Домашно помпено и смесително устройство за топъл под

При монтажа на воден топъл под се използват различен брой конструктивни елементи, които са задължителни или без които системата работи неправилно и не оптимално. Те включват и смесителна група за топъл под. Този дизайн се произвежда и доставя от производители на отоплително оборудване. Защо е необходим този елемент и възможно ли е да изградите смесителна единица за топъл под със собствените си ръце? Нека разгледаме тези въпроси по-подробно.

При инсталиране на водно отопление с помощта на радиатори или друго високотемпературно оборудване, охлаждащата течност може да се подава към тях при почти всяка температура, която котелът може да произведе. Но ситуацията с топлите подове е коренно различна. Според строителните норми и здравия разум има ограничение за максималната повърхностна температура на пода. Излишъкът от които прави работата на системата неудобна и дори опасна.

Например, съгласно SNiP 41-01-2003 "Отопление, вентилация и климатизация" максималната температура на пода, в който се използва вградената отоплителна система, не може да надвишава:

  • 26 °C за стаи с постоянна заетост;
  • 31 °C за заети помещения и някои зони на закрити басейни;
  • 23 °C за предучилищни институции.

Тези ограничения затрудняват използването на котел без смесителна единица за подово отопление. Тъй като без него охлаждащата течност неизбежно ще повиши температурата на топлата под над граничната стойност. А температурата на охлаждащата течност може да достигне нива над 80 °C.

Смесителният възел за топъл под в този случай позволява охлаждащата течност да се подава към тръбите при оптимална температура. Наложителна ли е употребата му и може ли да се излезе от ситуацията без него?

Задължително използване на смесителни единици

Както вече определихме, основната цел на смесителната единица е да поддържа температурата на водата в системата на необходимото ниво. За целта се взема част от водата от котела с повишена температура и се смесва с определено количество вода от „връщането“ до достигане на необходимото ниво, което позволява постигане на оптимална температура на пода.

Ако изключите помпения и смесителен блок за топъл под от диаграмата, тогава е необходимо да поддържате температурата по друг начин. Като алтернатива е възможно да се използва нискотемпературен котел, който е в състояние да осигури температура на захранващата вода от около 35-38 °C за поддържане на необходимото подово отопление. Най-често за тези цели се препоръчват електрически котли. В този режим работят и водните термопомпи.

Трябва също така да се има предвид, че топъл под без смесителна единица е почти невъзможно да се използва с комбинация от подово и радиаторно отопление, тъй като за радиаторите температурата трябва да е достатъчно висока, за да се осигури оптимален топлообмен. Ако подовото отопление се използва като основен източник, тогава ако се използва добър бойлер с подходящи характеристики, смесителната единица може да не се използва.

И така, ако нуждата от смесителна единица не е под въпрос, какво трябва да направите в този случай? Можете да използвате фабрично произведен продукт, който е проектиран и тестван за безпроблемна работа, но основният недостатък на такива системи е тяхната висока цена.

Като опция можете да използвате домашно смесителна единица за топъл под. Основното му предимство е значително по-ниската цена. Средно такъв агрегат е 3-4 пъти по-евтин от фабрично изработения, но възникват въпроси при неговото изчисляване и избор на елементи. В крайна сметка, ако изборът е неправилен, топъл под ще работи неравномерно или работата му ще бъде значително трудна.

Как да създадете смесителна единица със собствените си ръце? Като цяло основните задачи при поставяне на въпроса по този начин се свеждат до следните точки:

  • изберете оформлението и дизайна на смесителната единица;
  • изберете необходимите елементи;
  • изчисляване на производителността на помпата и характеристиките на други продукти;
  • монтирайте уреда.

Принципите на монтаж не се различават от създаването на отоплителна мрежа. Основното внимание трябва да се обърне на изчисленията, избора на схеми и избора на оборудване. Това е, върху което ще се съсредоточим по-нататък.

Диаграми на смесителни възли

Конструкцията на смесителната единица на отоплителния под е проектирана по такъв начин, че да получи правилно охлаждащата течност с необходимата температура. Всички съществуващи съвременни схеми на смесителни единици са разделени на две големи групи:

  • паралелен;
  • последователен.

Това разделяне се извършва според модела на потока на охлаждащата течност. Как се различават двата вида?

Паралелен

Паралелната верига на смесителната единица за топъл под е проектирана по такъв начин, че след смесване водата с необходимата температура се подава не само към самия топъл под, но и към веригата на отоплителното устройство. Това налага особености на функционирането. Тъй като част от подготвената охлаждаща течност не влиза в мрежата за подово отопление, е необходимо да се използва помпа с по-висок капацитет.

Паралелна верига.

Последователен

За да работи последователна верига, е необходима помпа с по-малък капацитет, отколкото когато се използва същата паралелна верига. Това се дължи на факта, че след смесване целият приготвен обем охлаждаща течност циркулира директно в топлата подова верига. Като цяло тази схема е по-подходяща и най-често се използва в съвременни условия.

Последователна схема.

За да разберете разликата между всяка схема, можете да се запознаете с чертежите.

Елементи и компоненти

За създаване на всички описани схеми се използват определено количество спирателни и регулиращи вентили и компоненти. Някои елементи са задължителни, като циркулационна помпа, докато други се използват при необходимост. Като цяло повечето произведени единици използват:

  • циркулационна помпа с необходимата мощност;
  • регулиращ вентил (2 или 3 пътен) с термоглава или термостатен вентил;
  • термометри за подаване и връщане (опция);
  • байпасни, балансиращи и спирателни вентили;
  • Сферични кранове;
  • вентилационни отвори.

Основните елементи са регулиращи клапани и помпа, чиято работа позволява охлаждащата течност да се получи при необходимата температура в необходимото количество.

Вентили и кранове

Устройството за смесване на вода за топъл под задължително включва вентилни кранове. Нека да разгледаме характеристиките и обхвата на някои от тях:

3-пътният вентил е устройство, което се използва за смесване, разделяне или превключване на потоци от вода или друга охлаждаща течност помежду си. Когато се прилагат към смесителни възли, тяхната основна задача е да създадат смес с необходимата температура за подаване на подово отопление към мрежата, като използват горещия поток от котела и охладената охлаждаща течност от връщащия тръбопровод.

Двупосочен вентил може да променя потока на охлаждащата течност от един източник. Тоест, когато се използва, потокът се регулира. Когато напречното сечение на клапана се намали, обемът на охлаждащата течност, преминаваща през него, намалява и количеството вода, необходимо за работа на помпата, се взема от друг тръбопровод.

Всеки от описаните клапани е просто заключващ механизъм, чието регулиране е възможно по определени методи. Най-простият е ръчен, когато потокът е блокиран с помощта на клапан. Но това практически не се използва за смесителни единици в отопляеми подове, тъй като автономността на такава система е под въпрос.

Най-често се използват термични глави, които автоматично регулират степента на отваряне на клапана в зависимост от показанията на температурен датчик, който е прикрепен към захранващия или връщащия тръбопровод. Също така е възможно да се използват сервосистеми.

Има и термостатични трипътни вентили, към които са свързани два клона с различни температури и от които излиза охлаждаща течност с предварително избрана температура. В такъв клапан регулирането на температурата се извършва от сензори, вградени в тялото на устройството. За разлика от дистанционния сензор, както при термичните глави с 3-пътен вентил.

Термостатичен трипътен вентил

Когато избирате 3-пътен или 2-пътен вентил, е важно да имате представа за такива характеристики като капацитет (Kvs, Kv). Това означава какъв максимален поток на охлаждащата течност може да премине през вентила в напълно отворено положение при спад на налягането от 1 бар. Kvs на вентила е стандартизиран и е посочен в характеристиките - 1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.3, 10...

Като цяло Kvs зависи от потока на течността и спада на налягането през клапана. За да направите това, използвайте формулата Kvs=G-√dp, където dp е коренът на спада на налягането през клапана, G е водният поток.

Като пример можем да кажем, че за топъл под с площ от приблизително 50 m² със загуба на налягане от около 8 kPa обикновено е достатъчен вентил с Kvs 1,6. При подобна система от 150 m² и 10 kPa вече е необходимо използването на трипътен вентил с Kvs 4.0.

помпа

Задължителен елемент на смесителната единица е помпена група за топъл под, който е избран по такъв начин, че да осигури подаването на изчисленото количество охлаждаща течност към топъл под. При избора се взема предвид и загубата на налягане в най-дългия топъл подов контур. Загубите зависят от дължината на клона, наличието на кранове и клапани, завои и други елементи, които създават съпротивление на движението на охлаждащата течност. За изчисления е удобно да използвате специални програми, разработени от производителите на топъл под или да използвате формули от справочници.

Изчисляването на охлаждащата течност във веригата на топъл под може да се изчисли по следната формула:

Q=3600⋅P/s⋅(tп-to), където P е мощността на всички контури на подово отопление; c – топлинна мощност (за охлаждащата течност – вода е 4,2 kJ/kg); tп и to – изчислена температура на подаващия и връщащия тръбопровод. Обикновено разликата не трябва да надвишава 10 °C.

Например, при температура на подаващия и връщащия тръбопровод от 35 и 25 °C и мощност на системата от 8 kW, дебитът на охлаждащата течност ще бъде: G=3600⋅8/4,2⋅(10) = 685 l/h ( 0,685 m³/h).

Въз основа на намерения дебит и предварително изчислените загуби на налягане в мрежата с помощта на номограми на помпата, ние избираме модела с необходимата производителност.

Избор на помпа според номограмата.

За да се вземат предвид загубите на налягане, е необходимо да се извърши хидравлично изчисление на топъл под. За да направите това, се вземат предвид много параметри - дължината на контурите, диаметърът, броят и характеристиките на всички местни съпротивления (клонове, клапани, завои и др.). За да опростят изчислението, много производители предоставят специални програми.

Общите загуби включват:

  1. Загуба на налягане в тръбопровода. Те зависят от дължината на най-дългия контур на топъл под, скоростта на движение на водата в него и диаметъра и материала на тръбата. По-горе намерихме общия дебит на охлаждащата течност, преминаващ през помпата. Количеството във всеки контур може да варира в зависимост от характеристиките на колектора, настройките на контролния вентил и т.н., но стойност от 0,04 l/min може да се използва като груба оценка. Тоест, ако имате клон с дължина 50 m, тогава дебитът за него трябва да бъде приблизително 2 l/min. Използвайки тази стойност и загубата на налягане на метър от използвания тръбопровод, намираме общата загуба на налягане в контура. Специфичните загуби на налягане на 1 метър тръбопровод се определят според номограмата на загубите за конкретна тръба, която можете да намерите в документацията към продукта. Ако за тръба е посочена специфична загуба от 1 Pa, тогава на 50 m ще има 50 Pa. По същия начин отчитаме загубите на всеки участък от директния тръбопровод, включен в най-натоварения контур.
  2. Загуба на налягане при всяко съпротивление на проектната секция. Те се намират по формулата dP=S⋅(V²/2) ⋅r. Където dP е загубата на налягане при всички локални съпротивления, S е сумата от коефициентите на локално съпротивление, V е скоростта на охлаждащата течност, r е плътността на охлаждащата течност. Коефициентът на локално съпротивление за всеки фитинг е посочен в неговата документация или в справочната литература. Трябва да вземете предвид всички клапани, тройници и други елементи.

Общите загуби на налягане се състоят от сумата на загубите в тръбопроводите и местните съпротивления. След като се изчислят всички тези параметри за конкретна мрежа, ще бъдат намерени общите загуби, които служат като основа за избор на помпа. Трябва да се има предвид, че за налягане се използват няколко единици, всяка от които може да бъде посочена в номограмата, а понякога и няколко наведнъж, например килопаскали (kPa), метри воден стълб (N). Ако е необходимо, те могат да бъдат преобразувани по формулата - 1 метър воден стълб = 9,8 kPa.

Конструкции на смесителни агрегати

Обсъдените по-горе диаграми показват само принципа на циркулация на охлаждащата течност в отоплителните кръгове. За всяка схема се използват различни конструкции на смесителни единици. Освен това във всеки от двата типа има доста голям брой различни дизайни, които използват различно оборудване и конфигурации.

Като цяло, по дизайн, всички схеми на смесителни единици могат да бъдат разделени на следните продукти:

  • на 3-пътни вентили;
  • на 2-пътни вентили.

Всяка от тези структури може да бъде направена с помощта на различни елементи в различна последователност и с различни подредби. Тъй като последователните вериги на смесителните единици са по-често срещани и се използват по-често при самостоятелно производство, ние ще им обърнем повече внимание.

На 2-пътни вентили

Паралелни и последователни смесителни вериги също са изпълнени на 2-пътни вентили. Пример за възел е показан на изображението.

Изборът на вентил и разположение се извършва главно въз основа на възможното оформление на блока, неговото местоположение и други характеристики на системата. Не може да се каже, че 3-пътният клапан работи по-добре или обратното.

На трипътни вентили

Ако се използва смесител за топъл воден под на базата на 3-пътен вентил, веригата най-често се проектира като последователна. В този случай трипътният вентил може да бъде монтиран както на захранващия клон, така и на връщащия клон.

В първия случай той работи като смесителен тип вентил, в който водният поток от връщащия тръбопровод се смесва с захранващия тръбопровод и след това се изпомпва през клоните на топъл под. Когато вентилът е монтиран на „връщане“, той действа като сепаратор на потока.

Възможно е да се монтира възвратен клапан на джъмпера между захранващия и връщащия тръбопровод, който ще затвори потока, ако помпата спре, но с отворен трипътен вентил. Тази ситуация е възможна при изпълнение на функцията за регулиране на топъл под с помпа. Този вентил може да се монтира и във вериги с двупътен вентил или в паралелен смесителен блок.

Два различни продукта се използват за смесване и разделяне и не са взаимозаменяеми. Моделът на водния поток е посочен върху тялото на вентила за маркиране.

Регулиране на температурата

Смесителната единица за топъл под работи с правилно регулиране на температурата. За тази цел се използват термични глави, температурните сензори от които са прикрепени към захранващия или връщащия тръбопровод. Коя опция е по-добре да изберете? Всеки от тях има различни нюанси.

Ако регулирането се извършва според температурата на захранващия тръбопровод, тогава към клоновете на топлата под ще се подава охлаждаща течност с постоянна температура. Ако температурният сензор е монтиран на „връщане“, тогава температурата в връщащия тръбопровод ще бъде постоянна. Във втория вариант, в зависимост от увеличаването или намаляването на отвеждането на топлина, охлаждането или затоплянето, температурата на захранващата охлаждаща течност ще се промени. В този случай средната температура на самата подова повърхност обикновено е по-равномерна, отколкото в първия вариант.

Много производители на отоплително оборудване предоставят софтуерни продукти за опростяване на избора на помпи, вентили и други устройства. Без да се налага да изучавате сложни формули и таблици.

След като е избрана схемата, комбинацията от компоненти и характеристиките на помпите и вентилите, монтажът започва в съответствие с всички стандарти за монтаж на отоплителна техника.

съвет! Ако имате нужда от майстор за ремонт, има много удобна услуга за избор на такъв. Просто изпратете подробно описание на работата, която трябва да се извърши във формата по-долу и ще получите оферти с цени от частни майстори, ремонтни екипи и фирми по имейл. Можете да видите рецензии за всеки от тях и снимки с примери за работа. БЕЗПЛАТНО е и няма задължение.