Коллекторы для отопления – монтаж, расчет и установка своими руками

Изготовление солнечного коллектора – альтернативное отопление в своем доме

В последнее время возрос интерес рядовых обывателей к возобновляемым источникам энергии. Ввиду этого многие домовладельцы стремятся купить солнечный коллектор для отопления дома, который преобразовывает энергию Солнца для подогрева воды. Но не всегда решение солнечный коллектор для отопления купить в магазине является рациональным. Стоимость готового устройства далеко не бюджетная, поэтому такая покупка может сильно ударить по семейному бюджету.

Чтобы избежать трат, можно изготовить солнечный вакуумный коллектор для отопления самостоятельно. Различные солнечные коллекторы для отопления дома отзывы о которых носят положительный характер, имеют следующие конструктивные детали:

• емкость для накапливания подогретой воды;
• теплообменник;
• прибор для сбора солнечной энергии;
• изоляционный слой.

Материалы, из которых может быть изготовлен коллектор, очень разнообразны. Известны технологии самостоятельного производства солнечных коллекторов из полипропилена, обычных садовых шлангов, оконных рам, пластиковых бутылок, старых холодильных установок и прочих подручных материалов. Схема сборки коллектора напрямую зависит от типа выбранного материала, поэтому ее стоит изучать после того, как собственник определился с концепцией коллектора.

Самостоятельно изготовленные вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома цена которых в магазине составляет 200 долларов и выше, могут использоваться в качестве полноценных источников обогрева.

Вакуумные солнечные коллекторы обладают рядом преимуществ:

1. энергоэффективность;
2. экологичность;
3. автономия;
4. доступность.

Изготовить традиционные распределительные или солнечные коллекторы для отопления дома своими руками несложно. Для этого не требуется больших материальных затрат, наличия сложного технологического оборудования и солидного опыта. Тем не менее, эти устройства, изготовленные собственноручно, в значительной степени оптимизируют систему отопления дома и помогут собственнику создать надежный, эффективный и равномерный источник обогрева своего жилища.

Коллекторы для радиаторов и теплого пола

Отличие коллектора для полов от радиаторного состоит в конструктивном исполнении, связанным с разницей рабочих температур и более низким гидравлическим сопротивлением элементов радиаторов. Конструкция блока для подключения теплых полов намного сложнее, она включает в себя большое количество регулировочной водопроводной арматуры и циркуляционный насос для многоконтурных систем.

Стандартный коллекторный блок для бытовых радиаторов имеет простое исполнение: он состоит из подающего и обратного коллекторов большого сечения, из которых выходят штуцеры для подключения труб, идущих к радиаторам. Никаких регулировочных, настроечных вентилей и прочих сложных приборов устройство обычно не имеет, поэтому его подключение и установка не вызывает трудностей у большинства домовладельцев. Радиаторы отопления подсоединяются к блоку через трубы, проходящие в полу, и подключаются снизу в одной точке, для размещения прямого трубопровода необязательно делать стяжку, его можно уложить в штробу, вырезанную или выбитую в плите.

Типовой коллекторный блок является технически сложным элементом с большим количеством регулировок и настроек, часто в систему монтируется циркулярный электронасос. При установке блока следует различать гребенки прямой и обратной подачи, для удобства они промаркированы соответственно красной и синей красками. Также в прямой линии чаще всего размещаются регулируемые расходомеры с прозрачным колпачком и нанесенными делениями, указывающими объем проходящий через них жидкости, он отмечается внутренней индикаторной головкой красного цвета.

Обычно максимальное значение пропускаемого потока не превышает 5 кубических метров в час (соответствует делению 5 на колпаке), минимальная отметка 0,5. Если индикаторные головки находятся в верхней части, то при прохождении водного потока через подающую гребенку индикатор опускается и показывает объем проходящей жидкости. Иногда головки расположены снизу, в этом случае поток движется в обратном направлении из контура отопления в гребенку и соответственно расходомеры установлены в планку обратной подачи.

В стандартном блоке предусмотрено место для расположения датчика терморегулятора, имеются выпускные клапаны для стравливания воздуха в подающей и обратной гребенке, установлены клапаны, на месте которых размещены посадочные места для сервоприводов, выполняющих автоматическое регулирование режимов работы.

Рис. 11 Гидрострелка – схема установки и подключения

Устройство подающей и обратной коллекторной гребенки

Гребенки является одними из основных элементов коллекторной схемы, их основная функция – распределение потока теплоносителя по контурам отопления. Элемент имеет различное конструктивное исполнение для линий подключаемых радиаторов и теплых полов, максимальное количество задействованных контуров на один коллектор не превышает 12.

По отношению к диаметрам выходных штуцеров, гребенка имеет большое сечение (1, 1 1/2 дюйма против 3/4) и подключается к магистрали посредством торцевого соединения с элементами сантехнической арматуры. Обычно трубопровод к выходным штуцерам подсоединяют с помощью компрессионных фитингов (Евроконусов) – таким методом можно подключать трубы из сшитого и термостойкого полиэтилена, металлопластика, наиболее часто используемые в коллекторных системах отопления. Гребенки выполняются из нержавеющей стали, латуни, пластика, некоторые модификации собираются из отдельных звеньев.

Популярные производители коллекторов системы отопления

Популярными производителями высококачественных коллекторов считаются компании Rehau и Oventrop, которые дают максимальный гарантийный срок на свою продукцию. Потребители отмечают высокое качество изделий, надежность, простоту в монтаже и длительный срок эксплуатации.

Компания Oventrop специализируется на производстве универсальных моделей коллекторов, которые идеально подходят для радиального отопления, системы теплых полов и водоснабжения. Для изготовления изделий используется высококачественная нержавеющая сталь. Коллекторы способны выдерживать температуру до 120 °С. Стоимость изделий варьируется от 2,5 до 28 тыс. руб.

Наиболее востребованы среди потребителей гребенки для радиального отопления, выполненные из нержавеющей стали. Такие коллекторы рассчитаны на давление 10 бар и температуру в системе до 100 °С. Купить изделие можно за 1,7 тыс. руб. Распределительные коллекторы для теплого пола из инструментальной стали выпускаются с вентильными дополнениями, с помощью которых регулируется работа системы. Коллекторы рассчитаны на давление в 6 бар и температуру до 70 °С. Купить двухконтурное изделие можно за 3,5 тыс. руб.

Распределительные коллекторы Rehau отличаются более привлекательным внешним видом, что дает возможность монтировать их на стене открытым способом. Изделия изготавливаются из нержавеющей стали и латуни. Компания выпускает усовершенствованные модели, укомплектованные расходомерами, кранами, клапанами и насосом. Приобрести устройство можно за 1,5-32 тыс. руб., что зависит от количества контуров изделия.

Большой популярностью пользуется гребенка HKV для напольной системы отопления, выполненная из латуни. Коллектор рассчитан на температуру до 80 °С и рабочее давление до 6 бар. Стоимость двухконтурного изделия составляет 6,5 тыс. руб.

Распределительный коллектор Rehau HLV может использоваться для радиального отопления. Латунное изделие выдерживает температуру 80 °С и давление 8 бар. Цена модели – 4 тыс. руб.

Заслуживает внимания отечественный производитель Север, предлагающий качественные гидравлические коллекторы по доступной стоимости, которая варьируется в пределах 2,5-20 тыс. руб. Изделия изготавливаются преимущественно из стали. Характеризуются идеальным соотношением цены и качества коллекторы для отопления Pexay, цена которых составляет в среднем 5-12 тыс. руб.

Преимущества труб из полипропилена

Монтаж отопления из полипропиленовых труб считается одним из наиболее дешевых способов обустройства системы, так как цена работы и материалов вполне доступны. Полипропилен также не уступает, а порой и превосходит по качеству другие материалы. Срок службы труб практически любого класса составляет 50 лет, при условии использования в стандартных (по ГОСТу) условиях.

Преимущества:

1. Небольшой вес. Облегчает проведение работ, а также снижает нагрузку на несущие конструкции.
2. Долговечность.
3. Гладкие стенки не позволяют образовываться засорам.
4. Стоимость — одна из самых низких среди систем отопления.
5. Эластичность — не лопнет при замерзании воды внутри.
6. Стойкость к высоким температурам, что и позволяет использовать их в ряде отопительных систем.
7. Отсутствие блуждающих токов.
8. Простота установки. Стоимость оборудования для сварки (пайки) довольно низкая.
9. Звукоизоляция. Не слышно гидроударов и движения воды.
10. Низкая теплопроводность. Позволяет обходиться без утеплителя.
11. Эстетичность. Выглядят аккуратно.

Из минусов можно отметить упругость: в отличие от труб из сшитого полиэтилена, такие нельзя согнуть, угол сгиба возможен только в рамках существующих фитингов.

Еще одной особенностью является большое линейное расширение, что затрудняет использование в закрытых вариантах, то есть в стенах, а также обуславливает необходимость использования компенсаторов в открытых. Простыми словами: при нагревании трубы расширяются, что может привести как к деформации материала стен, так и к заломам самой трубы.

Преимущества лучевой системы теплоснабжения

При сравнении лучевой системы (когда используется промышленный или самодельный коллектор отопления) с классическими аналогами ее преимущества выглядят следующим образом: 

• имеется возможность выполнить скрытый монтаж различных элементов оборудования для теплоснабжения строения;
• отсутствуют места соединений на участке, где произведен монтаж коллектора отопления и вплоть до радиаторов отопления;
• несложные работы по установке составляющих элементов, в результате чего работу можно выполнить самостоятельно, не имея соответствующих навыков. В процессе монтажа число соединений минимально и сборка выполняется в кратчайшие сроки; 
• стабильная работа системы обусловлена невозможностью гидравлических ударов, что актуально для хозяев, решивших установить дорогие отопительные приборы;
• быстрая замена пришедших в негодность элементов, например, трубопроводов, без проведения сложных монтажных работ и разрушения поверхности бетонной стяжки. Достаточно будет отключить луч, нуждающийся в ремонте, и устранить появившийся дефект, не отключая системы теплоснабжения;
• доступная стоимость оборудования и комплектующих изделий;
• упрощенный монтаж;
• проектировка системы выполняется в кратчайшие сроки на основе вычислений ее параметров, включая расчет коллектора отопления;
• совместимость с другими источниками тепловой энергии, в том числе альтернативными. 

Подобное решение часто касается солнечных коллекторов. Применение гребенок и этого альтернативного вида тепла вполне возможно, но оно имеет недостатки, над которыми не один год работают специалисты (прочитайте: ” Распределительная гребенка системы отопления – назначение и принцип работы”). 
О самостоятельном монтаже коллектора для отопления на видео:

Классификация

Поскольку устройство раздаточного узла не слишком сложное, выделить какие-то принципиально отличные его виды не удастся. Хотя производители предлагают классифицировать гидрораспределители по назначению: для монтажа в котельной, для теплых полов или подключения батарей отопления. На самом деле принцип работы коллектора при этом не меняется, и разница может заключаться только в количестве «зубцов» гребенки (2-12), а также особенностях материала ее изготовления:

1. Сталь – распространенный вариант, выдерживающий напор до 10 атм. Отличается демократичной ценой и обилием подделок на рынке, особенно в среде нержавеек.

2. Медь – спокойно держит до 30 атм при сумасшедшем нагреве в +600 °С, но далеко не всякая отопительная система сможет с ней «подружиться». Если в контуре есть алюминиевые элементы, от такого коллектора придется отказаться.

3. Полимеры – самый дешевый и слабый вид гребенок, который изготавливается из полипропилена. Они работают в обвязке с давлением, не превышающим 6 атм, и подходят только для теплых полов.

4. Латунь – дорогой и надежный металл для отопительной техники. Не боится коррозии и выдерживает напор до 14 атм.

Дополнительные вспомогательные устройства несколько расширяют ассортимент гребенок, увеличивая их функциональность. Это могут быть элементы контроля, запорная арматура, смесители, встроенные датчики и автоматические системы управления. Чем сложнее распределительный коллектор отопления, тем выше его цена. С другой стороны, все это оборудование, так или иначе, придется купить отдельно, и лучше, чтобы оно уже поставлялось в комплекте – подогнанное по размеру и не требующее самостоятельной установки.

Балансировка и шайбирование систем теплоснабжения актуально и для холодоснабжения

В данном обзоре мы опускаем вопрос использования автоматических регуляторов перепада давления (дорого и не по теме — там есть свои проблемы).

Гидравлическая увязка систем теплоснабжения в основном понимается специалистами, как регулирование расходов по различным контурам системы теплоснабжения

Хотим обратить Ваше внимание, что это не так, а на самом деле, конечно, гидравлическая увязка – это распределение максимальных падений давлений по различным контурам системы с целью обеспечения гарантированного поступления перепада давления на все пары вход/выход (прямая труба/обратная труба) точек врезки потребителей

Коротко и крайне упрощенно задачу гидравлической увязки системы теплоснабжения можно описать так:

• На вход системы теплоснабжения подается некоторый перепад давления, который, обеспечит расходы в разные контуры обратно пропорциональные гидравлическим сопротивлениям этих контуров. Поскольку у ближних контуров при прочих равных гидравлическое сопротивление меньше – весь расход уйдет в них.
• Поэтому гидравлическое сопротивление некоторых контуров искусственно завышается в целях перераспределения расходов в пользу других контуров. Традиционно эта задача выполняется установкой т.н.

  дроссельных диафрагм на подающем и/или обратном трубопроводе. Пояснение: Дроссельная диафрагмы = «шайба», гидравлическая увязка с их помощью — «шайбирование»

• Существует более современная версия дроссельных диафрагм – балансировочные клапаны, которые можно относительно легко перенастраивать в ходе эксплуатации.

Почему нельзя говорить о регулировании расходов в результате шайбирования или балансировки? Тому есть несколько очевидных причин:

• Внутри контуров есть свои переменные гидравлические сопротивления, такие, как – устройства ручной и автоматической регулировки, действия активных энтузиастов на местах, аварийные отключения, которые вызывают перераспределение расходов и после увязки
• Гидравлическое сопротивление является не только параметром материала и геометрии системы, но и параметров потока (т.е. сопротивление контура различно в зависимости от параметров поступающего на него перепада давления и скорости потока)

• Врезка новых потребителей в существующие сети
• Реконструкция и/или серьезный ремонт подающих мощностей
• Реконструкция и/или ремонт основных трубопроводов систем централизованного теплоснабжения.
• Реконструкция инфраструктуры старых потребителей – вызывает новые потребности
• Появление новых мощностей теплогенерации в старых системах.
• Прочие.

Как произвести расчет без калькулятора

Зимой не очень приятно находиться и засыпать в холодной комнате, а тепло создает нормальные условия для жизни и благотворно отразится на здоровье. Перед началом монтажа отопительной системы необходимо провести расчет диаметра трубы для отопления. Если этот расчет будет сделан правильно, то при минимальных энергетических затратах производительность будет высокой.

Чтобы такого не случилось, стоит грамотно и качественно провести все пункты от первого до последнего и выбрать оптимальный диаметр (символьное обозначение ∅) труб. Чаще всего используются системы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Какие бывают виды систем отопления многоквартирного дома

В зависимости от монтажа теплогенератора или местоположения котельной:

1. Автономная система в квартире, где котел отопления монтируется в отдельном помещении или на кухне. Затраты на покупку котла, радиаторов и соответствующих материалов для разводки труб возвращаются быстро, так как такую автономную систему можно регулировать, исходя из собственных соображений относительно температурного режима в доме. Кроме того, индивидуальный трубопровод не теряет тепло, а наоборот – помогает отапливать помещения, так как проложен по квартире или по дому. Индивидуальный котел не нужно приспосабливать под реконструкцию централизованного отопления – один раз составленная и внедренная схема отопления будет работать всю жизнь. И, наконец, уже рабочую схему можно дополнить параллельно или последовательно включаемыми контурами, например, «теплым полом»;
2. Вариант индивидуального отопления, который рассчитан на обслуживание всего многоквартирного дома или целого жилого комплекса – мини-котельная. В качестве примера можно привести старые котельные, обслуживающие квартал, или новые комплексы для одного или нескольких домов на разных источниках энергии – от газа и электричества до солнечных батарей и термальных источников;

Централизованная схема отопления в многоэтажном доме – самое распространенное до сих пор рабочее решение проблемы.

Схемы отопления в зависимости от параметров рабочей жидкости:

1. Отопление на обычной воде, в трубах которого теплоноситель не нагревается выше 65-70C. Это разработка из области низкопотенциальных систем, но чаще всего работают старые схемы с температурой рабочей жидкости, достигающей 80-105C;
2. Отопление паровое, где в трубах перемещается не горячая вода, а пар под давлением. Такие системы уходят в прошлое, и сегодня практически не используются при доставке тепла и обогреве любых типов многоквартирных домов.

Исходя из схемы трубной разводки:

1. Самая распространенная — однотрубная система отопления многоэтажного дома, где и трубы подачи, и трубы обратки – это одна нитка теплотрассы. Такую схему до сих пор можно встретить в «хрущевках» и «сталинках», но на практике у нее есть большой недостаток: последовательно включенные в схему батареи или радиаторы не обеспечивают равномерного переноса тепла – каждый следующий обогревательный прибор будет немного холоднее, а последний радиатор в трубопроводе будет самым холодным. Для хотя бы примерно одинакового распределения тепла по помещениям каждый следующий в схеме радиатор необходимо оснащать бо́льшим числом секций. Кроме того, в однотрубной схеме отопления в пятиэтажном доме нельзя использовать радиаторы, не соответствующие расчетным параметрам, и приборы для регулировки отдачи тепла – клапаны и т.д. регулирования;
2. Схема «Ленинградка» — более совершенное решение, но по той же однотрубной схеме. В этой схеме есть байпас (трубная перемычка), которая может подключать или отключать дополнительные обогревательные приборы, тем самым регулируя теплоотдачу в помещении;

Подготовительные работы

Перед тем, как сделать коллектор отопления распределительный своими руками, необходимо запастись инструментами и выполнить ряд расчетов – определить длину гребенки, число контуров теплоснабжения и внутреннее сечение подключаемых патрубков

Важно чтобы в конструкции был соблюден гидравлический баланс. Для этого надо удостовериться, что пропускная способность патрубков коллектора соответствует сумме таких же характеристик подключаемых контуров. Это является залогом надежности и долговечности коллектора

Это является залогом надежности и долговечности коллектора.

После проведения расчетов собственнику дома стоит заготовить комплектующие детали:

1. краны со штоком;
2. расходомеры;
3. запорно-регулирующая арматура ;
4. трубы с различным диаметром.

Также процесс самостоятельного изготовления коллектора предусматривает наличие определенного инструмента для работы:

• строительный уровень;
• сварочный аппарат;
• болгарка;
• расходные материалы для пайки;
• защитная экипировка (очки, перчатки, спецовка).

Варианты укладки трубопровода

Основные схемы укладки труб при монтаже – зигзагообразная и спиралевидная улитка, последняя обеспечивает более равномерный прогрев и считается лучшей по эффективности. При разводке труб следует выдерживать определенное расстояние между участками, оно зависит от схемы раскладки и толщины стяжки, его типовое значение для обычной толщины цементно-песчаного слоя лежит в диапазоне 150 – 200 мм.

Распределительный коллектор является основным узлом в индивидуальной системе отопления, содержащей два или более контура теплых полов, он выполняет функции раздачи и смешивания теплоносителя для снижения его температуры. При монтаже трубопровод из сшитого или термостойкого полиэтилена размещается под стяжкой в виде зигзага или улитки и подключается к гребенкам при помощи Евроконусов, обеспечивающих быстрое и герметичное соединение.

Соединение котла и теплого пола с использованием циркулярного насоса

Изображение 3. Схема циркулярного насоса.

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.

Основное предназначение 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.

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

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 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.

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

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 мм 3 .

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.

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.

Такое конструктивное решение, предполагающее обустройство отдельных подающих труб, создает условия для равномерного разогрева радиаторов

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.

Самостоятельное изготовление коллектора

Для изготовления распределительной гребенки составляется схема, в которой учитываются все используемые материалы. О правилах расчета размеров конструкции было сказано выше. Но кроме них следует учитывать, что материал изготовления распределительного коллектора теплоснабжения своими руками должен будет выдержать все виды нагрузки – температурную и давление.

Процесс изготовления сварного коллектора

В качестве исходного материала лучше всего использовать трубу квадратного сечения. Это относится к стальным коллекторам для теплоснабжения. Она проще поддается обработке – уменьшается трудоемкость процесса установки патрубков. Форма не будет оказывать влияние на работу систему отопления.

Важно только правильно рассчитать коллектор для конкретного отопления с учетом всех факторов. Для традиционной схемы лучше всего делать стальные конструкции, так как они имеют продолжительный срок эксплуатации и меньше подвержены поломкам, чем полимерные аналоги

В водяном теплом полу успешно применяются как полипропиленовые коллекторы для теплоснабжения, так и стальные.

Порядок изготовления распределительной гребенки.

1. Нарезка заготовок. В первую очередь необходимо сделать основной корпус и патрубки для него.
2. Сборка конструкции. Для изготовления стального самодельного коллектора в систему отопления понадобится сварочный аппарат. Соединение патрубков в полипропиленовом аналоге выполняется с помощью температурной сварки.
3. Проверка конструкции. Для этого необходимо заполнить ее водой и создать максимально допустимое давление, которое может быть в отоплении. Не допускается наличие протечек.

Нередко отказываются делать сварной коллектор для теплоснабжения самостоятельно. Это обусловлено отсутствием соответствующего инструмента. Альтернативный способ изготовления – приобретение отдельных комплектующих. Лучше всего выбирать элементы от одного производителя. Таким образом можно обеспечить надежную работу конструкции.