Насосно-смесительные узлы: зачем нужны и как работают?

Насосно-смесительный узел – это без преувеличения сердце всей системы водяных теплых полов. Именно он отвечает за поддержание необходимой температуры, циркуляцию теплоносителя по контурам, а также помогает сделать гидравлическую увязку с другими элементами системы отопления. В сегодняшней статье мы немного подробнее разберем этот класс продукции.

Схема работы любого смесительного узла предельно проста.


Поток горячего теплоносителя от теплогенератора смешивается с потоком холодного теплоносителя из обратной линии водяного теплого пола в пропорции, необходимой для получения необходимой температуре на входе в коллектор подачи теплого пола. «Неиспользованный для подмеса» теплоноситель уходит в обратную линию котлового (первичного) контура.

Конструктивно насосно-смесительные узлы можно разделить на 2 большие группы: на основе термостатических клапанов и на основе ротационных (поворотных) клапанов.

В термостатических клапанах регулировка осуществляется путем вертикального перемещения штока. Различают 2 вида систем- на основе двухходовых клапанов и на основе трехходовых смесительных клапанов.

Узлы на основе двухходовых клапанов

В узлах на основе двухходовых клапанов сам термостатический клапан с установленным терморегулирующим элементом (термоголовка с выносным датчиком или сервопривод) регулирует количество горячего теплоносителя от теплогенератора, то есть работает приблизительно так же, как вентиль горячей воды на обычных двухвентильных смесителях, а на обратной линии устанавливается балансировочный клапан, который задает количество холодного теплоносителя, поступающего в зону смешения, то есть работает почти как вентиль холодной воды в бытовых смесителях.

Для настройки такого узла необходимо найти положение балансировочного клапана, при котором при полностью открытом двухходовом клапане будет достигнута максимальная расчетная температура теплоносителя на подаче в водяной теплый пол. Это значение редко превышает 40°C даже в регионах с суровым климатом. Дальнейшая регулировка температуры теплоносителя осуществляется исключительно двухходовым клапаном: при необходимости понизить температуру клапан закрывается, при необходимости повысить – открывается. Такая схема работы обеспечивает максимально точное поддержание необходимого температурного режима, но ее относительным недостатком является необходимость настройки системы, что может вызвать определенные трудности у неподготовленного пользователя.

Узлы на основе трехходовых клапанов

Узлы на основе трехходовых термостатических клапанов работают немного иначе. К соответствующим патрубкам клапана присоединяется линия подачи от теплогенератора(+), подача (M) и обратка (-) теплого пола. При перемещении штока попеременно закрываются патрубки (+) и (-) до достижения необходимой температуры теплоносителя на выходе из патрубка (M).

Самым главным достоинством этой схемы является отсутствие какой-либо настройки. Необходимо всего лишь задать нужную температуру при помощи терморегулирующей автоматики, а дальше система уже сама выйдет в необходимый режим работы. Однако недостатки у трехходовых клапанов тоже есть: точность поддержания температуры теплоносителя намного меньше, чем у систем на основе двухходовых клапанов, да и на все изменения трехходовой реагирует медленнее.

Управление насосно-смесительными узлами

В качестве регулирующих элементов для обоих вариантов может использоваться как любая термоголовка с погружным или накладным датчиком теплоносителя, так и электротермические сервоприводы с управлением при помощи контроллера.


Ротационные трехходовые (реже - четырехходовые) клапаны также широко используются для организации смесительного узла систем водяного напольного отопления. В частности, именно на основе таких клапанов производятся насосно-смесительные группы быстрого монтажа.

Принцип работы аналогичен трехходовым термостатическим клапанам, с той лишь разницей, что регулировка производится путем вращения штока. Ротационные клапаны тоже не требуют особенной настройки, кроме того, они обладают большей, нежели термостатические, пропускной способностью, и как следствие, узлы на их основе имеют большую мощность. Единственным серьезным недостатком такой системы в сравнении с двух-и трехходовыми термостатическими является, пожалуй, стоимость автоматизации такого узла – альтернатив поворотным приводам и термостатам/контроллерам для них нет. В ручном режиме поворотные клапаны работать не смогут.

Внутреннее устройство клапана насосно-смесительного узла

Резюме

Почему же насосно-смесительный узел в том или ином виде настолько необходим? Как уже было сказано выше, расчетная температура теплоносителя в системах водяного теплого пола редко превышает 40°C даже в самые холодные дни года, и решить задачу «получить нужную температуру», в принципе, можно альтернативным способом- например, предусмотреть электрический котел (для них безопасен режим работы «до 40°C»), который будет работать только на нужды напольного отопления. Однако такое решение достаточно дорогое, громоздкое и требовательно к эксплуатации и обслуживанию. Поэтому применение насосно-смесительных узлов и групп выглядит куда более оптимальным и целесообразным решением.