Коллекторы для отопления – принцип работы, устройство и монтаж

В сантехнике коллектором называется участок трубы увеличенного сечения, собирающий (или раздающий) воду из нескольких ответвлений меньшего диаметра. В отопительных системах административных, жилых и производственных зданий указанный элемент встречается под названием «распределительная гребенка». Наша задача – рассмотреть коллектор отопления для частного дома, рассказать о принципе работы, вариантах применения и способах монтажа.

1 Зачем нужен коллектор, принцип работы

2 Виды коллекторных узлов

3 Устройство гребенки для теплого пола

3.1 Конструкция и назначение расходомеров

3.2 Как устроен термостатический клапан

3.3 Прочие аксессуары гребенки

4 Распределитель лучевой системы отопления

5 Общедомовая коллекторная группа

6 Нюансы монтажа

7 Напоследок о самодельных коллекторах

Зачем нужен коллектор, принцип работыУстройство данного сантехнического прибора очень простое. По сути, это кусок трубы большого диаметра, оснащенный резьбовыми штуцерами для подключения контуров водяной системы. Длина гребенки отопления зависит от числа присоединений, основная линия обычно подводится к торцу.

Справка. Как правило, коллекторы снабжаются отводными патрубками одинакового диаметра, составляющего 0.5…0.75 от сечения главной камеры. Расстояние между штуцерами бывает разным – в зависимости от расхода теплоносителя в контурах и назначения гребенки.

Что происходит в коллекторе, куда поступает вода из 2…10 параллельных ветвей:

Из нескольких магистралей в сборный трубопровод попадает теплоноситель с различными параметрами – температурой, скоростью течения, расходом за единицу времени.

В большом проходном сечении гребенки скорость движения воды снижается, уменьшается гидравлическое сопротивление.

Смешиваясь в главной камере, разные потоки обретают на выходе одинаковую температуру и скорость.

Итак, задача коллектора – сбор теплоносителя, выравнивание его параметров и отправка обратно в котел по основной линии. Без гребенки не обойтись, когда нужно свести в один трубопровод несколько магистралей с разным расходом воды, гидравлическим сопротивлением и протяженностью. Попробуйте соединить такие ветви на тройниках — 2–3 контура сразу перестанут нормально работать.

Распределительный коллектор отопления действует аналогичным образом, только в обратном направлении. Вода от котла, медленно протекающая через основную камеру, расходится в требуемом количестве по второстепенным линиям.

Одна голая труба с отростками малополезна без сопутствующей арматуры – кранов, клапанов и прочих элементов. Коллекторный узел в сборе помогает решить несколько важных задач:

регулировать количество теплоносителя по каждой ветви, балансировать их между собой;

путем подмеса снижать температуру подаваемой воды и поддерживать ее на заданном уровне;

опорожнять систему, сбрасывать воздух;

автоматически управлять микроклиматом каждого помещения, используя комнатные терморегуляторы.

Виды коллекторных узловПрежде чем рассматривать типы гребенок, укажем способы их применения в системах водяного отопления частных домов и квартир:

распределение и регулирование температуры воды в контурах теплых полов, сокращенно – ТП;

раздача теплоносителя радиаторам по лучевой (коллекторной) схеме;

общее распределение тепла в жилом здании большой площади со сложной системой теплоснабжения.

В загородных коттеджах с разветвленным отоплением коллекторная группа включает так называемую гидрострелку (иначе – термогидравлический разделитель). По сути, это вертикальный коллектор на 6 выводов: 2 – от котла, два – на гребенку, один верхний для удаления воздуха, из нижнего сбрасывается вода.

Дополнение. Есть каскадные гидрострелки с большим количеством штуцеров, куда подключаются отопительные контуры напрямую. Тогда распределитель коллекторного типа не используется.

Теперь о видах распределяющих гребенок:

Для ограничения температуры воды, регулирования расхода и балансировки контуров теплого пола используются специальные коллекторные блоки, сделанные из латуни, нержавейки или пластика. Размер присоединительного отверстия основной теплотрассы (на торце трубы) – ¾ либо 1 дюйм (DN 20–25), ответвлений – ½ или ¾ соответственно (DN 15–20).

В радиаторных лучевых схемах применяются те же гребенки систем напольного обогрева, но с урезанным функционалом. Разницу мы объясним ниже.

Для общедомового распределения теплоносителя используются стальные коллекторы больших размеров, диаметр соединения – свыше 1” (DN 25).

Заводские коллекторные группы недешевы. Ради экономии домовладельцы часто пользуются гребенками, спаянными своими руками из полипропилена, или берут дешевые распределители для систем водоснабжения. Дальше мы укажем проблемы, связанные с установкой самодельных и водопроводных коллекторов.

Устройство гребенки для теплого полаТемпература теплоносителя, подаваемого в контуры напольного отопления, не должна превышать 50 °C, оптимальный температурный график – 40/30 °C. Если поверхность пола нагреется сильнее 30 градусов, в комнате станет душно, некомфортно.

Держать на подаче 40–50 °C способны только газовые котлы, и то, с потерей КПД. Чтобы эффективно расходовать газ либо другой энергоноситель, воду необходимо греть до 60 градусов, а после снижать температуру на входе в петли ТП. Это одна из основных задач коллекторного блока, состоящего из следующих элементов:

сам коллектор – 2 отдельных трубки (подающая и обратная) с кронштейнами настенного крепления;

термостатические клапаны нажимного действия с подсоединением для труб типа «евроконус»;

расходомеры (ротаметры) со шкалой 0.5…5 л/мин;

торцевые блоки с автоматическими воздушными клапанами и вентилями слива;

блоки стрелочных термометров;

отсекающие шаровые краны;

байпасная линия с перепускным клапаном.

Ротаметры и нажимные клапаны завинчиваются в специальные гнезда на гребенке, последние закрыты пластмассовыми колпачками. Воздухоотводчики со сливными вентилями вкручиваются в торцы коллекторных трубок с одной стороны, блоки термометров и кранов – с другой. Байпас устанавливается в зависимости от конструкции гребенки.

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.

Принцип работы коллекторной системы довольно прост. Разогретая теплогенератором жидкость поступает в подающую гребенку.

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

Запорная арматура на выводе

Количество выводов на распределителе может быть любым, а в случае надобности конструкцию всегда можно нарастить дополнительными отводами

Зная расход теплоносителя, равный мощности теплогенератора, и скорость движения воды, несложно найти необходимую площадь сечения.

Только предварительно следует перевести литры в удобную для расчетов единицу мм3.

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.

Как найти площадь сечения коллектора для отопления

Внутренний диаметр коллектора определяется расчетным путем так, чтобы скорость передвижения теплоносителя внутри него была не больше 0,7 м/с

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 теплогенератору.

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.

Вспомогательные элементы системы отопления коллекторного типа

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.

Грамотное построение системы отопления – это сложная и трудоемкая задача, которую каждый домовладелец склонен реализовывать по-своему.

В настоящий момент доступно множество схем, в соответствии с которыми проекты отопления воплощаются в жизнь, и среди них собственник жилья может подобрать оптимальный вариант в соответствии со своими требованиями и ожиданиями, а также с учетом специфики дома и его планировки.

Среди прочих вариантов выгодно выделяется коллектор системы отопления, позволяющий добиться максимальной функциональности и отдачи работы контуров.

Принцип работы коллектора отопленияВ общем понимании, распределительный коллектор отопления принцип работы которого состоит в балансировке тепловых потоков, выделяемых различными теплоносителями, помогает сделать контуры продуктивными и экономичными.

Устройство и функции коллектора

Принцип работы коллектора отопленияПрежде чем установить коллектор для отопления, важно разобраться с принципом работы и устройством этого элемента отопительной системы.

По конструкции коллектор для котла отопления представляет собой гребенку из металла, которая оборудована несколькими выходами для подключения различных типов отопительных приборов, установленных в доме.

Конфигурация гребенки может модифицироваться. Она подбирается монтажниками в индивидуальном порядке в соответствии со схемой разводки отопления в доме.

Функции, которые выполняет коллектор распределительный отопления, представлены следующим перечнем:

Принцип работы коллектора отопления

регулирование объема теплоносителя;

контроль давления в контуре;

объем подачи теплоносителя;

мониторинг температуры нагрева воды в системе.

Принцип работы коллектора отопленияУстановленный корректным образом в системе отопления коллектор даст возможность вести централизованное управление обогревом в каждой отдельной комнате дома.

Он может работать не только в паре с радиаторами водяного контура.

Особенность конфигурации коллектора позволяет интегрировать прибор в систему отопления с теплым полом, панельным и конвекторным обогревом и даже солнечными батареями .

Принцип работы коллектора отопленияУстройство прибора характеризуется наличием подающего и возвратного коллектора.

Эти элементы взаимосвязаны и представляют собой единый блок с компактными габаритами.

Как можно понять из названия, подающий коллектор участвует в процессе подачи подогретого в котле теплоносителя ко всем подключенным к нему контурам системы обогрева.

При этом задача возвратного коллектора имеет противоположный характер – этот компонент балансирует давление в системе и способствует обеспечению плавного и равномерного прогревания каждого отопительного прибора в системе.

При необходимости собственник может перекрыть клапан на коллекторе и тем самым отключить отопление на одном из контуров.

Принцип работы коллектора отопленияПомимо клапанов коллектор отопления для котельной оборудуют разными типами запорно-регулирующей арматуры.

Это могут быть отсекающие краны, которые препятствуют циркуляции теплоносителя и регулировочная арматура, которая контролирует потоки теплоносителя и помогает контролировать давление в системе.

Типы коллекторов

Принцип работы коллектора отопления

Как упоминалось ранее, стандартной конфигурации коллектора не существует – прибор может иметь любые формы и адаптироваться для использования в самых разнообразных отопительных системах, характеризующихся разным количеством контуров и типом отопительных приборов.

К коллектору может быть подключено от двух до двенадцати контуров, и в процессе работы системы количество задействованных контуров может варьироваться.

Принцип работы коллектора отопления

К примеру, коллектор для отопления на 2 контура подразумевает наличие двух систем отопления.

Это могут быть теплые полы и радиаторы.

Поскольку эти системы характеризуются различными рабочими параметрами, необходимо подобрать коллектор отопления с гидрострелкой, позволяющей сбалансировать разницу в температурах и давлении на различных контурах.

Принцип работы коллектора отопления

Более сложную схему подключения требует коллектор для отопления на 3 контура – такой прибор дает возможность сформировать три контура с различными рабочими параметрами.

При этом каждый контур, идущий от коллектора, будет отличаться по диаметру внутреннего сечения трубопровода, типу используемых радиаторов и т.п.

Аналогичное применение имеет коллектор для отопления на 4 контура, а также коллекторы, рассчитанные на большее количество контуров.

При этом основная классификация приборов осуществляется исходя из типа материалов, используемых производителями для изготовления коллекторов.