Смесительный узел для теплого пола : зачем нужен, как работает и устроен

Среди современных отопительных систем теплый пол обладает заслуженной славой эффективного и комфортного способа обогрева дома. Это простая и логичная в монтаже система, но для ее корректной работы нужен смесительный узел; для теплого пола этот элемент особенно важен, так как упрощает и оптимизирует работу системы. Разбираемся, как работает насосно-смесительный узел, каковы его функции и настройки, какими особенностями обладает данное оборудование.

Для чего нужен насосно-смесительный узел

Котел жилого дома греет воду до приличных 80-90 ℃. Рабочая температура теплоносителя в основном радиаторном контуре отопления поддерживается в пределах 60-80 ℃. Что касается водяного теплого пола, то он является низкотемпературной системой. Внутри него максимальная температура теплоносителя достигает 55-60 ℃, а на практике редко превышает 35-45 ℃.

Такое температурное ограничение связано с особенностями эксплуатации водяного теплого пола. Более высокая температура разрушает стяжку, портит финишное покрытие и обжигает ноги так, что хозяева не смогут прочувствовать приятное тепло покрытия, а будут вынуждены ходить в обуви.

Получается, что в таком доме существует минимум два контура, которые обеспечиваются горячей водой из одного источника, но работают при разных температурах теплоносителя. Насосно-смесительный узел для теплого пола – именно то оборудование, которое разбавляет нагретую воду до приемлемого уровня. Другими словами, он смешивает горячую воду, поступающую из котла, с остывшей водой из обратной ветки контура.

Смесительный узел (который называют еще узлом подмеса) выполняет следующие функции:

• Понижает температуру для системы напольного отопления. Может устанавливаться в системах отопления с двумя или больше контурами. При этом теплый пол может быть как основным способом обогрева, так и дополнительным (вместе с радиаторами).
• Благодаря насосу он поддерживает непрерывную циркуляцию воды в системе встроенного в пол обогрева.
• Служит модулем управления и регулирования работы теплого пола.

Как работает смесительный узел: устройство и принцип работы

Насосно-смесительный узел (в бюджетной сборке) состоит из следующих деталей:

• Отсечные краны на подачу и обратку. Они нужны для того, чтобы хозяин мог в любой момент отсечь теплый пол от внешнего контура.
• Косой фильтр (грубой очистки). Устанавливается на подачу (с горячей водой), задерживает грязь из системы отопления (от радиаторов, теплообменника), и не дает ей забить теплосмеситель.
• Обратный клапан. Устанавливается на обратку (с остывшей водой), нужен для того, чтобы насос во время работы не вытягивал из обратной трубы теплоноситель.

• Термосмеситель. Устройство, которое смешивает воду отопления и обратки теплого пола. Термосмеситель оснащен рукояткой с делениями, температурное значение которых указано в паспорте устройства.
• Термометры (термодатчики). Три термометра устанавливаются около термосмесителя: га подачу, на обратку и на микс. Они отслеживают температуру в трубах; разница между подачей и обраткой не должна превышать 10 ℃ (идеальное состояние – 5 градусов).
• Насос. Устанавливается после термометра на смесителе. Мощность насоса подбирается в зависимости от количества контуров и их длины. Благодаря нему в системе поддерживается заданное давление, а теплоноситель циркулирует.
• Коллекторы. Коллектор отдачи идет после насоса, через него заполняется контур теплого пола. Коллектор обратки стоит перед термометром обратки.
• Также к коллекторам присоединяют воздухоотводчики (к каждому свой).

Один из вариантов смесителя для теплого пола функционирует следующим образом:

• Горячая вода от котла проходит через фильтр к смесителю, термометр фиксирует ее температуру.

• В смесителе начинается смешивание горячей воды и части воды из трубопровода обратной подачи до нужной температуры (которая устанавливается при помощи рукоятки). Смешивание происходит благодаря трехходовому клапану, который сначала открывается, а после достижения нужной температуры закрывается.
• Из смесителя вода поступает в контур теплого пола.
• Затем теплоноситель возвращается в коллектор трубопровода обратной подачи. Благодаря насосу жидкость затягивается и большая ее часть уходит на второй круг, а излишки сбрасываются в обратку внешнего контура.
• Круговорот теплоносителя происходит регулярно, в каждом цикле часть воды из обратки уходит, а ее заменяет горячая вода из котла.

Насосно-смесительный узел может включать и другие элементы, например, балансировочный вентиль и термоголовку для регулировки температуры. (вместо смесителя). Термоголовка дополняется выносным датчиком, который крепится к трубе обратки или подачи, и считывает ее температурные данные. Датчик регулирует работу термоголовки, она закрывается или открывается, меняя поток жидкости.

Балансировочный клапан регулирует работу смесительного узла следующим образом:

• Настраивает соотношение теплоносителя из внешнего и вторичного контура, чтобы расход был все время одинаковый.
• Выравнивает давление в первичном и вторичном контуре (гидравлическая увязка).

Рассмотренные виды смесительной группы являются простыми и надежно функционирующими устройствами. Они справляются с работой не хуже дорогостоящих моделей, а главное из преимуществ состоит в возможности самостоятельной сборки.

В узлах более сложной конструкции дополнительно используется, например, перепускной клапан, дополненный байпасом. Благодаря такому дополнению циркуляция теплоносителя через коллекторы будет продолжаться, даже если контур теплого пола будет полностью перекрыт отсечными кранами.

Преимущества применения смесительной группы

У теплого пола с насосно-смесительной группой имеется масса достоинств, а его использование обладает следующими преимуществами:

• Экономичность. Узел подмеса позволяет использовать энергоресурсы наиболее рациональным способом благодаря перераспределению воды, поступающей из вторичного контура.
• Универсальность. С помощью смесительной группы можно организовать домашнюю отопительную систему с двумя и более контурами разной температуры.
• Эффективная эксплуатация всей отопительной системы дома. Модуль подмеса поддерживает гидравлические настройки коллекторов, и при этом не оказывает воздействия на функционирование отопительных контуров.
• Комфорт. Группа подмеса поддерживает постоянную циркуляцию жидкости независимо от первичного контура, с возможностью установки комфортной температуры.
• Безопасность. Многие элементы отопительного оборудования нагреваются до значительных температур, и неосторожное обращение с ними оборачивается болезненными ожогами. При использовании теплого пола получить ожог невозможно.

Разнообразие моделей смесительных групп

Для понимания работы модуля подмеса важно понимать, что объем теплоносителя в контуре теплого пола всегда остается неизменным; сколько жидкости войдет в него из контура отопления, столько же сразу и выйдет. Чтобы поддерживать заданную температуру пола, узел подмешивает часть горячей воды из высокотемпературной системы. Без насоса и клапанов добиться постоянной нужной температуры пола невозможно.

Регулировка температуры теплого пола происходит независимо, либо через трехходовый клапан, либо через двухходовый (с использованием термоголовки с выносным датчиком). На трехходовых клапанах работают самовсасывающие узлы, подходящие для гидроразделителей и первично-вторичных колец. Также есть разновидности смесительных групп, которым для корректной работы необходимо давление насоса котла или отопления; они работают на двухходовых клапанах.

По способу подключения различают модели, которые подсоединяются к коллектору теплого пола (для экономии места) и отдельно стоящие варианты. Последние удобны тем, что при отключении батарей (радиаторов) остается возможность пользоваться теплым полом.

Какие бывают схемы размещения смесительной группы

Модули подмеса могут иметь разную конструкцию и монтироваться по разнообразным схемам. Однако, какое бы устройство они не имели, их центральная задача состоит в приготовлении воды заданной температуры. При этом теплоноситель может двигаться в двух направлениях, соответственно, все схемы по этому признаку условно делятся на два вида: параллельные и последовательные

Устройство параллельной схемы обладает следующими особенностями:

• После смешивания вода заданной температуры попадает не только в систему теплого пола, но и в батареи домашнего отопительного контура.
• Поскольку не вся вода попадает в теплый пол, та ее часть, что должна попасть в батареи, требует более мощного (более производительного) насосного оборудования.

Последовательная схема более проста в исполнении, и потому выбирается чаще; она обладает следующими особенностями:

• Вода после смешивания продолжает циркулировать только по контуру теплого пола.
• Для полноценного функционирования системы достаточно менее мощного насоса (если сравнивать с параллельной схемой).

Чтобы собрать каждую из этих схем, необходим определенный набор деталей, соединительных элементов и арматуры. Главные элементы любой схемы – это клапанные краны в комбинации с циркуляционным насосом. Именно благодаря их работе в системе циркулирует теплоноситель в нужном количестве и нужной температуры.

Клапанные краны и насосы: особенности главных элементов схемы

Модуль подмеса может включать клапанные краны разных конструкций; среди них выделяются два типа:

• Трехходовые клапаны (клапанные краны); применяются для получения потока заданной температуры. С их помощью происходит смешивание, разделение и переключение потоков воды. Разновидность – термостатический трехходовый клапан; в его корпус встроены датчики, что улучшает свойства узла.
• Двухходовые клапаны. Их заданием становится изменение объема теплоносителя (регулировка величины потока), проходящего в данный момент через устройство. При уменьшении сечения клапана объем проходящей через него воды снижается. В этот момент вода для насоса идет из другого трубопровода (это необходимо для его нормальной работы).

Регулировка клапанных кранов как запорной арматуры выполняется разными способами. Существуют модели, которые перекрываются вручную, при помощи обычного вентиля. Но такой вариант не является автономным, и не подходит для смесительной группы. Автоматическое управление осуществляется при включении в схему одного из двух устройств:

• Термоголовка открывает или закрывает клапаны на основе информации, поступающей от термодатчика. Датчик ставится на подающую трубу или обратку.
• Сервопривод. Предназначен для автоматического управления трех- и четырехходовыми смесительными клапанами.

Главная характеристика любого клапана – его пропускная способность, которая показывает, какой максимальный поток воды может пропустить клапан, находясь полностью открытым.

Циркуляционный насос – второй важный элемент системы, без которого ни один насосно-смесительный узел для теплого пола не сможет выполнять свои функции. Насосное оборудование должно работать так, чтобы компенсировать снижение давления, возникающие в наиболее протяженном контуре.

Потери давления – важное свойство, зависящее не только от протяженности самой длинной ветки, но и от других параметров (например, количества кранов и вентилей). Для того чтобы определить потери давления в конкретной системе, и подобрать насос с нужными характеристиками, осуществляют гидравлический расчет теплых полов.

Особенности применения смесителя с двух- и трехходовым клапаном

Двухходовой клапан (известный еще как питающий) смешивает воду по следующей схеме:

• Теплоноситель из обратной трубы поступает на модуль подмеса непрерывно.
• Нагретая вода от котла подается порционно, по необходимости, что регулируется двухходовым клапаном.
• Клапан обладает невысокой пропускной способностью, поэтому регулировка температуры происходит плавно, без скачков. Благодаря этой особенности продлевается ресурс эксплуатации теплого пола, так как он не перегревается понапрасну.

Двухходовые клапаны встречаются в большинстве конструкций теплых полов в частных домах и квартирах. Ограничением применения служит только площадь помещения: если она превышает 200 квадратов, то использовать такую регулирующую арматуру нецелесообразно.

Трехходовой кран обладает следующими особенностями:

• В смесительном модуле он действует не только как питающий перепускной клапан, но и как байпасный балансировочный кран.
• Внутри клапана находится перекрывающая заслонка. Она располагается между входами подачи горячей и остывшей воды, и может поворачиваться в любое положение.
• Трехходовой термостатический клапан является универсальной регулирующей арматурой; он незаменим в крупных отопительных системах, особенно с несколькими контурами.

Варианты комплектации смесительного узла

На рынке предлагаются насосно-смесительные узлы разных брендов и в разной комплектации, например:

• С насосом или без него.
• С термоголовкой или с сервоприводом.
• С контроллером, с расширительным баком и другими дополнительными элементами.

Насосно-смесительный узел подключается к пластиковой или металлопластиковой отопительной системе. Сам он может быть собран из латунных, пластиковых (пропиленовых) или металлопластиковых элементов; в последних двух вариантах стоимость смесительной группы будет заметно ниже. Латунные комплектующие более долговечны и хорошо противостоят образованию накипи.

На стоимость узла также влияет бренд (производитель), комплектация (с насосом или без) и технические характеристики элементов, особенно насоса (его мощность и длина). Кроме комплектации модули подмеса различаются монтажными размерами, они бывают стандартными (на 130 или 180 мм) или универсальными.

Коротко о главном

Смесительный узел является необходимым элементом для корректной работы теплого пола, которому не подходит слишком горячая вода из основной отопительной системы. В соответствии с названием, он смешивает горячий поток от котла и остывший из обратки, направляя полученную смесь в контур теплого пола. Также узел поддерживает заданную температуру, и отвечает за циркуляцию, поэтому в его комплектацию обязательно входит насос. Технические характеристики смесительного оборудования зависят от обогреваемой площади и количества контуров в доме.