Коллекторы отопления: принцип работы распределительной гребенки, схемы подключения

Коллекторная (или так называемая «лучевая») схема подключения отопительных приборов невозможна без распределительной гребенки. Однако, этот элемент может использоваться и в других схемах обвязки. Например, для подключения контура ГВС, а также он необходим для обустройства системы водяного теплого пола с несколькими разными по площади ветвями.

В этом материале расскажем все о коллекторах распределения тепловых потоков, а также опишем популярные схемы подключения данных устройств.

Для чего вообще нужна гребенка?

Из чего складывается функциональность и эффективность работы системы отопления? Она должна обеспечить комфортную температуру во всех помещениях дома и необходимый нагрев воды. Кроме того, она обязана быть безопасной в процессе эксплуатации и максимально ремонтопригодной.

Одной из функций гребенки является возможность отключения подачи теплоносителя в отдельный контур системы отопления. Это позволяет производить ремонтные работы, не отключая отопления в целом

Все эти условия нормальной эксплуатации помогает решить функциональный элемент коллекторной (лучевой) схемы разводки отопления, который называют коллектором или гребенкой. Допустим, в доме внезапно, как это чаще всего и случается, потек радиатор или стыки труб. При наличии гребенки решить эту локальную задачу можно без отключения всего отопления. Достаточно, просто перекрыв нужный вентиль, отключить только тот участок, который нуждается в ремонте.

Кроме того, один коллектор, который установлен на всю отопительную систему коттеджа, отлично справится с функцией контроля процесса отопления. Он же сможет отрегулировать температуру в каждом помещении дома. Использование этого устройства позволяет управлять отопительной системой достаточно эффективно и просто. При этом затраты сил и средств сводятся к минимуму.

Критерии выбора готовой конструкции

Когда нет желания или возможности самостоятельно изготовить распределительную гребёнку, можно выбрать и купить уже готовое приспособление. Оно будет стоить значительно дороже, чем самодельное, но поможет сохранить несколько часов, которые понадобились бы на создание гребёнки своими руками.

Покупая изделие, следует обращать внимание на множество факторов, которые могут повлиять на эффективность работы всей системы отопления.

Наиболее значимыми среди них являются:

1. Материал. Сначала следует определиться с тем, из чего будет изготовлена распределительная гребёнка. Производители выпускают стальные, полипропиленовые, а также изделия из цветных металлов. Каждый вариант применяется для определённого типа отопительной системы и помогает добиться максимальной эффективности при минимальной потере тепла.
2. Пропускная способность. От величины этого параметра зависит, насколько хорошо будет справляться гребёнка с возложенными на неё функциями. Важно выбирать вариант, который будет способствовать беспрепятственному движению теплоносителя по всем узлам системы.
3. Давление. Во время покупки приспособления следует учитывать не только рабочее давление в системе, но и возможные перепады. Устройство должно быть рассчитано на изменение этого показателя и продолжать работу при его незначительных колебаниях.
4. Энергопотребление. Для малообеспеченных людей этот параметр является одним из наиболее важных. Бо́льшая часть финансовых затрат идёт на оплату электроэнергии, обеспечивающей работу все системы.
5. Возможность расширения. Очень важно предусмотреть её, так как в доме могут появляться новые приборы отопления, которые нужно будет подключить к системе.

И распределитель, и регулятор

По своей сути, распределительная гребенка — это централизованный узел, позволяющий теплоносителю распределяться по точкам назначения. В системе отопления он выполняет не менее важную функцию, чем циркуляционный насос или тот же котел. Он распространяет нагретую воду по магистралям и регулирует температуру.

На этой схеме представлен общий принцип работы блока коллектора, состоящего из двух гребенок: через одну осуществляется подача теплоносителя в систему, а через вторую его возврат

Этот узел можно назвать временным накопителем теплоносителя. Его можно сравнить с бочкой, наполненной водой, из которой жидкость вытекает не через одно отверстие, а через несколько. При этом напор воды, вытекающей из всех отверстий, одинаков. В этой способности обеспечивать одновременно равномерное распределение нагретой жидкости и заключается основной принцип работы устройства.

Внешне коллектор похож на узел из двух гребенок, выполненный, чаще всего, из нержавейки или черного металла. Имеющиеся в нем выводы предназначены для соединения с ним отопительных приборов. Количество таких выводов должно соответствовать числу обслуживаемых приборов отопления. Если число этих приборов возрастает, узел можно нарастить, поэтому устройство можно считать безразмерным.

Кроме выводов, каждая гребенка снабжена запорными механизмами. Это могут быть краны двух видов, установленные на выходе:

• Отсекающие. Такие краны позволяют полностью прекратить поставку теплоносителя из общей системы в её отдельные контуры.
• Регулировочные. С помощью этих кранов может быть уменьшен или увеличен объём подаваемой в контуры воды.

В состав коллектора входят клапаны для слива воды и выпуска воздуха. Здесь же удобнее всего расположить и измерительную аппаратуру в виде счетчиков контроля тепла. В этом случае все, что необходимо для эффективной работы этого узла, будет находиться в одном месте.

Почему в блок коллектора входят две гребенки? Одна служит для подачи теплоносителя в контуры, а вторая отвечает за сбор из тех же контуров уже остывшей воды (обратки). Все необходимые для эффективного функционирования элементы должны быть на каждой из гребенок.

Формула расчета

В виде формулы правило площадей будет выглядеть так:

S0 = S1 + S2 + S3 + Sn,

где S0 – это площадь сечения гребенки,

S1-Sn – площади сечений отходящих веток.

Трубопроводы, входящие в гидроколлектор, в расчет не берутся.

Эту формулу можно привести в более понятный вид, вспомнив школьный курс геометрии. Сечение рассчитывается по формуле S = π * r², но для простоты и удобства расчет коллектора лучше производить через диаметр: S = π * d2/4. Следуя этой формуле, исходное равенство преобразуется в такую конструкцию:

π * d02/4 = π * d12/4 + π * d22/4 + π * d32/4 + π * dn2/4,

где d0 обозначает диаметр гребенки,

d1-dn – внутренние размеры отводящих веток.

Сократив число Пи и занеся все под знак квадратного корня, можно значительно упростить расчеты:

d0=2 * √(d1²/4 + d2²/4 + d3²/4 + dn²/4).

Так выводится универсальная формула, подходящая для того, чтобы рассчитать гидроколлектор любой сложности и конфигурации. Если все отходящие ветки отопления имеют одинаковый размер, равенство упрощается еще сильнее:

d0=2 * √(d1²/4*N),

где N обозначает количество отводящих от гребенки веток.

Помимо размеров труб коллектора, нужно также учесть расстояния между ними. Так, расстояние между входной и выходной группами веток должно равняться шести диаметрам, а ветки отопительных контуров должны быть удалены друг от друга на три размера.

Правила монтажа гребенки

Место для размещения коллекторного блока нужно определить ещё на стадии проектирования дома. Как уже говорилось выше, если это будет многоэтажный коттедж, то такие узлы следует предусмотреть на каждом из этажей. Лучше всего подготовить для них специальные ниши, которые располагают выше уровня пола.

Впрочем, если заранее найти место для узла не удалось, можно установить этот блок в любом помещении, в котором он не будет никому мешать: в кладовой, в коридоре или в котельной. Лишь бы в этом месте не было избытка влаги.

Чтобы узел не был на виду, можно поместить его в специальный шкаф, который предлагают своим покупателями производители запорных механизмов. Корпус такого шкафа выполнен из металла. Он снабжен дверцей, а в его боковых стенках имеются отверстия для труб отопления. Иногда коллекторную группу просто помещают в нишу или на стену, закрепляя гребенки с помощью специальных хомутов.

Эта гребенка помещена в специально оборудованное для неё место. Как видите, выглядит это достаточно эстетично, а главное, доступ к этому узлу не будет затруднен

Трубы, которые отходят от этого распределительного устройства, располагаются в стенах или в полу, а затем подсоединяются к батареям отопления. Если трубы находятся в стяжке пола, отопительные приборы следует снабдить отводчиком воздуха или воздушным краном.

Лидеры продаж

Для ещё более ясного понимания, что такое распределительная гребёнка и как выбрать лучший прибор для себя — необходимо посмотреть лидеры продаж за последнее время. Из этой информации, можно узнать каким требованиям должен соответствовать и какие новые функции добавили производители.

Вашему вниманию предстанут 2 распространенных по всему миру вида распределительной гребёнки и распределительного коллектора, которые обладают самыми современными функциями:

1. Распределительная гребёнка Rehau Rautitan на 2 трубы.Совмещает в себе невыскоую цену и отличное качество. Производитель — знаменитая компания Rehau. Средняя цена по России составляет 700 рублей. Служит для регулирования теплоносителя на нескольких контурах. К прибору можно подключить как обычную холодную воду, проходящую по трубам, так и систему тёплого пола, а также прочие отопительные приборы. Монтаж гребёнки облегчённый благодаря надвижным гильзам при помощи, которых она присоединяется к трубам. Выполнен из латуни, этот материал отличается долгой службой и высокой прочностью.
2. Распределительный коллектор Rehau Rautitan HLV на 11 групп.Коллекторы имеют те же функции что и гребёнки, отличие лишь в количестве подключений — у коллектора их гораздо больше, подключения производятся группами, на холодную и горячую воду отдельно. Компания Rehau доказала высокое качество выпускаемых приборов. Об этом говорят многочисленные покупки Россиянами коллекторов и гребёнок именно от их компании. Распределительный коллектор Rehau Rautitan HLV разветвляет контуры систем радиаторной разводки. Все приборы прошли обязательную проверку качества и необходимые испытания, в том числе проверку давления в экстренных ситуациях. Также как и гребенка, коллектор этой компании сделан из латуни, что говорит о высоком качестве и долговечности. Средняя цена в России на распределительный коллектор Rehau Rautitan HLV — 11 000 рублей. В комплект входит: евроконус, шаровые краны, присоединительные ниппели и встроенный воздушный клапан.

Собрать коллектор для тёплого самостоятельно поможет данная статья:

Рынок современных технологий каждый день наполняется новинками, распределительные гребёнки и коллекторы дополняются удобными функциями для удобства применения. Все они имеют свои положительные, и в редких случаях, отрицательные качества. Чтобы выбрать правильную распределительную гребёнку или коллектор для своего дома или квартиры следует узнать максимум об этих приборах тогда, ошибиться в выборе будет трудно.

Как самому соорудить коллектор?

Можно купить готовый узе, подобрав такой, который бы примерно отвечал потребностям вашего дома. Но добиться точного соответствия довольно сложно. Поэтому гребенку отопления лучше сделать своими руками. Разберёмся, что же для этого необходимо.

Этап планирования

Есть ряд параметров отопительной системы дома, которые следует знать, сооружая блок.

• Число контуров, по которым будет проходить нагретая вода.
• Количество и технические характеристики входящего в схему нагревательного оборудования.
• Дополнительное оборудование, участвующее в монтаже. Имеются ввиду манометры, термометры, краны, накопительные ёмкости, клапаны, насосы и т.д.

Нужно предусмотреть и возможность увеличения нагрузки, если со временем понадобится встроить элементы, которые не учтены заранее. Это могут быть, например, солнечные батареи или тепловой насос.

Нужно заранее предусмотреть не только количество контуров, работающей в системе отопления, но и дополнительное оборудование, которое будет включено в общую схему

Определяем конструкцию блока

Конструкция будущего узла зависит от точки подключения каждого из контуров. Ведь существуют некоторые нюансы подключения, игнорировать которые нельзя.

• Котлы (электрические и газовые) должны подключаться к гребенке сверху или снизу.
• Циркуляционный насос следует подключать с торца конструкции.
• Твердотопливные агрегаты и бойлеры косвенного нагрева тоже нужно врезать с торца.
• Подающие контуры отопительной системы подключают снизу или сверху.

Для наглядности необходимо сделать чертеж будущего компактного и аккуратного узла. Это поможет определить количество и виды материалов, которые нам понадобятся. На чертеж наносятся и все необходимые размеры, резьбовые соединения с шагом резьбы. Следует обозначить все контуры, чтобы руководствоваться чертежом при подключении.

На этом чертеже представлен четырехходовый коллектор. Вы можете не делать чертеж и ограничится наброском, но не забудьте проставить на нем все необходимые для работы размеры

Расстояние между патрубками обеих гребенок должно составлять от 10 до 20 см. Это оптимальные параметры для обслуживания. В тех же пределах должно находиться и расстояние между самими гребенками подачи и обратки.

Последовательность работ

Для изготовления обеих гребенок могут быть использованы не только круглые, но и квадратные трубы. Последовательность выполняемых работ такова:

• В полном соответствии с параметрами, указанными на чертеже, приобретаем все необходимые материалы.
• Согласно чертежу производим соединение методом сварки труб с учетом их последующих функций. Места сварки следует зачистить металлической щеткой и обезжирить.
• Тестирование самодельного узла – необходимый этап работ. Для этого герметично закрываются все патрубки кроме одного, через который в систему заливается горячая вода. Хорошенько осмотрим все стыки: они не должны протекать.
• Теперь коллектор можно покрасить и хорошенько посушить.
• Далее следует подсоединить к нему трубы, запорные механизмы и контрольную аппаратуру.

После этого устройство готово к эксплуатации. От покупных изделий этот будет выгодно отличаться тем, что он сооружен с учетом потребностей конкретного дома, а это очень важно для его дальнейшей эксплуатации. Разумеется, качественное и функциональное устройство может получиться только в том случае, если мастер умеет обращаться со сварочным аппаратом и слесарным инструментом.

Чтобы самодельный блок коллектора мог работать эффективнее, чем покупной, мастеру нужно уметь обращаться и со сварочным оборудованием, и со слесарными инструментами

О том, как сделать коллектор из полипропилена, вы можете узнать, посмотрев это видео:

Тепловая нагрузка здания:

кВт

Внимание! Представленные програмные продукты не заменяют профессиональное проектирование, необходимое для получения достоверных результатов в конкретных условиях применения. Используя данный продукт, Вы выражаете свое согласие с “Отказом от ответственности” и установленными Правилами и принимаете всю ответственность, которая может быть на Вас возложена. Расчеты производятся согласно нормативной методики в соответствии с действующих законодательством, но не учитывают частных ситуаций. Предлагаемые результаты носят оценочных характер.

Устройство и принцип работы

В процессе раскладки труб греющих контуров их концы со всех помещений сходятся в одном месте, где к ним происходит подключение гребенки теплого пола. Она представляет собой распределительно-смесительный узел, чьей задачей является:

• уменьшить температуру теплоносителя, поступающего от котла. Для подачи в напольную систему нужна вода с температурой не более 45 °С, а теплогенератор редко нагревает теплоноситель до столь низкого порога. Обычно на входе в гребенку держится минимум 55 °С;
• обеспечить потребное количество теплоты для каждого помещения. Тут распределительная гребенка работает как регулятор отпуска тепловой энергии, управляя расходом теплоносителя в каждом контуре.

Распределитель для теплых полов визуально напоминает большие гребенки отопления, устанавливаемые в тепловых пунктах. В нем также есть 2 горизонтальных коллектора – подающий и обратный, к которым присоединяются потребители, в нашем случае – греющие контуры. С торцов к патрубкам коллекторов подводится теплоноситель от главной магистрали – из котельной. Типовая схема подключения гребенки представлена на рисунке:

Для регулирования количества воды, уходящей в каждый из контуров, на одном из коллекторов установлены клапаны с нажимным штоком. Регулировку можно производить как вручную, так и с помощью различных средств автоматизации, например, сервоприводов. Чтобы контролировать количество теплоносителя, отводы от второго коллектора оборудованы колбами расходомеров. Подробно устройство гребенки показано на схеме:

Здесь видно, что помимо перечисленных выше элементов, важной частью гребенки является циркуляционный насос. Без него ни один контур не сможет работать, поскольку именно насос, установленный между двумя коллекторами, отвечает за циркуляцию теплоносителя по трубам.

Естественным путем вода в теплых полах не движется, только с принудительным побуждением. Соответственно, при отсутствии электроэнергии система функционировать не сможет.

Сам же принцип работы гребенки заключается в следующем. Горячая вода, пришедшая от котла, попадает в необходимом количестве во все контуры, побуждаемая к движению насосом. Причем теплоноситель движется по кругу до тех пор, пока его температура не упадет ниже установленной. Так как температуру воды контролирует датчик трехходового клапана, то после ее снижения клапан начнет открывать путь воде из котловой магистрали, подмешивая ее к остывшему теплоносителю.

Когда температура в коллекторе возрастет до заданного предела, трехходовой клапан снова перекроет магистраль. Насос гребенки теплого водяного пола работает безостановочно, обеспечивая циркуляцию внутри системы, независимую от других тепловых сетей дома. Для опорожнения узла конструкцией гребенки предусматривается установка сливных кранов. С целью выпуска воздуха из этой обособленной системы схема может быть дополнена автоматическими воздухоотводчиками.

Управление греющими контурами

При качественном регулировании теплоносителя по температуре его расход остается неизменным, если не установить дополнительные средства автоматизации. Без них объем проходящей через контур воды настраивается только вручную – вентилями и ротаметрами, расположенными на подающем/обратном коллекторе. Но термоклапанами можно управлять и автоматически, если поставить на них сервоприводы.

Сервоприводы крепятся к термостатическим вентилям на обратном коллекторе и управляют ими по команде контроллера

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 способом контроллер может управлять напольным обогревом и радиаторной системой одновременно, что и показано на схеме:

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 дистанционно 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.

Как собрать гребенку теплого пола?

Надо сказать, что сборка гребенки своими руками – задача вполне реальная. Если вы смонтировали систему отопления в своем доме самостоятельно, то навыков для сборки данного узла у вас достаточно. Тем более что гребенки заводского изготовления поставляются комплектно и к ним прилагается инструкция по монтажу со схемами и пояснениями. Пример такой схемы представлен ниже:

Примечание. По договоренности с фирмой – продавцом может поставляться гребенка в сборе, вам надо лишь указать число отводов для присоединения труб. Циркуляционный насос, трехходовой клапан и прочая арматура в комплект не входит, их надо приобретать отдельно. Зачастую они продаются в виде отдельного узла, что подсоединяется к коллекторам гребенки.

На данный момент распределительные узлы изготавливаются из таких материалов:

• латунь;
• нержавеющая сталь;
• пластик (полиамид).

Заводская гребенка из пластика – поистине находка, ее стоимость намного меньше, чем у металлических «собратьев». Причем на практике она функционирует не хуже, во всяком случае, негативных отзывов о ней совсем мало. Сборка распределителя из любого материала состоит в том, чтобы соединить между собой секции гребенки, прикрутить к ним смесительный узел из насоса с клапаном, установить термометры, краны и воздухоотводчики. Готовый коллектор можно устанавливать на место и подключать к нему трубы.

Для тех, кто не желает либо не может приобрести и пластиковый коллектор, есть другой вариант — самостоятельно спаять гребенку из полипропиленовых труб и фитингов. Для этого нужно запастись необходимым количеством тройников и отрезками ППР-труб того же диаметра. Поскольку тройники невозможно состыковать между собой напрямую, то следует нарезать заготовки труб, что будут служить соединительными ниппелями.

Совет. Самодельная гребенка из полипропилена не должна выглядеть так расхлябано, как на фото, показанном выше. Чтобы сделать все красиво, надо тщательно подобрать длину ниппелей из труб, тогда тройники станут плотно прилегать друг к другу.

Если вам удалось спаять нужно число тройников, остается надежно прикрепить их к стене, а потом обыгрывать вокруг них остальную обвязку: насос, клапан, краны и прочие детали. Надо постараться, чтобы массивные детали крепились к стене самостоятельно, а не нагружали своим весом распределитель. Правда, сделанная своими руками гребенка будет лишена расходомеров и регулировочных клапанов, но при необходимости их можно приобрести и установить дополнительно.

Что нужно знать о минусах?

После того как преимущества использования распределительных гребенок в отопительных системах стали понятными, имеет смысл остановиться на некоторых минусах:

1. Высокая цена. Коллекторы изготавливают из прочного качественного металла, стоимость которого выше средней. Высокоточная запорная комплектация тоже стоит дорого. Чем больше контуров обслуживает гребенка, тем выше расходы на ее оснащение.
2. Энергозависимость. Коллекторное отопление без циркуляционного насоса не работает. Следовательно, надо готовиться к дополнительной оплате электроэнергии.
3. Высокий расход труб. Расход труб в коллекторных отопительных системах в несколько раз выше, чем в обычных, так как к каждому прибору нужно тянуть отдельную петлю. Все это усложняет и удорожает монтажные работы.

Коллекторная система по мнению специалистов и тех, кто ею уже пользуется, самая современная, надежная и эффективная.

Но при этом дорого обходится и ее обустройство, и эксплуатация.

Как регулировать гребенку?

Чтобы водяной теплый пол обеспечивал комфортную температуру во всех комнатах, распределительный узел надо предварительно настроить. Регулирование системы производится по 2 параметрам теплоносителя:

Первый параметр устанавливается на трехходовом смесительном клапане. Это можно сделать вручную, задав требуемую температуру воды поворотом регулировочного колеса. Но чаще в схеме задействована термостатическая головка с выносным датчиком и капиллярной трубкой, так что температуру воды надо выставить на ней. Датчик плотно прикрепляется к коллектору.

Количественная регулировка гребенки может осуществляться как вручную, так и автоматически. Вращая колпачок на клапане каждого контура и глядя на показания расходомера, следует добиться расчетного расхода воды, если он вам известен. Если же нет, то настраивать придется по ощущениям в течении нескольких дней.

Автоматическая регулировка предполагает монтаж на место колпачков специальных сервоприводов, дистанционно взаимодействующих с термостатами во всех помещениях. Тогда гребенка с насосом будет выдавать в греющие контуры столько теплоносителя, сколько нужно в данный момент. Сервоприводы на всех отводах станут управлять потоками по команде термостатов.

Параметры здания

Введите длину и ширину постройки. Если крыша наклонная, то высота вводится по коньку.

Угол наклона кровли:

Площадь кровли:

Тонкая настройка системы

Последний шаг — регулировка гребенки теплого пола, необходимый для установки определенной температуры на каждый контур и ограничения объема поступающей в него воды.

Степень нагревания определяется на термоголовке коллектора «обратки», которая располагается на соответствующем отводе. Поможет разобраться, как отрегулировать теплые полы на гребенке в плане расхода теплоносителя, программное обеспечение для гидравлического расчета. Вводя в компьютер данные о длине контура, нагрузке, скорости и расходе циркуляции воды можно получить конкретное значение. Оно выставляется при помощи индикаторной колбы на каждый контур отдельно.

Есть более простой способ, как регулировать теплые полы на гребенке. Для этого понадобится время и интуиция. Определенное значение расходометра и температуры выставляется «на глазок». Если в помещении недостаточно тепло — параметры повышаются, жарко — снижаются.

Чтобы сделать систему обогрева надежной и функциональной, обращайтесь за профессиональной помощью к специалистам, имеющим большой практический опыт в решении таких задач.

Чтобы выбрать оптимальное решение и учесть все нюансы, лучше обратиться к нашему специалисту за консультацией.