Коллектор для отопления. Принципы работы, правила монтажа и подключения

Одним из действенных вариантов модернизации системы отопления, позволяющих сделать ее более производительной и надежной, является установка коллекторного блока. Устройство, пришедшее на смену традиционным конструкциям линейной структуры, призвано повышать удобство эксплуатирования и ремонтопригодность системы.

Как функционирует коллектор для отопления и какие особенности монтажа следует учитывать, рассмотрим подробнее.

Принцип функционирования распределителя

Основное предназначение распределительного коллектора – равномерно раздавать тепловые потоки, поступающие из основной магистрали, по контурам системы и за счет циркуляционного оборота возвращать остывшую жидкость к котлу.

При этом отдельные ветки системы, подключенные к коллектору, становятся независимыми друг от друга. Прибор являет собой промежуточный распределительный узел, ключевыми элементами которого выступают две взаимосвязанные части:

подающая гребенка – отвечает за подачу теплоносителя
обратная – выполняет функцию отвода остывшего теплоносителя к генератору тепла

Вместе они образуют коллекторную группу. От каждой гребенки отходит по несколько выводов для подключения контуров, ведущим к отопительным приборам.

Каждый вывод устройства может быть оснащен выпускными вентилями и отсекающим либо регулировочным краном. Их наличие дает возможность регулировать давление внутри каждого контура и в случае надобности отсоединения ветки для ремонта, например, перекрывать поток теплоносителя.

Чтобы повысить производительность системы и получить возможность контролировать все отопительные процессы в каждой комнате обогреваемого дома, корпус распределительной гребенки задействуют также в качестве платформы под установку:

воздуховыпускных клапанов
водосливных клапанов
расходомеров
счетчиков тепла
термостатов

Принцип работы коллекторной системы довольно простой. Нагретый теплоноситель от, например твердотопливного котла, поступает в распределительный коллектор.

Внутри промежуточного сборного узла скорость движения жидкости замедляется благодаря увеличенному внутреннему диаметру устройства, она перераспределяется между всеми отводами.

Зная расход теплоносителя, равный мощности котла, и скорость движения воды, несложно найти необходимую площадь сечения. Только предварительно следует перевести литры в удобную для расчетов единицу м3.

Через соединительные патрубки, сечение которых меньше диаметра трубы коллекторного узла, теплоноситель поступает в отдельно проложенные контуры и двигается к радиаторам или к сеткам теплого пола.

Благодаря такому распределению должным образом прогревается каждый элемент, снабжаемый теплоносителем равной температуры.

Достигнув батареи и отдав полученное при нагреве тепло, жидкость направляется по другой трубе в противоположном направлении к распределительному блоку. Там она поступает на обратную гребенку, откуда перенаправляется к твердотопливному котлу.

Для загородного коттеджа система с использованием коллектора по праву считается самой эффективной и надежной.

Единственное, что может останавливать рачительного хозяина– стоимость. Ведь обустройство такой системы обойдется дороже, чем устройство обычной системы тройникового типа.

распределительный коллектор для отопления фото

Такое конструктивное решение, предполагающее обустройство отдельных подающих труб, создает условия для равномерного разогрева радиаторов

Типы коллекторов в системах отопления

Коллекторные установки, применяемые при проектировании закрытых циркуляционных отопительных систем, бывают трех разновидностей. В зависимости от назначения конструкции на рынке представлены: радиаторные и солнечные системы, а также устройства, оснащенные гидрострелкой.

Радиаторное коллекторное отопление

Какой бы тип отопления не был запроектирован в доме, радиаторы в нем присутствуют всегда. А потому коллекторы, распределяющие потоки теплоносителя непосредственно к установленным в комнатах батареям, являются самым востребованным типом.

строение распределительного коллектора для отопления фото

Распределительный узел состоит из двух взаимосвязанных гребенок: первая направляет теплоноситель к установленным в комнатах приборам, вторая – отводит его обратно к котлу

Коллекторы, применяемые при радиаторном отоплении, в зависимости от архитектурных и интерьерных особенностей помещения можно подключать различными способами. По способу подключения радиаторная система отопления может быть выполнена в любом из перечисленных ниже вариантах исполнения:

верхнее подключение
нижнее присоединение
установка сбоку
ведение по диагонали

Наибольшее распространение получил все же нижний способ соединения. При такой разводке контуры, скрытые под поверхностью плинтуса или пола, не так бросаются в глаза. Да и расчеты подтверждают, что при нижнем присоединении все преимущества частного отопления проявляются в полной мере.

Коллектором для радиаторов оснащают каждый этаж дома. Устанавливают его в центре, маскируя устройство в нише или в устроенном специально для него шкафчике на стене. Место для установки должно быть выбрано так, чтобы по возможности ко всем приборам подводились ветки равной длины.

Если невозможно достичь равенства подключенных к коллектору колец, то каждый отвод снабжается собственным циркуляционным насосом. По сути, все подключенные к распределительному узлу ветки представляют собой самостоятельный контур с собственной запорной арматурой, а иногда и автоматикой.

Ярким примером коллекторной схемы отопления являются водяные теплые полы.

распределительный коллектор для теплого пола фото

Коллекторная схема разводки обеспечивает равномерную поставку тепла во все кольца системы водяных “Теплых полов”

Трубопроводы теплых полов собирают из медных труб или их пластиковых аналогов, для соединений используют неразъемные фитинги. В отопительные кольца монтируют вентили, с помощью которых регулируют подачу теплоносителя, а в случае необходимости отключают «теплые полы» от общедомовой отопительной сети.

коллектор для теплого пола фото

Такие системы всегда оснащают циркуляционным насосом. Его располагают в промежуточный коллекторный узел на входе в трубу обратного направления.

Число патрубков на распределительном узле зависит от количества помещений, зацикленных на одной гребенке. Количество коллекторных групп определяют, ориентируясь на длину контуров. За основу расчетов берут соотношение, при котором на одну коллекторную группу отводится 120 метров трубопровода.

Гидравлическая стрелка

При обустройстве мощных и разветвленных систем отопления, которые проектируют в жилых постройках большой площадью, применяют распределительные коллекторы, оборудованные термогидравлическим распределителем или гидрострелкой.

При монтаже связующего звена с одной стороны к нему подключают контур отопительного котла, а с другой – радиаторное отопление или «теплые полы».

гидравлическая стрелка для системы отопления фото

Гидравлическая стрелка представляет собой вертикальную полную трубу, оснащенная по торцам эллиптическими заглушками, основное предназначение которой – выравнивать оказываемое на теплоноситель давление

Наличие распределительной гидравлической стрелки позволяет решить сразу несколько задач:

избежать резких перепадов температуры в трубах, губительно сказывающихся на эксплуатационном сроке системы
за счет подмеса и вторичной циркуляции части теплоносителя сохранить постоянный объем котловой воды, а также сэкономить топливо и электроэнергию
в случае необходимости компенсировать во второстепенном контуре дефицит расхода

Поддержание температурного баланса достигается за счет того, что устройство позволяет отделить гидравлический контур котла от вторичной цепи.

Оптимальную работу системы, оснащенной гидрострелкой, можно обеспечить при условии, если каждый контур оборудован собственным циркуляционным насосом.

Модификации распределительных гребенок

Сегодня на рынке отоптельного оборудования представлено множество разновидностей коллекторов для отопительных систем.

Производители предлагают как связующие звенья самого простого исполнения, конструкция которых не предусматривает наличие вспомогательной арматуры для регулирования оборудования, так и коллекторные блоки с полным комплектом вмонтированных элементов.

распределительная гребенка для системы отопления фото

Коллекторный блок, включающий все необходимые функциональные элементы для создания условий бесперебойной и высокопроизводительной работы отопительной системы

Простые в исполнении устройства являют собой латунные модели с дюймовым проходом ответвлений, оснащенных двумя соединительными отверстиями по бокам. На обратном коллекторе такие устройства имеют заглушки, вместо которых в случае «наращивания» системы всегда можно установить дополнительные приборы.

Более сложные в конструктивном решении промежуточные сборные узлы оснащены шаровыми кранами. Под каждый отвод в них предусмотрена установка запорной регулировочной арматуры. Некоторые модели могут быть оснащены такими дополнительными элементами:

расходомерами, основное предназначение которых – регулировать поток теплоносителя в каждой петле
термодатчиками, призванными контролировать температуру каждого отопительного прибора
воздуховыпускными клапанами автоматического типа для слива воды
электронными клапанами и смесителями, направленными на поддержание запрограммированной температуры

Количество контуров в зависимости от подсоединяемых потребителей может варьироваться в пределах от 2 до 10 штук.

распределительная гребенка для теплого пола фото

Независимо от сложности и многофункциональности оборудования при изготовлении гребенок коллекторных блоков используют материалы, устойчивые к внешним факторам

Если за основу брать материал изготовления, то промежуточные сборные коллекторы бывают:

латунные – отличаются высокими эксплуатационными параметрами при доступной цене
нержавеющие – стальные конструкции чрезвычайно долговечны. Они могут с легкостью выдерживать большое давление
полипропиленовые – модели из полимерных материалов, хоть и отличаются невысокой ценой, но по всем характеристикам уступают металлическим

Модели, выполненные из металла, для продления срока службы и повышения эксплуатационных параметров обрабатывают антикоррозионными составами и покрывают теплоизоляцией.

распределительная гребенка для теплого пола фото

Разделительные конструкции, выполненные из полимеров, применяют при обустройстве систем, отапливаемых котлами мощностью от 13 до 35 кВт

Детали устройства могут быть литого исполнения либо же оснащены цанговыми зажимами, позволяющих осуществлять соединение с металлопластиковыми трубами.

Но специалисты не советуют выбирать гребенки с цанговыми зажимами, поскольку те часто «грешат» подтеканием теплоносителя в местах соединения вентиля. Это возникает вследствие быстрого выхода из строя уплотнителя. И заменить его не всегда представляется возможным.

При выборе модели гребенки следует ориентироваться на такие параметры:

предельно допустимое давление для этой модели. Оно определяет тип материала, из которого может выполнен гидрораспределитель
пропускная способность узла
наличие вспомогательных устройств
количество выходных патрубков гребенки. Оно должно соответствовать количеству контуров охлаждения
возможность дополнительного присоединения элементов
все эксплуатационные параметры указываются в паспорте к изделию

Для обустройства поэтажных независимых обогревательных контуров, оснащенных автономным управлением, гребенки необходимо монтировать на каждом этаже дома.

При выборе и установке поэтажных распределителей ориентируются на параметры «подсистемы», которую они призваны обслуживать.

схемы установки коллекторов для отопления фото

Благодаря поэтажному размещению гребенок в случае надобности всегда можно отключать отопление как нескольких отдельных приборов, так и всего этажа

Это значительно упрощает обслуживание отопительной системы и ее ремонт. Поскольку коллекторный блок – недешевое удовольствие, чтобы обезопасить себя от разочарований при быстром выходе системы из строе при выборе модели стоит ориентироваться на продукцию проверенных производителей.

Каждый из дополнительных элементов конструкции выполняет свою функцию:

автоматический воздухоотводчик – монтируется, если блок и радиаторы расположены на одном этаже
переходник – потребуется при монтаже воздухоотводчика, диаметр которого равен ½ дюйма, при условии что резьба коллектора составляет ¾ дюйма
уголок – позволит подсоединить трубы и направить воздухоотводчик вверх
кран – необходим для подключения к устройству идущей от котла трубы
сгон, оборудованный накидкой гайкой – позволит в случае необходимости перекрыть подачу теплоносителя и, открутив накидную гайку, отсоединить устройство

Если предполагается подключать от коллектора водяной теплый пол, дополнительно потребуется установить кран для подпитки.

Для фиксации коллектора к стене потребуются также хомуты, «посаженные» на пластиковые дюбеля. При монтаже конструкции допустимо также применять специальные кронштейны.

Такие конструкции удобны тем, что верхний коллектор в них выдвинут вперед, благодаря чему трубы узла не мешают подводу трубопровода к нижнему коллектору.

Правила установки и подключения

Выбирать и устанавливать коллектор лучше всего еще на этапе проектирования и монтажа отопительной системы.

Устанавливают такие промежуточные конструкции в помещениях, защищенных от избыточной влажности. Чаще всего для этих целей отводят место в коридоре, кладовой или гардеробной.

правила монтажа и подключения коллектора для отопления фото

Коллекторный блок желательно размещать в специально предназначенном для этого металлическом шкафу, оснащенным в боковых стенках отверстиями под выведение труб

В продаже встречаются накладные и встраиваемые модели металлических шкафов. Каждая модель оснащена дверцей и выштамповкой по боковым сторонам.

За неимением возможности установить металлический шкафчик, поступают проще, фиксируя устройство прямо на стену. Нишу под обустройство коллекторного блока размещают на небольшой высоте относительно пола.

Общепринятой инструкции по монтажу коллекторных распределительных схем по сути нет. Но есть ряд основных моментов, относительно которых специалисты пришли к единому знаменателю:

Наличие расширительного бака. Объем конструктивного элемента должен составлять не менее 10% от общего количества воды в системе.
Наличие циркуляционного насоса для каждого проложенного контура. Относительно этого элемента не все специалисты едины во мнении. Но все же, если планируется задействовать несколько независимых контуров, для каждого из них стоит установить отдельный агрегат.

Перед циркуляционным насосом на магистрали обратной подачи размещают расширительный бак. Благодаря этому он становится менее уязвимым к турбулентности потоков воды, часто возникающих в этом месте.

Если же используется гидрострелка – бак монтируют перед основным насосом, основная задача которого состоит в том, чтобы обеспечивать циркуляцию на малом контуре.

Место расположения циркуляционного насоса не принципиально. Но, как показывает практика, ресурс устройства несколько выше именно на «обратке».

Главное при монтаже – расположить вал строго горизонтально. При несоблюдении этого условия первый же пузырь скопившегося воздуха оставит агрегат без охлаждения и смазки.

Грамотно выбранная и смонтированная коллекторная разводка гарантирует эффективность и надежность системы отопления.

Благодаря малому количеству соединений и тройников вероятность протечек таких конструкций сводится к минимуму. Ну а возможность регулировать температуру нагрева каждого отопительного радиатора делает эксплуатацию отопительной системой особенно комфортной.

Система отопления с термостатическим смесительным узлом

Для оптимизации накопления и расходования тепла, получаемого от твердотопливного котла на практике применяют различные теплотехнические приемы, используя дополнительное оборудование. Установив систему отопления с аккумулирующим баком, вы повышаете ее эффективность, включая в схему обвязки автоматический трехходовой смесительный узел.

Термостатический узел, обеспечивает увеличение эффективности системы за счет сглаживания нагрева теплоносителя в системе и упорядочивает подачу нагретой воды в накопительную ёмкость. Примером наиболее применяемого устройства для накопления тепла в аккумуляционный бак твердотопливной системы отопления, совмещенного с бойлером является Laddomat.

Трехходовой термосмесительный узел Laddomat позволяет:

Що досягається	За рахунок чого
Збільшення терміну служби котла та всієї системи опалення	Згладжування нагріву теплоносія в системі, запобігаючи надлишкову конденсацію на металеві поверхені елементів котла, сповільнюється корозія металу
Повний автоматичний контроль за процесом нагріву води	Оснащений трьома термодатчиками
Підвищення ККД системи	Оптимальний нагрів теплоносія
Зменшення витрат палива на 25-30%	Оптимізація витат отриманого тепла
Назалежність від електропостачання, автономна циркуляція та завантаження теплоакумулятора без електроенергії	Конструктивних особливостей клапана

Эффективность применения Ладдомата в связке с аккумулирующим баком обеспечивается физическими принципами жидкостей, имеющих различную температуру. Здесь мы, не углубляясь в физику жидкостей, отметим, применение трехходового клапана за счет автоматического регулирования скорости подачи воды в накопительный бак обеспечивает сепарацию или стратификацию (резкую границу) в нем между слоями горячей и холодной воды.

Фазы работы смесительного узла Laddomat

Запуск системы

смесительный узел ладдомат (запуск системы) фото

при запуске системы трехходовой клапан производит циркуляцию теплоносителя по малому контуру, не занимаясь нагревом всей системы отопления. Поэтому, нагрев воды в котле происходит очень быстро
температура в котле ниже 78 °С
термостатный клапан в закрытом состоянии
клапан вентиля естественной циркуляции закрыт из-за давления насоса

Робоча фаза

рабочая фаза смесительного узла Ладдомат фото

разогрев котел, ладдомат начинает подачу тепла в верхнюю часть аккумулирующего бака с небольшой скоростью, которая не приводит к смешиванию слоев нагреваемой и холодной воды в баке
котел достиг рабочей температуры 85 °С
термостатный клапан открылся и нагреваемая вода перемешивается с холодной водой из бака через термостат
температура перемешанной воды в нижней части котла держится на уровне 70 °С
если мощность котла и, соответственно, температура в ладдомате повысится, термостатный клапан откроется еще больше и подмешает больше холодной воды
при выходящей из котла воды с температурой 90 °С, ладдомат обеспечивает температуру 66 °С в нижней части котла

Конечная фаза

конечная фаза смесительного узла Ладдомат фото

если бак достиг предустановленной температуры, во вход холодной воды ладдомата начинает поступать холодная вода
тогда клапан открывается полностью и закрывает поток в верхнюю часть котла
весь поток воды теперь пойдет через бак
эта рабочая фаза крайне важна, т.к. она гарантирует полную заправку бака

Естественная циркуляция

естественная циркуляция смесительного узла Ладдомат фото

при прерывании электроснабжения или при аварии насоса открывается встроенный клапан обратного потока естественной циркуляции, так, что вода самостоятельно может циркулировать между котлом и баком
этим предотвращается угроза закипания воды в системе отопления, при условии, что бак не является термически загруженным
таким образом, исчезает риск к сухокипения котла и сопровождающихся этим аварийные повреждения
естественная циркуляция позволяет топить котел и обеспечивать дом теплом и при длительных отсутствиях электроснабжения