Работа распределительной гребенки в отопительных системах
В двухтрубных разновидностях систем отопления больших коттеджей с несколькими отопительными контурами (больше двух) довольно часто используется распределительная гребенка. Этот элемент помогает настроить работу всей системы надлежащим образом и обеспечивает необходимые объемы подачи воды в каждый из используемых контуров. Однако устанавливать такую гребенку нужно не во всех случаях. В данной статье мы детально разберем принцип работы распределительных гребенок, укажем в каких случаях её крайне желательно устанавливать и предложим популярные варианты изготовления и монтажа данного чрезвычайно полезного распределительного элемента своими руками.
Как работает распределительный коллектор отопительной системы
Перед тем, как говорить о работе распределительной гребенки, рассмотрим, из чего она состоит и что собой представляет. Конструкция гребенки очень простая, поскольку состоит она из двух коллекторов увеличенного диаметра. В каждом из коллекторов предусмотрены перпендикулярно врезанные в трубы штуцеры. С помощью этих штуцеров осуществляется подключение к гребенке различных отопительных приборов и целых контуров. В заводских условиях коллекторы зачастую изготавливаются из стали, причем сами трубы могут быть соединены в единую конструкцию, или же подставлять собой отдельные детали.
Гребенка в отопительной системе должна разделить весь поток теплоносителя, выходящего из котла на все отопительные контуры, причем с учетом их индивидуального расхода и гидравлического сопротивления. Без гребенки добиться такого распределения было бы довольно проблематично, если и вовсе невозможно. Например, перед нами стоит задача создать систему отопления двухэтажного дома с пристройкой и отдельно стоящим домиком или небольшим складом. Соответственно, для каждого крупного потребителя нужно будет создавать отдельную ветку. В нашем случае их как минимум три: отдельная ветка для домика, отдельная для пристройки и отдельная для радиаторного отопления самого коттеджа. Да, два этажа дома можно отапливать с помощью одной ветки, и не разбивать её на 2 и больше контуров, но вот с дополнительными пристройками подобного фокуса не получится и единый контур попросту не сможет охватить всех потребителей.
Каждая из веток будет иметь разную длину и свою тепловую нагрузку, поэтому и значения их гидравлических сопротивлений также будут существенно отличаться. И чтобы в каждую ветку поступало достаточное количество нагретого теплоносителя, в систему встраивают вспомогательное устройство под названием коллектор. Горячий теплоноситель из котла по магистральным трубопроводам попадает в этот коллектор, который представляет собой трубу увеличенного диаметра (сечения). Скорость движения теплоносителя в коллекторе, как и сопротивление всего участка существенно снижается. Благодаря тому, что диаметр присоединенных к коллектору патрубков примерно в три раза меньше диаметра самого коллектора, теплоноситель может свободно поступать в каждую ветку и перемещаться к конечным пользователям. Если бы сечение магистральной трубы и гребенки было одинаковым, то большая часть теплоносителя перетекала бы в один контур, тогда как циркуляция в оставшихся ветках была бы недостаточной или отсутствовала бы вовсе.
В заводских условиях коллекторы зачастую изготавливаются единым изделием. Две трубы коллектора соединяются с помощью длинных патрубков обратной магистрали, которые проходят через трубу подачи теплоносителя. В таком случае коллектор является цельной конструкцией, причем теплоноситель из подачи и из обратки не перемешивается. Схема такой целостной гребенки показана на рисунке ниже:
Именно по такому же принципу уже охлажденный теплоноситель из всех веток и всех потребителей стекается в один обратный коллектор, после чего по обратной магистрали перетекает в котел для последующего подогрева. К распределительному коллектору подключается как минимум два потребителя (контура), тогда как максимальное их количество для корректной работы конструкции не должно превышать восьми. В схеме работы гребенки, рассмотренной нами выше, используется два контура.
Установка гребенки: подбор оборудования, обвязка, монтаж
Перед тем как создавать домовую отопительную систему с распределительной гребенкой, нужно провести предварительные расчеты и соответствующий подбор оборудования. Именно в этом заключается одна из главных трудностей, поскольку от правильности подбора всех элементов будущей системы во многом зависит и её работа. Для начала следует рассчитать максимальное значение тепловой мощности всей системы, и, исходя из этого, подбирать мощность гребенки. Например, если сечение трубы коллектора DN80 (89 мм), а штуцера – DN25, то такое устройство будет идеально справляться со своими обязанностями в системах с мощностью до 50 кВт. Если создаваемая вами система будет более мощная (но не больше 100 кВт), то оптимальное сечение трубы коллектора составляет 109 мм (или DN100).
Для справки. Иногда распределительные гребенки изготавливают на предприятиях из профильных труб. В целом такие коллекторы мало чем отличаются от обычных труб за исключением формы сечения, но в нашем случае важным параметром является площадь поперечного сечения, а не форма, поэтому и такие гребенки также успешно используются. Но при этом, беря во внимание гидравлику, трубы с круглым сечением выглядит более предпочтительными профилей с прямоугольным сечением ввиду лучшего прохода теплоносителя.
Когда все предварительные работы были выполнены, можно приступать непосредственно к монтажу. Гребенку устанавливают в горизонтальном положении или на пол, или прикрепляют к стене. Напольная или настенная установка выбирается в зависимости от наличного крепежа гребенки. Когда гребенка закреплена, следует черед обвязки. Теперь предстоит сделать выбор, нужно ли устанавливать дополнительные насосы для каждого контура и гидрострелки для уравнивания давлений, или же можно обойтись и без них.
Примечание. Подающая труба, по которой теплоноситель перетекает из котла, подключается к коллектору с помощью его торцевых штуцеров.
Самым простым вариантом является обвязка без дополнительных устройств. Данный вариант используется, если есть необходимость подключения теплового генератора к нескольким веткам радиаторного отопления. Изюминкой данного случая является одинаковая температура теплоносителя для всех контуров, поэтому отсутствует необходимость её регулирования. Все ветки подключаются напрямую к гребенке. Возле теплогенератора обычно устанавливается насос, который и обеспечивает необходимую циркуляцию для всей системы.
Важный момент. Несмотря на кажущуюся простоту данной схемы, крайне важно правильно подобрать мощность насосного агрегата. Для начала вам потребуется провести гидравлический расчет создаваемой системы, после чего можно подбирать модель насоса по создаваемому ним давлению и по показателю производительности. В противном случае можно просто не угадать с насосом, и вся отопительная система или будет работать малоэффективно, или вовсе не будет функционировать.
Каждый из отопительных контуров может иметь разное количество радиаторов и разную длину, а значит, будет отличаться и их сопротивление. Поэтому, чтобы обеспечить для каждой ветки необходимый расход воды, нужно выполнить балансировку. Для этого вместо обычных отсекающих кранов на обратке устанавливаются балансировочные вентили. Когда система начнет работать, с помощью этих вентилей можно произвести балансировку каждой ветки. При этом совсем не обязательно использовать дополнительное оборудование, можно все проделать даже интуитивно с оглядкой на работу конкретной ветки. Правда, при балансировке «на глаз» может потребоваться больше времени.
Но совсем другое дело, когда с одного котла к конечным потребителям должен поступать теплоноситель разной температуры. Например, вам нужен теплоноситель для системы теплого пола (от 300С до 450С), радиаторного отопления (от 450С до 800С) и бойлера для системы горячего водоснабжения (температура 800С). По вышеописанной схеме добиться такого результата невозможно. В данном случае придется устанавливать смесительные узлы с 3-х ходовыми кранами (клапанами). Именно благодаря этим узлам можно регулировать значение температуры теплоносителя и подавать в конкретную ветку жидкость нужной температуры. Поскольку проводится введение в систему новых элементов, потребуется установка на подводках к гребенке отдельных насосов для каждой ветки. В качестве примера обвязки можно рассмотреть схему, представленную на рисунке ниже:
На представленной схеме предусмотрена установка не только распределительной гребенки, но и гидрострелка, которая создает на этом участке зону нулевого сопротивления, обеспечивая независимую работу насосов, что в свою очередь обеспечивает нужный расход жидкости для каждого из контуров. Но при этом крайне важно, чтобы общая реальная производительность всех насосов контуров была меньше производительности котлового насоса.
Важно. Правильно подобрать производительность насосов крайне сложно, поэтому без выполнения гидравлического расчета не обойтись. После выполнения расчетов и подбора агрегатов, можно произвести монтаж и подключение гребенки с гидрострелкой к отопительной системе.
Отправляя данную форму,вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности персональных данных.
Распределительный коллектор своими руками
Самодельную распределительную гребенку изготовить можно даже в домашних условиях, главное, чтобы у мастера были соответствующие навыки и знания. Процесс создания гребенки довольно простой. Вначале стальную трубу увлеченного диаметра необходимо заглушить с двух сторон, превратив в своеобразный цилиндр. Далее к этой трубе нужно приварить штуцеры, с помощью которых позже будут присоединяться магистральные трубы. Резьба штуцера может быть любой, поэтому мастер может выбирать наиболее удобный для него вариант. После создания единой конструкции, нужно проверить коллектор под давлением. Если сварные швы и сами трубы выдержали проверку, и не произошло протечек, можно конструкцию покрасить поверх слоя грунтовки.
При создании гребенки нужно обязательно выдерживать соотношение диаметров используемых труб, а также их размеры. Зачастую специалисты рекомендуют подбирать диаметр коллекторов и подключаемых магистральных труб таким образом, чтобы соотношение их сечения было соответственно равно 3/1. Если придерживаться этого соотношения, то конструкция гребенки будет работоспособной и поможет эффективно использовать всю отопительную систему. Если вместо труб с круглым сечением вы решили использовать профильные трубы, то и здесь нужно придерживаться такого же соотношения между площадями сечений коллектора и подводящих труб. Что касается других размеров гребенки, то за основу можете взять проверенную на практике схему:
Существует и еще один метод подбора диаметров труб для создания гребенки, о котором мы уже говорили выше при рассмотрении заводских моделей устройств. Для начала нужно определиться с необходимой тепловой мощностью всей домовой отопительной системы. Если эта мощность не больше 50 кВт, то специалисты рекомендуют использовать трубы DN80. Если же расчетная мощность больше 50 кВт, но её значение не превышает 100 кВт, то для создания коллектора можно использовать трубы DN100. Что касается диаметров штуцеров, то их можно подбирать с учетом результатов гидравлического расчета, а не просто делить на 3 диаметр трубы коллектора, как в случае с первым вариантом подбора.
Изготавливать гребенку можно не только из металла, но и из полипропилена. Многие мастера не единожды создавали гребенки из полипропиленовых тройников. Работа по созданию такой гребенки будет несколько сложнее, но к достоинствам такого устройства можно отнести дешевизну, благодаря чему они и стали такими популярными. Наиболее дорогими в таком случае будут именно тройники, тогда как другие элементы стоят недорого. Ранее подобные конструкции собирали только для собственного использования, но в последнее время всё чаще стали появляться в продаже уже собранные полипропиленовые гребенки.
Одним из весомых недостатков полипропиленовых коллекторов является их непереносимость высоких температур. Соответственно, в случае повышения температуры теплоносителя выше критической отметки в силу тех или иных обстоятельств, соединения могут дать течь. Подобные нештатные ситуации с существенным повышением температуры теплоносителя часто наблюдаются в системах с твердотопливными котлами, поэтому в таких системах эксперты в большинстве своем рекомендуют делать медную или стальную обвязку.
Заключение
Несмотря на то, что коллектор имеет довольно простую конструкцию и его можно создать своими руками, обладая соответствующими знаниями и навыками, процесс подбора и самой обвязки распределительной гребенки – дело сложное. Крайне важно правильно провести расчеты, выбрать подходящее оборудование и подобрать оптимальную схему обвязки, и только в этом случае созданная система отопления порадует домовладельца своей эффективной бесперебойной работой, удобством и надежностью.