Расчет диаметра коллектора отопления

В системе напольного обогрева одну из ключевых ролей играет коллектор для тёплого пола. Разберемся, как правильно выбрать и подключить коллектор или гребенку для отопления, как избежать типичных ошибок при самостоятельном монтаже распределительного узла. Рассмотрим, какие модели коллекторов на сегодняшний день популярны и отвечают всем требованиям по безопасности.

Устройство коллектора и принцип работы

Коллекторная система отопления – это гребенка, от которой идут выводы для подсоединения приборов отопления. Количество таких выводов может быть совсем разным. Если необходимо, узел можно дополнить отводами. На коллектор можно также поставить клапаны для слива и выпуска воды и воздуха, счетчики тепла.

На выводы можно ставить также регулировочные или отсекающие краны, благодаря чему можно будет регулировать или отключать поток носителя тепла. Прибор ставится в отопительную систему как коллекторный блок, куда входит подающая и обратная гребенка. Они оснащены выпускными вентилями и кранами.

Составные части коллекторного узла

Гребенка для отопления функционирует очень просто. Носитель тепла, который разогрет котлом до необходимой температуры, идет в подающую гребенку. Далее он распределяется между приборами отопления. К каждому прибору делается трубопровод, по которому и идет носитель тепла. В радиаторе жидкость, которая уже отдала часть тепла, частично охлаждается, по другой трубе идет в обратную гребенку и оттуда – в котел. Благодаря такому распределению радиаторы разогреваются равномерно, так как к каждому подходит отдельная подающая труба.

В многоэтажном здании коллектор для отопления устанавливается на каждом этаже, благодаря чему можно получить отдельные поэтажные контуры отопления с автономным регулированием.

Если нужно, можно отключить отопление всего этажа или же только несколько приборов, поэтому обслуживать и ремонтировать узел смешения отопления намного проще. На работу всей системы отопления такое распределение никак не повлияет. Применение коллекторной системы увеличивает эффективность работы отопительного оборудования, так как на его выводы можно поставить приборы, которые регулируют температуру и напор носителя тепла, расходомер.

План отопления с коллекторами

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.

Назначение и виды

Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)

Назначение и виды

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.

Назначение и виды

Как рассчитать коллекторную систему отопления

Несоблюдение этого требования при конструировании коллектора приведет к недостаточной интенсивности подачи теплоносителя, что сильно снизит качество отопления.

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 * d 2 /4. Следуя этой формуле, исходное равенство преобразуется в такую конструкцию:

π * d0 2 /4 = π * d1 2 /4 + π * d2 2 /4 + π * d3 2 /4 + π * dn 2 /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:

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.

Выбор правильного диаметра труб

Разобрать схему расчета диаметра гребенки недостаточно для того, чтобы собрать эффективный гидроколлектор. Нужно также понять, какого диаметра должны быть трубы, чтобы баланс системы соблюдался. Основан подбор труб на их внутреннем диаметре, от которого зависит площадь сечения и пропускная способность, то есть количество воды, которое может пройти через систему отопления за единицу времени.

Считается, что для обеспечения комфортной температуры ветки, отходящие от коллектора, должны отдавать 1 кВт тепла на каждые 10 м 2 помещения. Обычно предусматривают 20% запас на случай чрезмерных заморозков, то есть нужно 1,2 кВт на каждые 10 м. Учитывая, что оптимальная скорость движения теплоносителя равна 0,4-0,7 м/с, а ее температура составляет 80 градусов, для помещения площадью 20 м 2 нужны трубы сечением около 10 мм. Расход воды, покидающей гидроколлектор, при этом составит 110 л/час.

Расчет всех этих цифр ведется по сложной формуле, заменить которую проще таблицей. С помощью таблицы легко можно соотнести размер помещения с необходимым размером трубопроводов, зная нужную тепловую мощность системы.

Упрощенная же схема расчета выглядит так: D = √354∙(0,86∙Q:Δt):V, где:

  • D – диаметр трубы в сантиметрах,
  • Q – тепловая мощность отопления в киловаттах (1,2 кВт на каждые 10 м 2 ),
  • Δt – разница температур на подаче из гребенки (80 градусов) и возврате (обычно 65-70 градусов),
  • V – скорость воды в м/с (0,4-0,7 м/с при оптимальном варианте).

Отдельно стоит отметить требуемую мощность насосного узла, устанавливаемого в гидроколлектор. Он заставляет воду циркулировать внутри системы отопления. Она основана на коэффициенте пропускной способности, которая, в свою очередь, зависит от расхода воды и диаметра труб и измеряется в м 3 /ч.

Пример расчета

Чтобы формула расчета коллектора была более наглядной и понятной, стоит рассмотреть примерную ситуацию. Допустим, есть дом площадью 100 кв. м., в котором установлено два контура отопления и один контур нагрева воды для бытового применения. Соответственно, в гидроколлектор будет входить три ветки. Нужно подсчитать необходимый размер гребенки, чтобы на все контуры системы хватало горячей воды.

Внутренний диаметр труб коллектора можно узнать из таблиц соответствия диаметров и материалов, из которых они сделаны, а можно посчитать самостоятельно с помощью простой линейки. Для примера примем размер равный 20 мм. Все три трубы системы у нас будут одинаковыми. Нужно подставить число 20 в выведенную ранее формулу, и тогда получается:

d0 = 2 * √(20 2 /4 * 3) = 2 * √300 ≈ 36 мм

Важно! Учтите, что если после извлечения корня получается дробное число, округлять его следует в большую сторону, чтобы размер гребенки наверняка подошел.

В представленном примере внутренний диаметр коллектора должен равняться как минимум 36 мм. Подобрать нужный материал трубы, формирующей гидроколлектор, можно из тех же таблиц, или проконсультировавшись в строительных магазинах.

Как рассчитать коллекторную систему отопления Расчет коллектора отопления включает в себя расчёт диаметра гребенки коллектора, количества и диаметра входных и выходных патрубков. Рассчитать коллектор отопления достаточно просто самостоятельно.

Как отрегулировать коллекторную систему отопления

Каждый владелец квартиры или жилого дома предпочитает, чтобы отопительная система работала бесперебойно и с максимальной эффективностью. Для достижения этой цели используются различные способы, среди которых большинство потребителей выбирает распределительные коллекторы. Это устройство пропорционально распределяет тепловые потоки, которые выделяет теплоноситель, благодаря чему отопительная система функционирует максимально продуктивно. Помимо этого разные виды коллекторов для отопления характеризуются своими особенностями и имеют множество преимуществ, о которых следует узнать подробнее.

Как отрегулировать коллекторную систему отопления

Материалы изготовления

Надёжность и долговечность коллектора напрямую зависит от материала, из которого он изготовлен. Гребенка для тёплого пола может быть металлической или полимерной. Каждый из вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

Полипропилен

Коллектор, выполненный из полипропиленовой трубы, это предельно экономный вариант. Кроме доступной цены можно отметить небольшой вес устройства. В продаже представлены модели с фитингами и гребёнки с отсекающими шаровыми кранами. Чтобы подключить изделия из металла применяются комбинированные фитинги.

К недостаткам полипропиленовых коллекторов относят:

Материалы изготовления
  • толстые стенки, за счёт чего сечение прохода меньше, чем у гребёнок из металла того же размера;
  • меньшая прочность и долговечность по сравнению с металлическими моделями;
  • кислородопроницаемость – даже если полипропилен усилен за счёт армирования стекловолокном, присутствует диффузия кислорода, который провоцирует коррозию стальных элементов системы отопления и котла.

Коллекторный блок из полипропиленаИсточник

Список достоинств полимерных гребёнок включает:

  • устойчивость к воздействию агрессивных сред (можно использовать антифриз в качестве теплоносителя);
  • стойкость к электрохимической коррозии;
  • низкие потери тепла по сравнению с изделиями из металла.

Полипропиленовый коллектор для отопления можно купить или изготовить самостоятельно из трубы подходящего размера и фитингов.

Латунь

Латунь – классический материал для изготовления коллекторов отопления. Гребенку выполняют методом штамповки или сверлят отверстия под отводы и нарезают резьбу на отрезках полого латунного прута.

Материалы изготовления

У коллекторов из данного материала существует один недостаток – из металла вымывается цинк. Поэтому рекомендуется использовать никелированные или хромированные изделия. Такие гребёнки:

  • долговечны;
  • стойки к коррозии, воздействию агрессивных сред.

Недостаток латунных коллекторов – высокая цена. Также можно отметить меньшее проходное сечение по сравнению с моделями из стали.

Коллектор из латуниИсточник

Нержавеющая сталь

Коллекторы из нержавейки пользуются спросом благодаря сочетанию высоких эксплуатационных параметров и доступной цены. К достоинствам относят:

  • большое проходное сечение, за счёт чего проще сбалансировать систему тёплого пола;
  • механическую прочность даже при наличии сварного шва;
  • устойчивость к коррозии и агрессивным средам;
  • долговечность.
Материалы изготовления

Гребенка для отопления зарекомендовавшей себя марки (к примеру, VALTEC), изготовленная из качественной нержавеющей стали, рассчитана на 30-50 и более лет эксплуатации. Дешёвые изделия неизвестных производителей, в том числе подделки, нередко выполнены из низкокачественной стали и подвержены коррозии.

Коллектор из нержавейкиИсточник

Как сделать коллектор своими руками?

Хоть с экономической стороны это не совсем себя оправдывает, но при наличии нужного инструмента и запаса терпения можно изготовить полипропиленовую гребенку своими руками. Для этого потребуется:

  • ножовка и паяльник для полипропилена;
  • куски полипропиленовой трубы рехау диаметра 25 и 32 мм;
  • тройники 32×25х32;
  • заглушки под 32-ой диаметр;
  • муфты с резьбой внутри 32:1 дюйм и 25:34;
  • муфты с резьбой снаружи 25:34;
  • герметик;
  • шаровые краны;
  • воздухоудалитель.

Можно не использовать воздухоудалитель. Но обязательно нужно оставить место с обоих концов для подключения в будущем к коллектору водоснабжения дополнительных устройств. Во время сварочных работ очень важно визуально проверять качество швов, чтобы не допустить полностью заваренных элементов.

Коллекторный шкаф: назначение, разновидности и преимущества

Коллекторный шкаф

Коллекторный шкаф – защитная конструкция, оберегающая смесительный узел от постороннего вмешательства. По сути, это короб, установленный в горизонтальном положении, оснащенный крепежными механизмами и дверцей.

Коллекторный шкаф: назначение, разновидности и преимущества

Использование такого шкафчика дает возможность расположить коллекторный узел в удобном месте без ущерба для интерьера и технического наполнения. Таким образом, коллекторно-смесительный узел можно разместить в любой комнате, не опасаясь, что содержимым заинтересуются дети и домашние питомцы.

Различают два типа коллекторных шкафов:

  • Наружные монтируются на поверхность стены с помощью специальных крепежей и ножек (при необходимости корректировки по высоте). Выводные щели прикрываются съёмными металлическими накладками. Сам шкаф покрыт порошковой краской или антикоррозийным составом по бокам, дверца может быть в белом, бежевом или другом цвете по вкусу потребителя.
Коллекторный шкаф: назначение, разновидности и преимущества

Наружный коллекторный шкаф

  • Встраиваемые устанавливают в нишу либо закрывают вагонкой или гипсокартоном. Боковые части, как правило, не окрашены, так как в них расположены крепежные и выводные пролеты. Фасад окрашивается в белый цвет, но также возможны варианты.

Встраиваемый коллекторный шкаф

Коллекторный шкаф: назначение, разновидности и преимущества

Оба вида конструкций обязательно имеют крепкий замок, защиту от возможных термических ожогов. Шкафы располагают не ниже уровня пола, но и не поднимают слишком высоко. После установки короба, процесс сборки коллектора водяного пола проходит согласно задуманной схеме. При этом, все отводы остаются легко доступны для укладки контуров.

Внутрь шкафа можно поместить также и счетчик водоснабжения, совместив все контуры в одной точке. На стене вся конструкция будет выглядеть в разы эстетичнее, нежели связка труб водяного контура отопительной системы с многочисленными датчиками, вентилями и кранами.

Модификации распределительных гребенок

Сегодня на рынке 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.

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. Навороченные дорогостоящие модели могут быть оснащены:

  • 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.

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

  1. Латунные – отличаются высокими эксплуатационными параметрами при доступной цене.
  2. Нержавеющие – стальные конструкции чрезвычайно долговечны. Они могут с легкостью выдерживать большое давление.
  3. Полипропиленовые – модели из полимерных материалов, хоть и отличаются невысокой ценой, но по всем характеристикам уступают металлическим «собратьям».

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

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.

Сборка готового комплекта

Самый простой и надежный способ, но более дорогой — это купить готовый комплект насосно-смесительного узла и коллекторной группы. Руководство по сборке заводского комплекта содержит пошаговые инструкции, что позволяет собрать его своими руками даже неопытному мастеру.

Сборка готового комлекта насосно- смесительного узла и коллекторной группы

Подключение труб теплого пола к коллектору производится с учетом пропускной способности распределительных гребенок и составленной схемы с обозначением размеров труб, точек их соединения с элементами отопительной системы и местами укладки. Работы по подключению водяного контура проводят после установки коллектора и системы защиты (байпас, воздушный клапан).

Балансировка системы отопления в частном доме: Как распределить тепло по комнатам

Для правильной работы системы отопления необходимо провести ее балансировку. Эта процедура не только повысит комфорт, но и поможет сэкономить на отоплении.

Балансировка системы отопления в частном доме: Как распределить тепло по комнатам

Балансировка системы отопления в частном доме зачастую является необходимой процедурой. Как правило, выполнять ее нужно еще при изначальном обустройстве. Впрочем, иногда хозяевам везет, и даже пропуск данной операции никак не влияет на качество домашнего отопления.

Читайте также:  Выносные комнатные термостаты для котлов отопления