов США за детали и труд для установки.Через 7,3 года стоимость системы будет равна стоимости электроэнергии для нагрева той же воды в течение этого времени. С пропаном — около 13 лет. Если владелец устанавливает систему, стоимость составляет около 1600 долларов. Срок окупаемости составляет 4,8 года при избежании затрат на использование электроэнергии и 8,7 года при использовании пропана.

Новая дренажная система стоит 3500 долларов за детали и труд. Это равно 8,5 годам электроэнергии и 15,2 годам пропана для горячего водоснабжения. Система, которая будет нагревать джакузи, будет стоить около 4800 долларов.При электрическом обогреве срок окупаемости составляет 7,5 лет.

MH: По моему опыту, люди, которые устанавливают свои собственные солнечные водонагревательные системы, обычно начинают с подключения одного коллектора к существующему водонагревателю. Если вы принимаете душ по утрам, каков обычный метод предотвращения использования в водонагревателе электричества или пропана для подогрева воды до того, как солнце сможет выполнить эту задачу?

Rob: В электронагревателе это просто.Можно установить 24-часовой таймер для отключения резервного обогрева в светлое время суток. Владелец может вручную отключить таймер с помощью переключателя во время плохой погоды или необычно высокого спроса. Для нагревателя на пропане или природном газе поверните газовый клапан в положение пилота.

MH: Существует также правильный способ подсоединить солнечный коллектор к стандартному водонагревателю. В современных водонагревателях вход для холодной воды и выход для горячей воды расположены в верхней части бака. Холодная вода, поступающая в резервуар, фактически падает через трубку внутри водонагревателя, которая заканчивается чуть выше дна резервуара.Для термосифонного потока это не лучший вариант; вы хотите, чтобы возврат холодной воды в коллектор выходил прямо со дна бака (рис. 12). Благо, в водонагревателях есть сливной вентиль. Есть способ перестроить этот водопровод (рис. 13) так, чтобы коллектор использовал это отверстие для своей термосифонной петли, в то время как вы сохраняете возможность слить воду из бака.

Если кто-то хотел собрать свою собственную систему солнечного нагрева воды, что может быть хорошим источником информации и запчастей, помимо библиотеки и Интернета?

Роб: Прекрасно подробный обзор солнечных систем горячего водоснабжения, в комплекте со схемами и технической информацией, можно найти в Руководстве по проектированию и установке солнечной воды и обогрева бассейна от Центра солнечной энергии Флориды по телефону (407) 783-6300.Triple A Solar в Альбукерке, штат Нью-Мексико (800-245-0311) продает бывшие в употреблении солнечно-тепловые коллекторы по хорошим ценам. Проверьте местные источники использованных панелей, чтобы избежать затрат на доставку. Six Rivers Solar (816 Broadway, Eureka, CA 95501) по адресу (707) 443-5652 продает высококачественный прямоугольный резервуар для хранения тепла, который объединяет входы и выходы коллекторов, дополнительных источников тепла, ГВС, теплых полов и гидромассажных ванн. (Рисунок 1).

Роб Харлан, Mendocino Solar Services, 42451 Road 409, Mendocino, CA 95460

Michael Hackleman, PO Box 327, Willits, CA 95490.Эл. Почта: [email protected]

Солнечные водонагреватели, Солнечные водонагреватели

Солнечные водонагревательные системы
Солнечное термальное водонагревание (также называемое горячим водоснабжением) — это простая, надежная и экономичная технология, которая использует солнечную энергию для удовлетворения потребностей домов и предприятий в горячей воде. Федеральная скидка позволяет вам получить налоговый кредит на сумму 30% от стоимости системы! Это лучшее время, чтобы воспользоваться многочисленными преимуществами солнечной энергии!

Различные типы солнечных водонагревателей работают в любом климате, но некоторые из них лучше подходят и более эффективны в определенных климатических условиях.Ниже приведены рекомендации Solar Direct.

ПАРТИЯ ПЛОСКАЯ ПЛАСТИНА ТРУБКИ ЭВАКУАЦИОННЫЕ

ПАССИВНЫЕ СИСТЕМЫ

• Простота установки и обслуживания
• Отсутствие движущихся частей;
• Надежный, служит дольше
• Не использует электричество;
• Работает при отключениях электроэнергии
• Стоит меньше

ПАССИВНАЯ СИСТЕМА — самый экономичный водонагреватель, который хорошо работает во всей указанной выше области.Эта система должна быть единственным логичным выбором для южных штатов, поскольку она обеспечивает 80-90% потребностей в солнечном нагреве воды в более темных областях, показанных выше, от 60 до 70% в областях с умеренным климатом и 50% в более холодных северных штатах. Пассивная система может подвергаться замораживанию только в тех областях, где существуют месяцы сильного замораживания, и в эти периоды для ее защиты будет использоваться дренаж.

АКТИВНЫЙ — ОТКРЫТЫЙ КОНТУР (прямой)

• Использует движущиеся части;
• Насосы, клапаны и контроллеры помогают предотвратить замерзание
• Использует электричество; не будет работать во время отключений электроэнергии

ACTIVE — DIRECT Open Loop System обеспечивает от 60% до 80% потребности в нагреве воды в регионах с умеренным климатом и от 50% до 70% в регионах с более холодным климатом.Насосы перекачивают бытовую воду через коллекторы в дом.

АКТИВНЫЙ — ЗАМКНУТЫЙ КОНТУР (косвенный) с ПЛОСКИМИ КОЛЛЕКТОРАМИ

• Использует движущиеся части;
• Насосы, клапаны и контроллеры помогают предотвратить замерзание
• Использует электричество; не буду
функция при отключениях электроэнергии

ACTIVE — КОСВЕННАЯ замкнутая система с плоскими коллекторами обеспечивает от 60% до 80% потребности в нагреве воды в районах с умеренным климатом и от 50% до 70% в регионах с более холодным климатом.Эта система также может быть разработана для удовлетворения потребностей в обогреве помещений. Системы с замкнутым контуром необходимы для защиты от замерзания в районах, где существуют месяцы сильного замораживания. Насосы пропускают незамерзающий теплоноситель через коллекторы и теплообменник.

АКТИВНЫЙ — ЗАМКНУТЫЙ КОНТУР (непрямой) с ЭВАКУАЦИОННЫМИ ТРУБКАМИ

• Жилые и коммерческие помещения для тяжелых условий эксплуатации, включая:
• Водяное отопление.

• Теплый пол с подогревом
• Отопление помещений

ACTIVE — КОСВЕННАЯ замкнутая система с вакуумными коллекторами — лучший выбор для настоящих холодных регионов страны.Он обеспечивает до 100% потребностей в нагреве воды и от 50% до 60% потребностей в отоплении помещений в районе, показанном на карте выше. Это также может быть хорошим выбором в умеренном климате, где потребности в обогреве могут быть значительными.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Лучший выбор!
Пассивные солнечные системы

• Лучший выбор для теплого и умеренного климата
• Простота установки и обслуживания
• Отсутствие движущихся частей; надежнее и дольше
• Не использует электричество; будут
функция во время отключения электроэнергии
• Стоимость меньше, чем у других систем

Подробнее

ACTIVE — ПРЯМЫЕ (разомкнутые) солнечные системы
с плоскими коллекторами

• Хорошо работают в климате, где редко замерзают
• Использует движущиеся части: насосы, клапаны и контроллеры
• Насосы перекачивают воду через коллекторы
• Использует электричество; не будет работать во время отключений электроэнергии

Подробнее

АКТИВНЫЕ — КОСВЕННЫЕ (замкнутые) солнечные системы
с плоскими коллекторами

• Хорошо подходят для климата, склонного к замерзанию
• Использует движущиеся части: насосы, клапаны и контроллеры
• Насосы перекачивают незамерзающий теплоноситель
• Использует электричество; не буду
функция при отключениях электроэнергии

Подробнее

ACTIVE — КОСВЕННЫЕ (замкнутые) солнечные системы
с вакуумными коллекторами

• Тяжелые, коммерческие и дополнительные приложения:
• Водяное отопление, теплый пол с подогревом, Отопление помещений

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Нужна помощь или нужна полностью установленная система ?

С 1986 года у нас более 35 000 довольных клиентов!
Solar Direct обладает более чем 25-летним опытом в установке солнечных батарей для горячего водоснабжения в коммерческих и жилых помещениях.Услуги доступны на всей территории США через нашу национальную сеть установщиков.

Свяжитесь с нами для
по установке и информации о продукте, наша команда специалистов по решениям всегда готова ответить на ваши звонки.

Сравните солнечный водонагреватель с обычным водонагревателем

НАГРЕВАТЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙ ВОДЫ:
БЕСПЛАТНАЯ энергия Солнца

СТАНДАРТНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ:
ДОРОГОЙ газ или электрический

Годовые эксплуатационные расходы: 50 долларов США Годовые эксплуатационные расходы: 500 долларов США +
Емкость хранения: 80-120 галлонов Емкость хранилища: 40-50 галлонов
Средняя продолжительность жизни: 15-30 лет Средняя продолжительность жизни: 8-12 лет
Стоимость эксплуатации в течение всего срока службы: 1000 долларов США Стоимость эксплуатации в течение всего срока службы: 10 000 долл. США
НЕ загрязняет окружающую среду Истощает ископаемое топливо
Увеличивает собственный капитал в вашем доме Нет добавленной стоимости для вашего дома
25% возврат ваших инвестиций Коммунальные платежи невозвратны
Защита от будущего увеличивается На откуп ЖКХ / государство
Горячая вода при отключениях электроэнергии! Нет горячей воды во время отключений электроэнергии

Преимущества солнечного нагрева воды

Солнечные водонагреватели работают в любом климате

Современные солнечные технологии горячего водоснабжения могут эффективно и по доступной цене использоваться в любом климате.Системы специально разработаны для различных климатических и географических зон страны.

Снижение затрат на энергию

Установив солнечную систему водяного отопления, типичное домохозяйство может удовлетворить от 50 до 80 процентов своих потребностей в горячей воде. В южном климате установка SWH может удовлетворить почти 100 процентов потребностей домашнего хозяйства в горячей воде.

Проверенная эффективная технология

В настоящее время в Соединенных Штатах установлено более 300 000 солнечных водонагревателей (исключая бассейны), и, поскольку эти системы доказали свою эффективность и надежность, количество установок продолжает расти на тысячи ежегодно.

Улучшенная среда

Снижение спроса на ископаемое топливо улучшит окружающую среду за счет уменьшения загрязнения воздуха и воды, а также улавливающих тепло газов, вызывающих глобальное потепление.И хотя их предварительная установка немного дороже, безуглеродная солнечная система водяного отопления в конечном итоге сэкономит деньги потребителям, поскольку источник топлива (солнечная энергия) всегда будет бесплатным.

Типы солнечных водонагревателей

Есть два основных типа солнечных водонагревателей: пассивные солнечные водонагреватели (для теплого климата) и активные солнечные водонагреватели (для умеренного и холодного климата). В активных системах используется циркуляционный насос и некоторый тип контроля температуры.Пассивные системы не имеют движущихся частей и основываются на основном принципе физики — горячая вода поднимается, а холодная падает.

Все активные системы в основном работают одинаково; однако существуют разные конфигурации в зависимости от вашей климатической зоны. Пассивные системы бывают двух основных типов: Thermosyphon и Batch. У каждой системы есть свои преимущества.

Коммерческие солнечные системы горячего водоснабжения

Кондоминиум, гостиница, медпункт
на главную
Санаторий, пристань, спорткомплекс
Университет, научно-исследовательский центр
Парк и зона отдыха,
летний лагерь
Завод и производственная площадка
Ферма и сельскохозяйственный участок
▪ Удаленное и автономное размещение

Пассивный солнечный водонагреватель превосходит другие системы; ДАЖЕ В ХОЛОДНОМ КЛИМАТЕ!

Активные системы
Пассивная система
Запчасти и принадлежности

Вернуться к началу

.