Коллекторы отопления. Особенности, принцип работы

Если вы задумались над модернизацией и улучшением системы централизованного или автономного отопления, то, в частности, можно рассмотреть возможность монтажа коллекторного блока. Этот агрегат позволит повысить как надежность, так и производительность всей системы. Также стоит подчеркнуть, что в случае его использования значительно упрощается эксплуатация и обслуживание системы: в любой момент можно сделать ремонт, не нарушая функциональность. Ниже представлена информация о том, как работает коллекторный блок в системах отопления, что нужно знать при его монтаже и многое другое.

Конструктивные особенности коллекторов отопления

Главной функцией коллектора для систем отопления является равномерное распределение потоков теплоносителя, излучающего тепло, который идет от основной магистрали и переходит на различные контуры. Также коллектор завершает циркуляцию, возвращая тот же теплоноситель обратно в котел или основную магистраль. Все ветки, которые были подключены к системе, полностью независимы друг от друга.

По сути, коллектор – это отдельный промежуточный механизм, состоящий из двух основных деталей:

• Для подачи теплоносителя используется специальная гребенка, которая называется «подающая».
• Для возврата теплоносителя, отдавшего тепло, в магистраль или котел, применяют обратную гребенку.

Коллекторный блок состоит из двух связанных друг с другом гребенок – подающей и обратной.

Две гребенки в целом являются коллекторной группой, а каждая из них соединяется с несколькими выводами, позволяющими подключать большое количество контуров, обеспечивая теплоносителем все приборы отопления.

На каждом выводе агрегата нередко устанавливают выпускные вентили и краны отсекающего или регулировочного типа. За счет их использования появляется возможность изменять давление на каждом контуре отдельно. Также, если необходимо, то свободно можно выполнять ремонт одной ветки, в то время как вся остальная часть системы продолжит функционирование.

На корпус гребенки можно установить дополнительные устройства, позволяющие повысить производительность отопительной системы и осуществить контроль над любыми процессами, с ней связанными.

Среди прочего вы можете монтировать:

• Клапаны для стравливания воздуха.
• Расходомеры.
• Клапаны для слива воды.
• Счетчики тепла.

Коллекторный блок может иметь разное число выводов, а при необходимости конструкция всегда может быть расширена дополнительными.

Принцип работы коллектора

Что касается принципа функционирования коллектора, то здесь все достаточно просто. Тепловой генератор, подогревающий воду, отдает жидкость на подающую гребенку. На этом промежуточном узле существенно замедляется скорость тока теплоносителя, чему способствует более увеличенный радиус. Это позволяет распределять воду по нескольким отводам.

После того, как вам будет известно, какое количество теплоносителя расходуется при отоплении квартиры (дома) по всем контурам, останется подобрать необходимые мощность генератора тепла (котла) и скорость тока жидкости, после чего будет известна площадь сечения. При расчетах обязательно переводите литры в мм3.

Чтобы теплоноситель поступал к приборам, излучающим тепло в помещения, используются трубы чуть меньшего сечения на коллекторном блоке, по которым жидкость добирается до отдельных частей контура, постепенно попадая в радиатор или на сетку теплого пола. За счет подобной конструкции каждый элемент системы отопления, к которому при помощи контура подключен коллекторный блок, прогревается до одной и той же температуры.

Когда жидкость попадает в радиатор или теплый пол, то постепенно отдает свое тепло, а затем движется обратно по другому пути, добираясь до распределительного узла коллекторного блока. Здесь срабатывает обратная гребенка, направляющая охлажденный носитель тепла в котел или другой генератор для повторного разогрева.

Разновидности коллекторов систем отопления

Существуют три основные разновидности коллекторных блоков, используемых в отопительных системах закрытого и замкнутого по кругу типа. Классифицируются все они по своему предназначению и бывают радиаторными и солнечными. Третья разновидность подразумевает использование гидравлической стрелки. Ниже мы рассмотрим каждый вариант.

Радиаторные коллекторы

Независимо от того, используется ли в доме автономная или централизованная система отопления, во всех случаях каждая жилая комната или административное помещение обязательно содержат радиаторы. Поэтому в данной ситуации будет правильным размещение коллекторов, которые при распределении потоков теплоносителя направляют его прямо на радиаторы.

Подобное решение с отдельными трубами подачи теплоносителя позволяет обеспечить равномерный нагрев отопительных приборов.

Коллекторы радиаторного отопления могут монтироваться к системам отопления разными методами в зависимости от архитектурного строения жилых комнат или особенностей их интерьера.

Это могут быть следующие методы подключения:

• верхнее;
• нижнее;
• боковое;
• диагональное.

При этом есть один наиболее распространенный метод – нижнее соединение. Подобная разводка прячет контуры коллектора под плинтусом и полом, за счет чего они становятся практически незаметными. Также в соответствии с проводимыми расчетами такой вариант уместен для всех системы автономного отопления.

Радиаторные коллекторы в таком случае монтируют на всех этажах жилого дома, размещая, по возможности, в центре, пряча внутри ниши или обустраивая под них даже отдельные, встроенные в стену шкафы. При этом выбирается такое место, чтобы обеспечить подачу теплоносителя по контурам приблизительно равной длины.

Если не получается добиться такого равенства, и кольца, по которым происходит циркуляция жидкости до каждого прибора отопления, не равны друг другу, то к каждой ветке дополнительно подключают циркуляционный насос. Получается, что каждая отдельная ветка (контур) на самом деле являются самостоятельными контурами, имеющими свои запорную арматуру и автоматику. Одним из наиболее явных примеров схемы отопления с применением коллекторов можно назвать системы теплого пола.

В трубопроводах этих систем используются преимущественно медные или пластиковые трубы, которые соединены друг с другом неразъемными фитингами. Коллекторы для теплого пола подразумевают установку вентилей в каждом отопительном контуре. Они предназначены для плавной регулировки подачи носителя тепла и, при необходимости, полного отключения теплого пола от централизованной или автономной системы отопления.

В коллекторах для теплого пола применяют несколько трубных колец, конструкция которых спрятана под покрытием пола.

В таких случаях обязательно используется циркуляционный насос, который размещается в промежуточном узле (том самом коллекторном блоке) прямо на входе в трубу, отвечающую за обратный отток теплоносителя.

Количество патрубков такого узла, во-первых, зависит от числа комнат, подключенных к подающей гребенке, а также – радиаторов и других приборов, отапливающих помещения. То, какое количество коллекторных групп будет использоваться в системе, зависит от длины контуров. Принято считать, что одна группа может обеспечивать равномерное и эффективное распределение теплоносителя по контурам, общая длина которых составляет 120 метров.

Термогидравлические коллекторы (с гидрострелкой)

Если коллекторная группа будет использоваться в системах отопления высокой мощности с большим числом разветвлений, то в жилых постройках используются устройства с применением гидравлической стрелки. В таком случае к одному концу присоединяют котел, а к другому – отопительные приборы, включая радиаторы и «теплый пол».

Гидравлическая стрелка в такой коллекторной группе повышает функциональность устройства и решает следующие задачи:

• Уменьшение вероятности возникновения температурных перепадов в контурах, из-за которых может существенно сократиться срок эксплуатации системы.
• Сохраняется постоянный объем теплоносителя в котле, а также экономится топливо и электрическая энергия.
• Позволяет компенсировать недостаток расхода в дополнительном контуре.

Чтобы поддерживать баланс температуры, коллекторный блок с гидрострелкой способен отделять контур самого котла от второстепенной цепи.

Солнечные коллекторы

Коллекторные группы данной разновидности используются в случае монтажа автономного водопровода на негазифицированных участках при условии, что количество солнечного излучения находится на достаточно высоком для функционирования прибора уровне.

По конструкции солнечный коллектор систем отопления имеет несколько отличий от традиционных блоков. Устройство можно смело называть конденсатором, который вместо электрической накапливает солнечную энергию. Конвекционные потоки обеспечивают естественный ток теплоносителя по замкнутым контурам. Также на поглощающей пластине установлены вентиляторы, еще больше подчеркивающие автономность коллекторной группы.

Поглощая солнечные лучи, коллекторный блок с адсорбирующей пластиной, которая и аккумулирует тепловую энергию, передает ее носителю тепла, которым может быть не только жидкость, но и перемещающийся по трубам воздух.

Гребенки, перенаправляющие поток воздуха в солнечных коллекторах, функционируют за счет парникового эффекта.

Коллекторы, функционирующие от солнечной энергии, бывают и подвижными. В таком случае конструкция группы подразумевает, что нагревательный элемент и зеркало самостоятельно меняют дислокацию, отслеживая падающие на землю солнечные лучи, что позволяет им поглощать максимальное количество тепловой энергии.

Очевидно, что возможность применения солнечных коллекторных блоков непосредственно связана с климатом. Но даже в южных регионах, учитывая высокую стоимость устройства, использование солнечных промежуточных узлов является крайне невыгодным. Если их и покупают, то исключительно в качестве дополнительного источника тепла в автономных системах отопления с применением твердого топлива или газа.

Какими бывают коллекторные группы

На сегодняшний день вы можете приобрести самые разнообразные коллекторные группы для систем отопления и теплого пола. Есть достаточно простые конструкции без арматуры, повышающей ее функциональность, но имеются блоки, которые полностью укомплектованы дополнительными элементами.

В этой коллекторной группе есть все нужные элементы, обеспечивающие бесперебойную и производительную работу системы отопления.

Самые простые коллекторы производятся из латуни и имеют дюймовые ответвления, где по бокам размещены два соединительных отверстия. Обратный коллектор оснащен заглушками, которые при необходимости могут использоваться для подключения вспомогательных элементов и наращивания системы в целом.

Если говорить о более сложных коллекторных узлах, то в них зачастую применяют шаровые краны. На каждом отводе может быть дополнительно установлена запорная арматура.

Вот дополнительные элементы, которыми зачастую оснащаются дорогие коллекторные группы:

• Расходомеры – с их помощью осуществляется плавная регулировка потока теплоносителя по отдельному отводу.
• Датчики температуры – позволяют обеспечивать контроль над температурой каждого прибора отопления.
• Клапаны для стравливания воздуха, позволяющие сливать воду и работающие в автоматическом режиме.
• Электронные смесители и клапаны, при помощи которых поддерживается постоянная температура, заданная на программном уровне.

Коллекторная группа может насчитывать несколько контуров, количество которых обычно варьируется в диапазоне от двух до десяти единиц.

Устройства для промежуточных узлов могут изготавливаться из нескольких материалов, а именно:

• Латунь, характеризующаяся непревзойденными эксплуатационными характеристиками и доступной ценовой политикой.
• Нержавейка – как известно, стальные конструкции характеризуются высокой долговечностью и способностью выдерживать огромное давление.
• Полипропилен – на фоне сравнительно низкой стоимости такие приборы существенно уступают перечисленным выше. Достаточно сравнить прочность любого металла и полипропилена.

Коллекторы из полимерных материалов могут функционировать в системах отопления с котлом мощностью не более 35 кВт.

Металлические коллекторы обязательно обрабатывают антикоррозионным составом и прячут под дополнительным изоляционным слоем, что позволяет повысить долговечность и эксплуатационные характеристики.

Детали приборов изготавливают литыми или с применением цанговых зажимов, которые используются в случае необходимости подключения к металлопластиковым трубам. Тем не менее, цанговые гребенки не рекомендуются специалистами, разбирающимися в системах отопления. Основной причиной являются довольно частые протекания в точках, где подключаются вентили. Виной этому – низкая долговечность уплотнителей, замена которого в некоторых случаях считается крайне сложным процессом.

Как правильно выбрать коллектор отопления

Сложности с коллекторными блоками возникают не только при монтаже и подключении, но уже в процессе выбора нового оборудования.

Выбирая ту или иную гребенку, обращайте внимание на такие параметры, как:

1. Максимальное давление выбранной модели, что связано с материалом изготовления блока.
2. Пропускная способность – то, какое количество теплоносителя может проходить через коллектор за единицу времени.
3. Есть ли дополнительные элементы, повышающие функциональность прибора.
4. Число патрубков на выходе – количество должно быть равным числу контуров охлаждения.
5. Есть ли возможность подключения вспомогательных элементов.

Расположение гребенок на каждом этаже позволит при необходимости отключать подачу тепла на отдельные приборы или этаж.

Абсолютно все эксплуатационные характеристики вы можете увидеть в паспорте прибора. Если необходимо установить независимые контуры систем отопления с автономным управлением на каждом этаже, то в таком случае и гребенки устанавливаются по той же схеме. В таком случае во время выбора коллекторной группы вы должны обращать внимание на характеристики системы, к которой она будет подключена.

Такой подход позволит существенно сэкономить на потенциальном ремонте и упростить обслуживание всей отопительной сети в целом. Коллектор нельзя назвать дешевым удовольствием, поэтому стоит выбирать устройства от проверенных производителей. Уже давно зарекомендовали себя коллекторы для систем отопления Kermi, разрабатываемые одноименным немецким производителем. Кроме того, большинство моделей таких коллекторов подразумевают установку дополнительного оборудования.

Не забывайте о том, что все произведенные и подключаемые к коллекторной группе элементы (включая запорную арматуру) должны соответствовать всем пункта ТУ и ГОСТ.

Существует несколько вспомогательных деталей, «обогащающих» конструкцию коллекторного блока.

Каждая из них выполняет свои функции:

• Воздухоотвод – устанавливается в тех случаях, если и радиатор отопления, и группа расположены на одном ярусе. Действует в автоматическом режиме.
• Переходник – важный элемент, использующийся при установке воздухоотвода с диаметром полдюйма, тогда как резьба коллектора имеет диаметр ¾ дюйма.
• Сгон с накидной гайкой – элемент, дающий возможность перекрытия подачи воды. Если вы открутите гайку, то сможете и вовсе отсоединить элемент.
• Кран – с его помощью подключают трубу от котла непосредственно к коллектору.
• Уголок – соединяет трубы и позволяет направить воздухоотвод вверх.

Если вы собираетесь подпитывать при помощи коллектора системы теплого пола, то обязательно рекомендуется установить кран для подпитки. Чтобы зафиксировать промежуточный узел на той же стене, вам понадобятся хомуты, закрепленные пластиковыми дюбелями. Во время установки конструкции можно использовать кронштейны. Верхний вентилятор в таком случае выдвигается чуть вперед, что позволяет трубам не препятствовать подводу трубопровода к нижней части коллектора.

Основные требования при монтаже и подключении коллектора

Безусловно, выбор и установка коллектора будут уместны параллельно с проектированием и монтажом самой системы отопления. Промежуточные узлы должны быть расположены в комнатах, которые защищены от образования избыточного количества влаги. Зачастую речь идет о коридорах, кладовых помещениях или встроенных в стену шкафах.

Коллекторная группа по возможности должна быть спрятана в специальных шкафах, углубленных в стены.

Кроме того, в магазинах даже продаются специальные шкафы накладного или встраиваемого типа, предназначенные для установки коллекторных групп. На каждой модели есть дверь и выштамповка по бокам. Если нет возможности разместить специальный монтажный шкаф, то нередко блоки крепят прямо к стене. Когда прибор прячут в нишу, то ее изготавливают на малой высоте от пола.

По сути, нет какой-то универсальной инструкции, описывающей качественный и надежный монтаж коллекторного промежуточного узла.

Тем не менее, есть два основных момента, на которые вы должны обращать внимание:

1. Обязательно наличие расширительного бака, объем которого должен быть равен не менее 10 % объема используемой в системе воды.
2. Использование циркуляционного насоса на каждом отдельном кольце. Здесь не все так однозначно, как в случае с баком. Тем не менее, если вы будете использовать несколько отдельных контуров, то на каждом из них должен быть установлен свой насос.

Расширительный бак преимущественно монтируют около циркуляционного насоса на той части контура, по которой осуществляется обратная подача. За счет этого промежуточный узел в целом становится менее подверженным к турбулентным потокам теплоносителя, которые очень часто возникают в таких местах. При использовании устройства с гидравлической стрелкой бак устанавливают перед основным насосом, обеспечивающим циркуляцию по малому контуру.

Что касается циркуляционного насоса, то место, где он будет подключен, не так принципиально. Тем не менее, практика показывает, что долговечность прибора будет в несколько раз выше, если устанавливать его на обратном контуре. Основной момент при монтаже – вал должен размещаться параллельно горизонтальной плоскости, поскольку в случае иного расположения пузырь воздуха, скопившийся в устройстве, оставит насос без охлаждения и смазки, из-за чего тот незамедлительно выйдет из строя.

Высокая производительность и надежность коллектора отопления делают его незаменимым при установке в загородных домах, на территории поселков, где отсутствует централизованная система отопления, и зачастую используются котлы. Монтаж коллекторного блока и контуров требует больших финансовых затрат по сравнению с установкой систем тройникового типа, однако это наиболее качественный и эффективный вариант.


Источник: сайт компании ECO THERM (www.eco-therm.ru)