Коллектор — это система медных пластин, изолированных друг от друга и от вала якоря. К пластинам припаяны отводы от обмотки якоря. Для соединения коллектора с зажимами машины и внешней цепью служат скользящие контакты (щетки).
Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях).
Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины .
Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса. На рис. 1. показан общий вид коллектора электрической машины .
Для рассмотрения работы коллектора обратимся к рис. 2, на котором рамка с проводниками А и В показана в разрезе. Для большей наглядности проводник А показан толстым кружком, а проводник В двумя тонкими кружками.
Щетки замкнуты на внешнее сопротивление тогда э. д. с., индуктируемая в проводниках, будет вызывать в замкнутой цепи электрический ток. Поэтому при рассмотрении работы коллектора можно говорить не об индуктированной э. д. с., а об индуктированном электрическом токе.
Рис. 1. Коллектор электрической машины
Рис. 2. Упрощенное изображения коллектора
Рис. 3. Выпрямление переменного тока с помощью коллектора
Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда вращающаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться наибольший по величине ток, так как проводники пересекают магнитные силовые линии, двигаясь перпендикулярно к ним.
Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластиной 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 возвратится в проводник А. При этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.
Дальнейший поворот рамки (положение В) приведет снова к индуктированию тока в обоих проводниках; однако направление тока в проводниках будет противоположно тому, которое они имели в положении А. Так как вместе с проводниками повернутся и коллекторные пластины, то щетка 4 снова будет отдавать электрический ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет возвращаться в рамку.
Отсюда следует, что, несмотря на изменение направления тока в самих вращающихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во внешней цепи не изменилось .
В следующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной линии, в проводниках и, следовательно, во внешней цепи тока опять не будет.
В последующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким образом, направление индуктированного направление тока во внешней цепи благодаря коллектору все время будет оставаться одним и тем же, а вместе с этим сохранится и полярность щеток.
Рис. 4. Коллектор двигателя постоянного тока
Представление о характере изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки, снабженной коллектором, дает кривая рис. 5. Из кривой видно, что наибольших значений ток достигает в точках, соответствующих 90° и 270°, т. е. когда проводники пересекают силовые линии непосредственно под полюсами. В точках 0° (360°) и 180° ток во внешней цепи равен нулю, так как проводники, проходя нейтральную линию, силовых линий не пересекают.
Читайте также: Как сделать корабельную пушку
Рис. 5. Кривая изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки после выпрямления коллектором
Из кривой нетрудно заключить, что хотя направление тока во внешней цепи и остается неизменным, но величина его все время меняется в пределах от нуля до максимума.
Электрический ток, постоянный по направлению, но переменный по величине, носит название пульсирующего тока. Для практических целей пульсирующий ток очень неудобен. Поэтому в генераторах стремятся сгладить пульсации и сделать ток более ровным.
В отличие от генераторов, в двигателях постоянного тока коллектор выполняет роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря. Если в генераторе коллектор служит для выпрямления переменного тока в постоянный, то в электродвигателе роль коллектора сводится к распределению тока в обмотках якоря таким образом, чтобы в течение всего времени работы электродвигателя в проводниках, находящихся в данный момент под северным полюсом, ток проходил постоянно в каком-либо одном направлении, а в проводниках, находящихся под южным полюсом, — в противоположном направлении.
А. Крепление обмотки якоря.
Б. Электрическое соединение вращающейся обмотки якоря с неподвижными клеммами машины.
В. Выпрямление переменного тока в секциях обмотки якоря.
В каких проводах высокая прочность совмещается с высокой электропроводностью?
А. В стальных
Б. В алюминиевых
В. В сталеалюминевых
Каково назначение нейтрального провода?
А. Выравнивать сопротивление фаз.
Б. Выравнивать мощности фаз.
В. Выравнивать фазные напряжения.
III. Законы Кирхгофа.
ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН:_________________________
Председатель аттестационной комиссии____________________________________
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электротехника и электроника»
ГРУППА №________
Вариант № 10
Инструкция
Внимательно прочитайте задание.
Для выполнения задания №1 вы можете воспользоваться методическим материалом, имеющимся на специальном столе.
Время выполнения всех заданий – 30 мин.
Текст задания
I. Электрохимический эквивалент хрома 0,18*10 -6 кг/Кл.
Сколько хрома выделится при электролизе, если через электролит пройдет заряд 20 Кл
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
II.
1. Как изменится сила взаимодействия между двумя заряженными телами с зарядами Q и q, если при q=const заряд Q увеличить в два раза и расстояние между зарядами также удвоить?
А. Остается неизменной.
Б. Увеличится в два раза.
В. Уменьшится в два раза.
Г. Уменьшится в четыре раза.
Симметричная нагрузка соединена звездой. Линейное напряжение 380 В. Каково фазное напряжение?
А. 380 В.
Б. 250 В.
В. 220 В.
Г. 127 В.
На взаимодействии каких элементов основан принцип действия приборов магнитоэлектрической системы?
А. Постоянного магнита и рамки, по которой проходит измеряемый ток.
Б. Магнитного поля катушки и ферромагнитного сердечника.
В. Проводников, по которым проходит ток.
III. Магнитное поле и его характеристики. Электромагнитная сила.
ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН:_________________________
Председатель аттестационной комиссии____________________________________
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электротехника и электроника»
ГРУППА №________
Вариант № 11
Инструкция
Внимательно прочитайте задание.
Для выполнения задания №1 вы можете воспользоваться методическим материалом, имеющимся на специальном столе.
Время выполнения всех заданий – 30 мин.
Текст задания
I. К источнику постоянного тока с ЭДС 125 В подключены последовательно три резистора R1=100 Ом, R2=30 Ом, R3=120 Ом. Определите ток в цепи, если r =0,5 Ом.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
II.
Как изменится сила взаимодействия между двумя заряженными телами, если разделяющий их воздух заменить дистиллированной водой?
А. Увеличится.
Б. Уменьшится.
В. Останется без изменений
Чему равно напряжение на вторичной обмотке трансформатора при холостом ходе?
Можно ли магнитоэлектрический прибор использовать для измерений в цепях переменного тока?
Читайте также: Какой кабель нужен для подключения цифрового телевидения
А. Можно.
Б. Нельзя.
В. Можно, если подключить через выпрямитель.
III. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Индуктивность.
ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН:_________________________
Председатель аттестационной комиссии____________________________________
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электротехника и электроника»
ГРУППА №________
Вариант № 12
Инструкция
Внимательно прочитайте задание.
Для выполнения задания №1 вы можете воспользоваться методическим материалом, имеющимся на специальном столе.
Время выполнения всех заданий – 30 мин.
Текст задания
I. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с током в 25 А действует сила 0,05Н. Длина активной части проводника 5 см. Направления линий индукции и тока взаимного перпендикулярны.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
II.
Какова сила тока, если за один час при постоянном токе через поперечное сечение был перенесен заряд в 180 Кл?
А. 180 А.
Б. 0,05 А.
В. 3А.
Чему равен КПД трансформатора?
На взаимодействии каких элементов основан принцип действия приборов электромагнитной системы?
А. Магнитного поля катушки и ферромагнитного сердечника.
Б. Постоянного магнита и рамки, по которой проходит ток.
В. Проводников, по которым проходит ток.
III. Назначение и классификация электрических машин.
ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН:_________________________
Председатель аттестационной комиссии____________________________________
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электротехника и электроника»
ГРУППА №________
Вариант № 13
Инструкция
Внимательно прочитайте задание.
Для выполнения задания №1 вы можете воспользоваться методическим материалом, имеющимся на специальном столе.
Время выполнения всех заданий – 30 мин.
Текст задания
I. Угловая чистота переменного тока равна 3140 с -1 . Определите период и частоту сигнала.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
II.
Как изменится сопротивление проводника, если его длину и диаметр увеличить в два раза?
А. Не изменится.
Б. Уменьшится в два раза
В. Увеличится в два раза
Что является свободными носителями заряда в полупроводнике типа p?
А. Электроны.
Б. Дырки.
В. Электроны и дырки.
На взаимодействии каких элементов основан принцип действия приборов электродинамической системы?
А. Магнитного поля катушки и ферромагнитного сердечника.
Б. Проводников, по которым проходит ток.
В. Постоянного магнита и рамки, по которой проходит ток.
III. Магнитные свойства вещества.
ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН:_________________________
Председатель аттестационной комиссии____________________________________
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электротехника и электроника»
ГРУППА №________
Вариант № 14
Инструкция
Внимательно прочитайте задание.
Для выполнения задания №1 вы можете воспользоваться методическим материалом, имеющимся на специальном столе.
Время выполнения всех заданий – 30 мин.
Текст задания
I. Генератор переменного тока имеет частоту вращения 2800 об/мин. Определить частоту, период и угловую частоту электрического тока, если число пар полюсов генератора равно 8.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
II.
Как изменится проводимость проводника при увеличении площади S его поперечного сечения?
А. Увеличится.
Б. Уменьшится.
В. Не изменится
Какой электрический параметр оказывает непосредственное физиологическое влияние на организм человека?
А. Напряжение.
Б. Мощность.
В. Ток.
Г. Напряженность
Почему магнитопроводы высокочастотных трансформаторов прессуют из ферромагнитного порошка?
А. Для упрощения технологии изготовления.
Б. Для увеличения магнитной проницаемости.
В. Для уменьшения тепловых потерь.
III. Ферромагнетики. Намагничивание ферромагнетиков.
ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН:_________________________
Председатель аттестационной комиссии____________________________________
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электротехника и электроника»
ГРУППА №________
Вариант № 15
Инструкция
Внимательно прочитайте задание.
Для выполнения задания №1 вы можете воспользоваться методическим материалом, имеющимся на специальном столе.
Время выполнения всех заданий – 30 мин.
Текст задания
I. Мгновенное значение тока i=16 sin157t(A). Определить амплитуду и действующее значение этого тока, и его период.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
II.
Как нагреваются провода из одного и того же материала одинаковой длины, но разного диаметра при одном и том же токе?
Читайте также: Как собрать китайскую точилку для ножей
А. Провода нагреваются одинаково.
В машинах постоянного тока для выпрямления э.д.с. применяется коллектор, представляющий собой механический преобразователь, выпрямляющий переменный ток якорной обмотки в постоянный ток, проходящий через щетки во внешнюю цепь. Коллектор состоит из соединенных с витками обмотки якоря изолированных между собой пластин, которые, вращаясь вместе с обмоткой якоря, поочередно соприкасаются с неподвижными щетками, соединенными с внешней цепью. Одна из щеток всегда является положительной, другая — отрицательной.
Рис. 6 — Выпрямление э.д.с. при помощи коллектора: 1- медные пластины; 2 — виток обмотки якоря; 3 — щетки; 4 — внешняя электрическая цепь
Простейший коллектор имеет две изолированные между собой медные пластины, выполненные в форме полуколец (рис. 6), к которым присоединены концы витка якорной обмотки. Пластины коллектора соприкасаются с неподвижными контактными щетками, связанными с внешней электрической цепью. При работе машины пластины коллектора вращаются вместе с витками якорной обмотки. Щетки устанавливаются таким образом, чтобы в то же время, когда э.д.с. витка меняет знак на обратный, коллекторная пластина перемещалась от щетки одной полярности к щетке другой полярности. В результате этого на щетках возникает пульсирующее напряжение, постоянное по направлению (см. сплошную кривую 1 на рис. 3, в).
Рис. 7 — Устройство коллектора: 1 — корпус; 2 — стяжной болт, 3 — нажимное кольцо; 4 — изоляционная прокладка; 5 — «петушок» — часть коллекторной пластины, к которой припаивается конец секции обмотки; 6 — «ласточкин хвост» — часть коллекторной пластины, служащая для ее крепления; 7 — коллекторная пластина
Якорная обмотка состоит из большого числа секций, представляющих собой один или несколько последовательно соединенных витков. Конец каждой секции присоединяется к одной из изолированных коллекторных пластин, образующих коллектор (рис. 7). По мере увеличения числа секций уменьшается пульсация напряжения на щетках (рис. 8). При двадцати коллекторных пластинах разница между максимальной и минимальной величиной напряжения, отнесенная к среднему значению, не превышает 0,65%.
Коллектор является сложным и дорогим устройством, требующим тщательного ухода. Его повреждения нередко служат причиной серьезных аварий. Предпринимались многочисленные попытки создать бесколлекторную машину постоянного тока, однако построить ее принципиально невозможно, так как в многовитковой якорной обмотке, активные стороны которой последовательно проходят под полюсами разной полярности, в любом случае наводится переменная э.д.с., для выпрямления которой необходимо особое устройство.
Рис. 8 — Пульсация напряжения на щетках генератора постоянного тока: а — при двух витках на полюс; б — при большом количестве витков
Поэтому машинами постоянного тока называются электрические машины, у которых преобразование энергии происходит вследствие вращения якорной обмотки относительно неподвижного потока полюсов, а выпрямление тока в постоянный осуществляется коллектором (или иным выпрямителем, вращающимся вместе с якорем).
Вначале создавались машины постоянного тока. В дальнейшем они в значительной степени были вытеснены машинами переменного тока. Благодаря возможности плавного и экономичного регулирования скорости вращения двигатели постоянного тока сохраняют свое доминирующее значение на транспорте, для привода металлургических станов, в крановых и подъемно-транспортных механизмах. В системах автоматики машины постоянного тока широко используются в качестве исполнительных двигателей, двигателей для привода лентопротяжных самозаписывающих механизмов, в качестве тахогенераторов и электромашинных усилителей. Генераторы постоянного тока применяются главным образом для питания радиостанций, двигателей постоянного тока, зарядки аккумуляторных батарей, сварки и электрохимических низковольтных установок.
<index>
Коллектор — это система медных пластин, изолированных друг от друга и от вала якоря. К пластинам припаяны отводы от обмотки якоря. Для соединения коллектора с зажимами машины и внешней цепью служат скользящие контакты (щетки).
Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях).
Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины.
Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса. На рис. 1. показан общий вид коллектора электрической машины.
Для рассмотрения работы коллектора обратимся к рис. 2, на котором рамка с проводниками А и В показана в разрезе. Для большей наглядности проводник А показан толстым кружком, а проводник В двумя тонкими кружками.
Рис. 1. Коллектор электрической машины
Рис. 2. Упрощенное изображения коллектора
Рис. 3. Выпрямление переменного тока с помощью коллектора
Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда вращающаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться наибольший по величине ток, так как проводники пересекают магнитные силовые линии, двигаясь перпендикулярно к ним.
Дальнейший поворот рамки (положение В) приведет снова к индуктированию тока в обоих проводниках; однако направление тока в проводниках будет противоположно тому, которое они имели в положении А. Так как вместе с проводниками повернутся и коллекторные пластины, то щетка 4 снова будет отдавать электрический ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет возвращаться в рамку.
Отсюда следует, что, несмотря на изменение направления тока в самих вращающихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во внешней цепи не изменилось.
В следующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной линии, в проводниках и, следовательно, во внешней цепи тока опять не будет.
Рис. 4. Коллектор двигателя постоянного тока
Рис. 5. Кривая изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки после выпрямления коллектором
Из кривой нетрудно заключить, что хотя направление тока во внешней цепи и остается неизменным, но величина его все время меняется в пределах от нуля до максимума.
Электрический ток, постоянный по направлению, но переменный по величине, носит название пульсирующего тока. Для практических целей пульсирующий ток очень неудобен. Поэтому в генераторах стремятся сгладить пульсации и сделать ток более ровным.
В отличие от генераторов, в двигателях постоянного тока коллектор выполняет роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря. Если в генераторе коллектор служит для выпрямления переменного тока в постоянный, то в электродвигателе роль коллектора сводится к распределению тока в обмотках якоря таким образом, чтобы в течение всего времени работы электродвигателя в проводниках, находящихся в данный момент под северным полюсом, ток проходил постоянно в каком-либо одном направлении, а в проводниках, находящихся под южным полюсом, — в противоположном направлении.
</index>
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.
Принцип функционирования распределителя
Основное предназначение распределительного 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.
Галерея изображенийКоллектроный узел равномерно распределяет тепловые потоки по всем компонентам и приборам системы отопленияРаспределительную гребенку для организации лучевой системы отопления можно купить в заводскои исполнении или сделать собственными рукамиДля изготовления самодельного коллекторного устройства используют полипропиленовые и стальные трубыРазогретый до рабочей температуры теплоноситель подается сначала в коллектор, из которого по трубам перетекает к каждому из параллельно подключенных приборов практически одновременноКоллекторный узел чаще всего состоит из двух гребенок. Одна из них принимает и распределяет нагретый теплоноситель, вторая собирает остывшийЛучевые решения устройства отопления нередко комбинируются с двух- и однотрубными вариантамиПрактически в обязательном порядке коллекторные схемы отопления предполагают установку как минимум одного циркуляционного насоса. Предпочтительно, чтобы им оснащалось каждое отопительное кольцоДля удаления шлама из отопительной системы коллекторные гребенки дополняются дешламаторами, для возможности слить воду — шаровыми кранамиКоллектор в системе отопленияКоллектор заводского исполненияРаспределительная гребенка из ПП трубКоллекторная разводка в домеСоставляющие коллекторного узлаКомбинация коллектора с двухтрубной схемойТехническое оснащение лучевых схемДешламаторы и шаровые краны
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 распределительной 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.
Количество выводов на распределителе может быть любым, а в случае надобности конструкцию всегда можно нарастить дополнительными отводами
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 мм3.
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.
Внутренний диаметр коллектора определяется расчетным путем так, чтобы скорость передвижения теплоносителя внутри него была не больше 0,7 м/с
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.
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.
Такое конструктивное решение, предполагающее обустройство отдельных подающих труб, создает условия для равномерного разогрева радиаторов
Типы коллекторов в системах отопления
Коллекторные установки, применяемые при проектировании закрытых циркуляционных отопительных систем, бывают трех разновидностей.
В зависимости от назначения конструкции на рынке представлены: радиаторные и солнечные системы, а также устройства, оснащенные гидрострелкой.
Тип #1 — радиаторное коллекторное отопление
Какой бы тип отопления не был запроектирован в доме, радиаторы в нем присутствуют всегда. А потому коллекторы, распределяющие потоки теплоносителя непосредственно к установленным в комнатах батареям, являются самым востребованным типом.
Распределительный узел состоит из двух взаимосвязанных гребенок: первая направляет теплоноситель к установленным в комнатах приборам, вторая – отводит его обратно к котлу
Коллекторы, применяемые при радиаторном отоплении, в зависимости от архитектурных и интерьерных особенностей помещения можно подключать различными способами.
По способу подключения радиаторная система отопления может быть выполнена в любом из перечисленных ниже вариантах исполнения:
- верхнее подключение;
- нижнее присоединение;
- установка сбоку;
- ведение по диагонали.
Наибольшее распространение получил все же нижний способ соединения. При такой разводке контуры, скрытые под поверхностью плинтуса или пола, не так бросаются в глаза.
Да и расчеты подтверждают, что при нижнем присоединении все преимущества частного отопления проявляются в полной мере.
Коллектором для радиаторов оснащают каждый этаж дома. Устанавливают его в центре, маскируя устройство в нише или в устроенном специально для него шкафчике на стене.
Место для установки должно быть выбрано так, чтобы по возможности ко всем приборам подводились ветки равной длины.
Если невозможно достичь равенства подключенных к коллектору колец, то каждый отвод снабжается собственным циркуляционным насосом.
По сути, все подключенные к распределительному узлу ветки представляют собой самостоятельный контур с собственной запорной арматурой, а иногда и автоматикой.
Ярким примером коллекторной схемы отопления являются водяные теплые полы.
Коллекторная схема разводки обеспечивает равномерную поставку тепла во все кольца системы водяных “Теплых полов”
Трубопроводы теплых полов собирают из медных труб или их пластиковых аналогов, для соединений используют неразъемные фитинги.
В отопительные кольца монтируют вентили, с помощью которых регулируют подачу теплоносителя, а в случае необходимости отключают «теплые полы» от общедомовой отопительной сети.
Коллектор для «теплого пола» представляет собой конструкцию, включающую ряд трубных колец, которая прокладывается под напольным покрытием
Такие системы всегда оснащают циркуляционным насосом. Его располагают в промежуточный коллекторный узел на входе в трубу обратного направления.
Число патрубков на распределительном узле зависит от количества помещений, зацикленных на одной гребенке.
Количество коллекторных групп определяют, ориентируясь на длину контуров. За основу расчетов берут соотношение, при котором на одну коллекторную группу отводится 120 метров трубопровода.
Тип #2 — гидравлическая стрелка
При обустройстве мощных и разветвленных систем отопления, которые проектируют в жилых постройках большой площадью, применяют распределительные коллекторы, оборудованные термогидравлическим распределителем или гидрострелкой.
При монтаже связующего звена с одной стороны к нему подключают контур отопительного котла, а с другой – радиаторное отопление или «теплые полы».
Гидравлическая стрелка представляет собой вертикальная полая труба, оснащенная по торцам эллиптическими заглушками, основное предназначение которой – выравнивать оказываемое на теплоноситель давление
Наличие распределительной гидравлической стрелки позволяет решить сразу несколько задач:
- избежать резких перепадов температуры в трубах, губительно сказывающихся на эксплуатационном сроке системы;
- за счет подмеса и вторичной циркуляции части теплоносителя сохранить постоянный объем котловой воды, а также сэкономить топливо и электроэнергию;
- в случае необходимости компенсировать во второстепенном контуре дефицит расхода.
Поддержание температурного баланса достигается за счет того, что устройство позволяет отделить гидравлический контур котла от вторичной цепи.
Вариант изготовления самодельного коллекторного распределителя, оснащенного гидрострелкой, которая изготовлена из стальной квадратной трубы и оборудована штуцерами
Оптимальную работу системы, оснащенной гидрострелкой, можно обеспечить при условии, если каждый контур оборудован собственным циркуляционным насосом.
Тип #3 — солнечные коллекторные установки
Устройства этого типа выбирают при обустройстве автономного водопровода в негазифицированных областях, где уровень солнечного излучения достаточно высок.
Воздушные гребенки, функционирующие на солнечной энергии, работают за счет парникового эффекта, преобразовывая солнечный свет в тепловую энергию
Конструкция солнечных установок немного отличается от традиционных аналогов. По сути, они представляют собой своего рода теплицы, накапливающие солнечную энергии.
Естественная циркуляция теплоносителя в них осуществляется за счет конвекционных потоков и под действием присоединенных к поглощающей пластине вентиляторов.
Распределитель, поглощающий солнечные лучи, представляет собой небольшой плоский ящик, покрытый черной адсорбирующей пластиной. Эта тепловоспринимающая пластина и аккумулирует тепло.
Накопленное тепло передается теплоносителю, в роли которого может выступать циркулирующий по трубам воздух или жидкость.
Основное предназначение солнечного коллектора – направлять и перераспределять энергию Светила на бытовые потребности и нужды
В продаже можно встретить подвижные коллекторные системы, работающие на солнечной энергии. Их конструкция устроена так, что зеркала и нагревательные элементы «следят» за передвижением солнца, благодаря чему его энергию поглощают по максимуму.
Но из-за высокой стоимости оборудования применение солнечных установок в качестве основного источника обогрева в условиях климата даже южных регионов нашей страны невыгодно.
А потому их больше задействуют в качестве дополнительного источника тепла при обустройстве систем отопления с исполльзованием твердотопливных и газовых котлов.
Модификации распределительных гребенок
Сегодня на рынке оборудования представлено множество разновидностей коллекторов для отопительных систем.
Производители предлагают как связующие звенья самого простого исполнения, конструкция которых не предусматривает наличие вспомогательной арматуры для регулирования оборудования, так и коллекторные блоки с полным комплектом вмонтированных элементов.
Коллекторный блок, включающий все необходимые функциональные элементы для создания условий бесперебойной и высокопроизводительной работы отопительной системы
Простые в исполнении устройства являют собой латунные модели с дюймовым проходом ответвлений, оснащенных двумя соединительными отверстиями по бокам.
На обратном коллекторе такие устройства имеют заглушки, вместо которых в случае «наращивания» системы всегда можно установить дополнительные приборы.
Более сложные в конструктивном решении промежуточные сборные узлы оснащены шаровыми кранами. Под каждый отвод в них предусмотрена установка запорной регулировочной арматуры. Навороченные дорогостоящие модели могут быть оснащены:
- расходомерами, основное предназначение которых – регулировать поток теплоносителя в каждой петле;
- термодатчиками, призванными контролировать температуру каждого отопительного прибора;
- воздуховыпускными клапанами автоматического типа для слива воды;
- электронными клапанами и смесителями, направленными на поддержание запрограммированной температуры.
Количество контуров в зависимости от подсоединяемых потребителей может варьироваться в пределах от 2 до 10 штук.
Независимо от сложности и многофункциональности оборудования при изготовлении гребенок коллекторных блоков используют материалы, устойчивые к внешним факторам
Если за основу брать материал изготовления, то промежуточные сборные коллекторы бывают:
- Латунные – отличаются высокими эксплуатационными параметрами при доступной цене.
- Нержавеющие – стальные конструкции чрезвычайно долговечны. Они могут с легкостью выдерживать большое давление.
- Полипропиленовые – модели из полимерных материалов, хоть и отличаются невысокой ценой, но по всем характеристикам уступают металлическим «собратьям».
Модели, выполненные из металла, для продления срока службы и повышения эксплуатационных параметров обрабатывают антикоррозионными составами и покрывают теплоизоляцией.
Разделительные конструкции, выполненные из полимеров, применяют при обустройстве систем, отапливаемых котлами мощностью от 13 до 35 кВт
Детали устройства могут быть литого исполнения либо же оснащены цанговыми зажимами, позволяющих осуществлять соединение с металлопластиковыми трубами.
Но специалисты не советуют выбирать гребенки с цанговыми зажимами, поскольку те часто «грешат» подтеканием теплоносителя в местах соединения вентиля. Это возникает вследствие быстрого выхода из строя уплотнителя. И заменить его не всегда представляется возможным.
Коллекторы используются в схемах одно- и двухтрубного отопления. В однотрубных системах одна гребенка поставляет нагретый теплоноситель и принимает остывший
Рекомендации грамотного выбора
Основная сложность заключается не только в самом монтаже коллектора, но и в правильном выборе оборудования.
При выборе модели гребенки следует ориентироваться на такие параметры:
- Предельно допустимое давление для этой модели. Оно определяет тип материала, из которого может выполнен гидрораспределитель.
- Пропускная способность узла.
- Наличие вспомогательных устройств.
- Количество выходных патрубков гребенки. Оно должно соответствовать количеству контуров охлаждения.
- Возможность дополнительного присоединения элементов.
Все эксплуатационные параметры указываются в паспорте к изделию.
Для обустройства поэтажных независимых обогревательных контуров, оснащенных автономным управлением, гребенки необходимо монтировать на каждом этаже дома.
При выборе и установке поэтажных распределителей ориентируются на параметры «подсистемы», которую они призваны обслуживать.
Благодаря поэтажному размещению гребенок в случае надобности всегда можно отключать отопление как нескольких отдельных приборов, так и всего этажа
Это значительно упрощает обслуживание отопительной системы и ее ремонт.
Поскольку коллекторный блок – недешевое удовольствие, чтобы обезопасить себя от разочарований при быстром выходе системы из строе при выборе модели стоит ориентироваться на продукцию проверенных производителей.
Смело можно доверять таким производителям, как «GREENoneTEC», «Rehau», «Soletrol», «Oventrop» и «Meibes». В каждой серии ведущих европейских производителей можно подобрать полный комплект необходимого дополнительного оборудования.
Вспомогательные элементы и арматура к коллекторному блоку также должна соответствовать ГОСТу и ТУ.
В качестве дополнительных устройств для подключения коллектора могут понадобиться: 1 – автоматический воздухоотводчик, 2 – переходник, 3 – уголок, 4 – кран, 5 –сгон, 6 – еще уголок, 7 – выводы труб
Каждый из дополнительных элементов конструкции выполняет свою функцию:
- автоматический воздухоотводчик – монтируется, если блок и радиаторы расположены на одном этаже;
- переходник – потребуется при монтаже воздухоотводчика, диаметр которого равен ½ дюйма, при условии что резьба коллектора составляет ¾ дюйма.
- уголок – позволит подсоединить трубы и направить воздухоотводчик вверх.
- кран – необходим для подключения к устройству идущей от котла трубы;
- сгон, оборудованный накидкой гайкой – позволит в случае необходимости перекрыть подачу теплоносителя и, открутив накидную гайку, отсоединить устройство.
Если предполагается подключать от коллектора водяной теплый пол, дополнительно потребуется установить кран для подпитки.
Для фиксации коллектора к стене потребуются также хомуты, «посаженные» на пластиковые дюбеля. При монтаже конструкции допустимо также применять специальные кронштейны.
Такие конструкции удобны тем, что верхний коллектор в них выдвинут вперед, благодаря чему трубы узла не мешают подводу трубопровода к нижнему коллектору.
Правила установки и подключения
Выбирать и устанавливать коллектор лучше всего еще на этапе проектирования и монтажа отопительной системы.
Устанавливают такие промежуточные конструкции в помещениях, защищенных от избыточной влажности. Чаще всего для этих целей отводят место в коридоре, кладовой или гардеробной.
Коллекторный блок желательно размещать в специально предназначенном для этого металлическом шкафу, оснащенным в боковых стенках отверстиями под выведение труб
В продаже встречаются накладные и встраиваемые модели металлических шкафов. Каждая модель оснащена дверцей и выштамповкой по боковым сторонам.
За неимением возможности установить металлический шкафчик, поступают проще, фиксируя устройство прямо на стену. Нишу под обустройство коллекторного блока размещают на небольшой высоте относительно пола.
Общепринятой инструкции по монтажу коллекторных распределительных схем по сути нет. Но есть ряд основных моментов, относительно которых специалисты пришли к единому знаменателю:
- Наличие расширительного бака. Объем конструктивного элемента должен составлять не менее 10% от общего количества воды в системе.
- Наличие циркуляционного насоса для каждого проложенного контура. Относительно этого элемента не все специалисты едины во мнении. Но все же, если планируется задействовать несколько независимых контуров, для каждого из них стоит установить отдельный агрегат.
Перед циркуляционным насосом на магистрали обратной подачи размещают расширительный бак. Благодаря этому он становится менее уязвимым к турбулентности потоков воды, часто возникающих в этом месте.
Если же используется гидрострелка – бак монтируют перед основным насосом, основная задача которого состоит в том, чтобы обеспечивать циркуляцию на малом контуре.
Место расположения циркуляционного насоса не принципиально. Но, как показывает практика, ресурс устройства несколько выше именно на «обратке».
Главное при монтаже – расположить вал строго горизонтально. При несоблюдении этого условия первый же пузырь скопившегося воздуха оставит агрегат без охлаждения и смазки.
Сам процесс сборки и подключения коллекторной системы наглядно представлен в видео-блоке.
Выводы и полезное видео по теме
Видео-руководство по последовательной сборке коллекторного блока:
Видео-обзор установки и работы модульного пластикового коллектора:
Распределительный узел для «теплого пола»:
Грамотно выбранная и смонтированная коллекторная разводка гарантирует эффективность и надежность системы отопления.
Благодаря малому количеству соединений и тройников вероятность протечек таких конструкций сводится к минимуму. Ну а возможность регулировать температуру нагрева каждого отопительного радиатора делает эксплуатацию отопительной системой особенно комфортной.
Если обладаете необходимыми знаниями или есть опыт подключения коллекторной системы отопления, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Сделать это можно оставив комментарий внизу статьи.
Коллектор водоснабжения: что это, как правильно выбрать и установить?
Коллекторы – изобретение далеко не новое, однако для многих остается чем-то непонятным и сложным. Устройство призвано упростить систему водопровода, сделать грамотный монтаж труб и при этом обеспечить надежную защиту от протекания. Как разобраться с ассортиментом сантехнических устройств и можно ли установить распределяющую гребенку самостоятельно?
Что такое коллектор?
Устанавливая водопровод с нуля или меняя старый, необходимо продумать расположение всех потребителей: унитаза, умывальника, стиральной машины.
В обычной квартире сантехприборов количество варьируется от четырех до десятка. Опытные сантехники рекомендуют своим заказчикам устанавливать коллектор для воды.
Коллектор воды – это своеобразный распределитель, который является важным сантехническим элементом системы холодного и горячего водоснабжения, отопления. Его устанавливают на центральный стояк и скрывают в сантехническом шкафу. Доступ к распределительной гребенке не должен закрываться мебелью или зашиваться наглухо в стену. Однако профессиональные ремонтники придадут инженерному узлу эстетичный внешний вид.
Устройство коллектора и принцип действия
Непосредственная функция коллектора в системе водоснабжения — распределение одного водяного потока на несколько одинаковых по давлению потоков.
В продаже есть гребенки с двумя, тремя и четырьмя выходами. При необходимости большего количества ответвлений, распределители соединяются между собой. Таким образом собирается коллектор водоснабжения на необходимое количество отводов.
Коллектор подключается непосредственно к стояку. На двух противоположных сторонах устройства предусмотрено резьбовое соединение (с одной стороны внутренняя резьба, с другой — наружная) для подключения к магистрали и соединения гребёнок между собой.
На свободный конец коллектора устанавливается заглушка или дополнительный сантехнический прибор, например, мембранный гаситель гидроударов.
Диаметр вводного отверстия на 20-40% больше, чем выходных. Например, на стандартном коллекторе, для монтажа водопровода в квартире, диаметр вводного отверстия — 3/4 дюйма, выходных — 1/2 дюйма.
На выходных отверстиях могут быть установлены как шаровые краны, так и вентиля, позволяющие не только открывать и закрывать водяной поток, но и регулировать мощность потока на этом участке.
Для чего нужен коллектор?
Система водопровода с разделителем и отдельным подводом трубы к каждому потребителю обойдется дороже, чем классическая разводка. Стоит ли переплачивать за коллектор на воду и отопление?
- Устройство используется для регулировки давления воды в квартире. В стандартной разводке нередко снижается напор в открытом кране, если кто-то откроет другой кран или смоет унитаз. Это грозит не только дискомфортом, но и ожогами из-за слишком горячей воды, которая вдруг начинает литься. Продуманный диаметр коллектора позволяет избавиться от проблемы с давлением. Сколько бы не было открыто кранов в квартире, напор воды остается неизменным.
- На каждом выходном отверстии предусмотрены краны, которые позволяют регулировать подачу воды по ветке. Если ведется ремонт смесителя, не обязательно полностью отключать подачу холодной и горячей воды из стояков. Достаточно переклыть только определенную ветку.
- Отсутствие стыков и тройников, вмонтированных в стену, сводит к минимуму риск возникновения протечек. Если кран или фитинг выходит из строя, его легко заменить, разобрав коллекторную систему в шкафчике. Облицовка в санузле не пострадает.
- При необходимости дополнить систему водоснабжения еще одним потребителем, не придется переделывать всю разводку. Подключение обойдется недорого и не потребует больших временных затрат.
При коллекторном монтаже водопровода возрастает его стоимость. Количество трубы к коллектору, будь то, металлическая, металлопластовая, полипропиленовая или из сшитого полипропилена, по сравнению в тройниковой разводкой, увеличивается в 8-10 раз. Однако современные трубы, особенно металлопластиковые и полипропиленовые, стоят не очень дорого, поэтому такая система доступна большинству жителей.
Классификация коллекторов
Разделительные гребенки для водоснабжения отличаются и своей конструкцией, и материалами. Перед тем, как выбрать коллектор, изучите весь ассортимент, представленный на рынке.
Разделители производятся из разных материалов:
- Нержавеющая сталь обладает устойчивостью к коррозии, огню и высокой температуре. Вес коллектора из нержавейки небольшой, что позволяет легко закрепить его к стене. Это абсолютно безвредный материал, который придает изделию привлекательный внешний вид.
- Латунь – невероятно прочный металл, который не боится коррозии, высокой температуры. Гребенки из латуни отличаются высокой ценой, однако гарантируют максимальную прочность.
- Разделители из полипропилена не боятся ржавчины, отличаются небольшим весом.
Коллектор из полипропилена.
Некоторые мастера могут сделать коллектор своими руками из полипропиленовых труб, ни чем не уступающий по качеству фабричной продукции.
Коллекторы отличаются способами крепления труб. В зависимости от материала используемых труб подбирается модель гребёнки.
Разделительные гребенки отличаются количеством отводов. Минимум – 2 выхода, максимум – 6. Отводы, которые на данный момент не используются, можно закрывать заглушками. Если необходимо сделать больше 6 выходов, несколько коллекторов соединяются между собой.
Товары на рынке
В каталогах аксессуаров для коллекторной водопроводной системы предусмотрено большое разнообразие не только гребенок, но и их комплектующих.
- Разделители без кранов стоят гораздо дешевле. Они позволяют собрать такое устройство, которое будет максимально подходить к объекту. Такой вариант предпочтителен, так как позволяет легко заменить только вышедший из строя кран. В то время как цельная конструкция потребует полной замены.
- Устройства с запорной арматурой значительно упрощают монтаж коллектора водоснабжения. Они упрощают сборку узла — нет необходимости в установке кранов.
- Принадлежности позволяют адаптировать систему в соответствии с пожеланиями: вентили, насосные группы, заглушки, клапаны, кронштейны, муфты, оконечники, сервоприводы, штуцеры.
- Отдельно продаются коллекторные шкафы, которые монтируются в стену и обеспечивают эстетичный внешний вид, а также доступ к инженерному узлу.
Как установить?
Перед тем, как установить водораспределительный узел для холодного и горячего водоснабжения, дайте точный ответ на следующие вопросы и предусмотрите следующие моменты:
- Сколько потребителей воды на объекте? Количество отводов коллектора должно совпадать или быть чуть больше, чем потребителей. Лишние отводы закрываются заглушками.
- Какой тип труб будет использоваться для монтажа водопровода? Необходимо приобрести устройства предназначенные, именно, для труб из выбранного материала.
- Заранее прикиньте положение всех инженерных элементов в пространстве сантехшкафа (можно сделать разметку на стене). Учтите что, перед распределительной гребенкой устанавливаются счетчик и фильтр для воды. Удобное расположение всех приборов облегчает проведение профилактических и ремонтных работ.
- Приобретите надёжное крепление — плохо закреплённый распределительный узел может привести к разгерметизации соединений и повреждению трубопровода.
- Перед монтажом убедитесь, что под рукой есть все необходимые расходники: уплотнительный материал, прокладки, переходники.
Монтаж водораспределительного узла происходит в следующей последовательности:
- Установите вводную запорную арматуру на стояк водоснабжения.
- Установите счетчик, фильтр и обратный клапан.
- Подключите коллектор и надежно зафиксируйте его на стене
- Смонтируйте водопровод к каждому потребителю. Зафиксируйте трубы при помощи креплений.
Такой алгоритм работы позволит избежать ошибок. Независимо от того, нужен коллектор для водоснабжения или отопления, его монтаж одинаков. Такая разводка требует больше времени, мастерства и денежных затрат, однако окупается быстро и обеспечивает комфорт в дальнейшем использовании. Коллекторы уместны не только в коттеджах и больших домах, но и в квартирах.
Используемые источники:
- https://moreremonta.info/strojka/kakovo-naznachenie-kollektora-v-mashinah/
- http://electricalschool.info/main/osnovy/810-dlja-chego-v-mashinakh-postojannogo.html
- https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/kollektor-dlya-otopleniya.html
- https://santech-info.ru/vodosnabzhenie/kollektor-vodosnabzheniya-chto-eto-kak-pravilno-vybrat-i-ustanovit.html
-110x80.jpg)
