Одним из наиболее эффективных решений для модернизации отопительной системы, которое помогает улучшить ее производительность и надежность, является установка коллекторного блока. Это устройство заменяет традиционные линейные структуры и направлено на повышение удобства в эксплуатации и упрощение процесса ремонта системы.
Давайте более подробно изучим принцип работы коллекторного устройства для отопления и основные аспекты его монтажа.
Краткое содержание статьи
Принцип функционирования распределителя
Главная функция распределительного коллектора заключается в равномерном распределении тепла, поступающего из главной линии, по всем контурам системы. Кроме того, он обеспечивает циркуляцию, возвращая остывшую жидкость обратно в котел.
Каждая ветка системы, подключенная к коллектору, получает независимость от других контуров.
Это устройство представляет собой промежуточный элемент, состоящий из двух связанных частей:
- подающая гребенка – предназначена для подачи теплоносителя;
- обратная гребенка – отвечает за отвод остывшего теплоносителя к теплогенератору.
Обе части образуют единую коллекторную группу. От каждой гребенки отходит несколько отводов для подключения к отопительным приборам.
Коллекторный узел равномерно распределяет тепловую энергию по всем элементам и устройствам системы отопления.
Распределительную гребенку для создания лучевой системы отопления можно приобрести в готовом виде или изготовить самостоятельно.
Для изготовления самодельного коллекторного устройства используют как полипропиленовые, так и стальные трубы.
Нагретый до необходимой температуры теплоноситель сначала поступает в коллектор, а затем, по трубам, равномерно распределяется ко всем подключенным приборам.
Коллекторный узел обычно включает две гребенки: одна принимает и распределяет горячий теплоноситель, вторая – собирает остывший.
Лучевые системы часто комбинируют с однотрубными и двухтрубными вариантами.
Следует отметить, что коллекторные схемы отопления почти всегда подразумевают установку хотя бы одного циркуляционного насоса. Лучше всего обеспечивать его наличие в каждом отдельном отопительном контуре.
Для удобства удаления шлама из системы коллекторные гребенки часто оснащают дешевыми дешламаторами, а для слива воды – шаровыми кранами.
Каждый вывод устройства может быть дополнен выпускными вентилями, а также задвижками или регулирующими кранами.
Наличие таких элементов позволяет контролировать давление в каждом контуре, а при необходимости отсоединять ветви для ремонта, перекрывая поток теплоносителя.
Чтобы повысить эффективность работы системы и упростить контроль за процессами отопления в каждом помещении, корпус распределительной гребенки можно использовать как платформу для установки:
- воздуховыпускных клапанов;
- водосливных устройств;
- расходомеров;
- тепломеров.
Принцип работы коллекторной системы довольно прост. Нагретая жидкость от теплогенератора попадает в подающий коллектор.
Внутри узла скорость движения жидкости замедляется благодаря увеличенному диаметру, что позволяет равномерно перераспределить теплоноситель между всеми отводами.
Количество выводов на распределительном узле может быть разным, и при необходимости конструкцию всегда можно дополнять новыми отводами.
Учитывая расход теплоносителя, равный мощности теплогенератора, и скорость движения воды, несложно вычислить необходимую площадь сечения. Для этого важно перевести литры в удобные для расчетов единицы — мм³.
Через соединительные патрубки, имеющие меньшее сечение, чем труба коллекторного узла, теплоноситель поступает в заранее проложенные контуры и движется к радиаторам или к теплым полам.
Такой подход обеспечивает равномерный прогрев каждого элемента, поступающего в систему с однотипной температурой.
Внутренний диаметр коллектора определяют расчетным путем, следя за тем, чтобы скорость теплоносителя в нем не превышала 0,7 м/с.
После того как жидкость достигает радиатора и отдает накопленное тепло, она перемещается в противоположную сторону на распределительный блок, где попадает на обратную гребенку и направляется обратно к теплогенератору.
Для загородного дома система с использованием коллекторов считается наиболее эффективной и надежной.
Единственным недостатком, который может отпугнуть экономных владельцев, является цена: установка такой системы обходится дороже, чем традиционные тройниковые конструкции.
Такое конструктивное решение, предполагающее использование отдельных подводящих труб, обеспечивает равномерное прогревание радиаторов.
Типы коллекторов в системах отопления
Коллекторные устройства, используемые для проектирования закрытых циркуляционных отопительных систем, бывают трех типов.
В зависимости от назначения на рынке доступны следующие варианты: радиаторные коллекторы, солнечные системы и устройства с гидрострелкой.
Тип #1 — радиаторное коллекторное отопление
Какой бы тип отопления ни был реализован в доме, радиаторы присутствуют всегда. Поэтому коллекторы, которые распределяют поток теплоносителя непосредственно к установленным в помещениях батареям, наиболее востребованы.
Распределительный узел включает две связанные гребенки: первая отвечает за подачу теплоносителя к радиаторам, вторая – за его отвод обратно к котлу.
Коллекторы, использующиеся в радиаторном отоплении, могут быть подключены различными способами, в зависимости от архитектурных и интерьерных требований помещения.
Варианты подключения радиаторной системы могут быть следующими:
- верхнее подключение;
- нижнее соединение;
- боковое подключение;
- диагональное ведение.
Наиболее распространенным является, однако, нижний способ соединения. При таком варианте контуры, скрытые под полом или плинтусами, не привлекают лишнего внимания.
Исследования подтверждают, что нижнее подключение позволяет наилучшим образом реализовать все преимущества системы частного отопления.
Коллектор для радиаторов устанавливают на каждом этаже здания, помещая его в центральной части и маскируя в нише или специальном шкафу на стене.
Важно выбирать место для установки таким образом, чтобы все подключаемые ветви были максимально равны по длине.
Если достичь равенства длин подключенных колец невозможно, то каждому отводится отдельный циркуляционный насос.
Таким образом, все ветви, подключенные к распределительному узлу, представляют собой автономные контуры с собственной арматурой, а порой и автоматикой.
Наиболее ярким примером коллекторной схемы служат водяные теплые полы.
Коллекторная схема позволяет равномерно распределять тепло по всем контурам системы водяных «теплых полов».
Трубопроводы для теплых полов выполняются из медных труб или их пластиковых аналогов, для соединений используются неразъемные фитинги.
В отопительные кольца встраивают вентили, позволяющие регулировать подачу теплоносителя, и при необходимости отключать «теплые полы» от общей отопительной системы.
Коллектор для «теплого пола» представляет собой установку, включающую несколько трубных колец, расположенных под половым покрытием.
Эти системы всегда обеспечиваются циркуляционным насосом, который устанавливается в промежуточный коллекторный узел на входе трубы в обратном направлении.
Количество патрубков на распределительном узле зависит от числа помещений, подключенных к одной гребенке.
Количество коллекторных групп определяется в зависимости от длины контуров. В расчетах ориентируются на соотношение, согласно которому на одну коллекторную группу выделяется 120 метров трубопровода.
Тип #2 — гидравлическая стрелка
Для установки мощных и разветвленных систем отопления, проектируемых для больших жилых объектов, применяются распределительные коллекторы с термогидравлическим распределителем или гидрострелкой.
При монтаже этого соединительного элемента с одной стороны к нему подключается контур отопительного котла, а с другой – радиаторная система или «теплые полы».
Гидравлическая стрелка занимается выравниванием давления на теплоноситель и представляет собой вертикальную полую трубу с эллиптическими заглушками.
Установка гидравлической стрелки позволяет решить несколько задач:
- избежать резких температурных изменений в трубах, что негативно сказывается на сроке службы системы;
- сохранять постоянный объем воды в котле за счет подмеса и вторичной циркуляции, а также экономить топливо и электроэнергию;
- компенсировать дефицит расхода во второстепенном контуре при необходимости.
Поддержание температурного баланса достигается благодаря отделению гидравлического контура котла от вторичной цепи.
Представлен вариант создания самодельного коллекторного распределителя с гидрострелкой, сделанной из квадратной стальной трубы и оснащенной штуцерами.
Чтобы система с гидрострелкой работала эффективно, необходимо, чтобы каждый контур имел свой собственный циркуляционный насос.
Тип #3 — солнечные коллекторные системы
Данные устройства выбирают для организации автономного водоснабжения в регионах, где нет газа, и уровень солнечного излучения достаточно высок.
Солнечные системы, которые используют воздушные гребенки, действуют благодаря парниковому эффекту, преобразуя солнечное свечение в тепловую энергию.
Конструкция солнечных установок немного отличается от привычных аналогов. В сущности, они напоминают теплицы, которые аккумулируют солнечную энергию.
В таких системах естественная циркуляция теплоносителя происходит за счет конвекционных потоков и благодаря вентиляторам, присоединенным к поглощающей пластине.
Рассматриваемый солнечный коллектор является небольшим плоским коробом с черной адсорбирующей пластиной, которая служит для накопления тепла.
Тепло, скопленное в этом устройстве, передается теплоносителю, который может быть как воздухом, так и жидкостью, циркулирующей по трубам.
Главной задачей солнечных коллекторов является распределение солнечной энергии для бытовых нужд.
На рынке можно найти подвижные коллекторные системы, использующие солнечную энергию, которые имеют конструкцию, позволяющую зеркалам и нагревательным элементам «следить» за движением солнца, что увеличивает поглощение энергии.
Однако высокая стоимость оборудования делает использование солнечных установок в качестве основного источника отопления даже в южных регионах нашей страны невыгодным.
Потому их чаще применяют в качестве дополнительных источников тепла в отопительных системах, использующих твердотопливные и газовые котлы.
Модификации распределительных гребенок
На сегодняшний день на рынке представлено множество видов коллекторов для систем отопления.
Производители предлагают как простые варианты, у которых отсутствуют дополнительные элементы для регулирования работы, так и коллекторные блоки, полностью укомплектованные необходимыми компонентами.
Коллекторный блок, содержащий все необходимые элементы для обеспечения стабильной и эффективной работы системы отопления.
Простые устройства представляют собой латунные модели с дюймовым диаметром ответвлений и имеют два соединительных отверстия с боков.
А на обратном коллекторе подобные устройства имеют заглушки, которые в случае необходимости расширения системы можно заменить дополнительными приборами.
Более сложные промежуточные сборные узлы дополнительно оснащены шаровыми кранами, что позволяет установить запорный механизм для каждого отвода. Более совершенные и дорогие модели могут быть укомплектованы:
- расходомерами, предназначенными для регулировки потока теплоносителя в каждой секции;
- термодатчиками, которые контролируют температуры каждого отопительного прибора;
- автоматическими воздушными клапанами для сброса воды;
- электронными клапанами и смесителями, которые поддерживают заданную температуру.
Количество контуров может варьироваться от 2 до 10 в зависимости от числа подключаемых устройств.
Независимо от уровня сложности и функциональных возможностей, для изготовления коллекторных блоков используют материалы, устойчивые к внешним воздействиям.
Что касается материала, промежуточные сборные коллекторы бывают:
- Латунные – характеризуются выдающимися эксплуатационными данными при умеренной стоимости.
- Нержавеющие – стальные конструкции отличаются выдающейся долговечностью и могут выдерживать значительное давление.
- Полипропиленовые – модели из полимеров имеют доступную цену, но уступают по характеристикам своим металлическим аналогам.
Металлические модели обрабатываются антикоррозийными составами и покрываются теплоизоляцией для увеличения срока службы.
Конструкции из полимеров применяются в системах, обогреваемых котлами с мощностью от 13 до 35 кВт.
Устройства могут быть либо литыми, либо оснащенными цанговыми зажимами, что позволяет соединять их с металлопластиковыми трубами.
Тем не менее, специалисты рекомендуют избегать гребенок с цанговыми зажимами, так как они часто становятся причиной утечек теплоносителя на стыках. Это происходит из-за быстрого выхода из строя уплотнителей, которые не всегда возможно заменить.
Коллекторы применяются в одно- и двухтрубных системах отопления. В однотрубных системах одна гребенка подает теплый теплоноситель и принимает остывший.
Рекомендации грамотного выбора
Основная трудность заключается не только в установке коллектора, но и в правильном выборе оборудования.
При выборе модели гребенки стоит обратить внимание на следующие параметры:
- Максимально допустимое давление, определяющее материал, из которого производится гидравлический распределитель.
- Производительность узла.
- Наличие дополнительных устройств.
- Количество выходных патрубков гребенки, которое должно соответствовать количеству контуров.
- Возможность подключения дополнительных элементов.
Все эксплуатационные характеристики указаны в документации на изделие.
Для создания независимых обогревательных контуров, работающих на каждом этаже с автономным управлением, необходимо монтировать гребенки на каждом этаже здания.
При выборе и установке распределителей ориентируются на параметры обслуживаемой «подсистемы».
Благодаря этаже размещению гребенок в случае необходимости можно отключить как отдельные приборы, так и целый этаж.
Это значительно упрощает обслуживание и ремонт системы отопления.
Так как коллекторный блок является довольно дорогостоящим, следует выбирать продукцию проверенных брендов, чтобы избежать разочарований из-за быстрого выхода оборудования из строя.
Рекомендуется доверять таким производителям, как «GREENoneTEC», «Rehau», «Soletrol», «Oventrop» и «Meibes». В линейках этих европейских брендов можно легко найти все необходимое дополнительное оборудование.
Дополнительные устройства и арматура для коллекторного блока также должны соответствовать стандартам ГОСТ и ТУ.
Для подключения коллектора могут понадобиться: 1 — автоматический воздухоотводчик, 2 – переходник, 3 – уголок, 4 – кран, 5 – сгон, 6 – еще уголок, 7 – выводы труб.
Каждый из дополнительных элементов выполняет свою задачу:
- автоматический воздухоотводчик – устанавливается, если блок и радиаторы находятся на одном этаже;
- переходник – нужен, если диаметр воздухоотводчика равен ½ дюйма, а резьба коллектора составляет ¾ дюйма;
- уголок – позволяет подключать трубы и направлять воздухоотводчик вверх;
- кран – необходим для подключения трубы от котла;
- сгон, оборудованный накидной гайкой – позволяет перекрыть подачу теплоносителя и отсоединить устройство при откручивании гайки.
Если предполагается подключение водяного теплого пола к коллектору, необходимо дополнительно установить кран для подпитки.
Для крепления коллектора к стене понадобятся хомуты, закрепленные на пластиковых дюбелях. Также можно использовать специальные кронштейны.
Такие конструкции удобны своим расположением, так как верхний коллектор вынесен вперед, что позволяет трубам не мешать подключению к нижнему коллектору.
Правила установки и подключения
Наиболее предпочтительно выбирать и устанавливать коллектор еще на этапе проектирования и монтажа системы отопления.
Эти промежуточные конструкции стыкуют в помещениях, защищенных от чрезмерной влажности. Чаще всего для этого отводится место в коридоре, кладовой или гардеробной.
Желательно размещать коллекторный блок в специальном металлическом шкафу, который имеет отверстия по бокам для выведения труб.
В продаже можно найти накладные и встроенные металлокомплекты. Каждая модель оснащена дверцей и выштамповками для прохода трубы.
Если невозможно установить металлический шкаф, проще зафиксировать устройство непосредственно на стене, при этом нишу располагают чуть выше уровня пола.
Не существует единой инструкции по монтажу коллекторных распределительных систем, однако есть несколько важных моментов, по которым специалисты пришли к единому мнению:
- Наличие расширительного бака. Его объем должен составлять минимум 10% от общего объема воды в системе.
- Установить циркуляционный насос для каждого отдельного контура. Мнения специалистов по этому вопросу разделились, однако, если в системе планируется несколько автономных контуров, то для каждого из них рекомендуется установить свой насос.
Перед насосом, который отвечает за обратную подачу, необходимо установить расширительный бак. Это поможет снизить его подверженность к возможным потоковым колебаниям, часто происходящим в этой области.
В случае, если установлена гидрострелка, бак размещается перед главным насосом. Его основная функция заключается в обеспечении циркуляции в небольшом контуре.
Расположение циркуляционного насоса не является критически важным. Однако, согласно опыту, срок службы насоса может быть несколько больше, если он установлен на «обратной» линии.
При установке важно обеспечить размещение вала в строго горизонтальном положении. Если это требование не будет выполнено, даже небольшие пузырьки воздуха могут лишить насос смазки и охлаждения.
Процесс сборки и подключения коллекторной системы хорошо демонстрируется в видео, встраиваемом ниже.
Выводы и полезное видео по теме
Пошаговая инструкция по сборке коллекторного блока в видеоформате:
Обзор установки и функциональности модульного пластикового коллектора:
Распределительный узел для системы «теплых полов»:
Правильно спроектированная и установленная коллекторная разводка обеспечивает надежность и эффективность работы системы отопления.
Минимальное количество соединений и тройников сводит до минимума риск протечек таких систем. Кроме того, возможность регулировки температуры каждого радиатора отопления делает использование системы особенно комфортным.
Если у вас есть нужные знания или опыт установки коллекторных систем отопления, пожалуйста, поделитесь ими с нашими читателями, оставив комментарий внизу статьи.
