Rozdzielacz systemu ogrzewania: przeznaczenie, zasada działania, zasady podłączenia

Właściciele domków letniskowych i domów jednorodzinnych coraz częściej rezygnują z tradycyjnego rozgałęzienia jedno- lub dwururowego i preferują rozdzielacz kolektorowy. Pozwala to oszczędniej wykorzystywać paliwo i tworzyć komfortowe warunki w każdym pomieszczeniu osobno. Zgodzi się Pan/Pani, że rezygnowanie z obniżenia kosztów ogrzewania jest nieracjonalne, tym bardziej, że temperatura w pomieszczeniach na tym nie ucierpi.

Czy również Pan/Pani zastanawia się nad podłączeniem kolektora i chce dowiedzieć się więcej o tym urządzeniu? Pomożemy Panu/Pani zrozumieć temat – w tym artykule szczegółowo omówimy, czym jest rozdzielacz systemu ogrzewania i jakie są jego zalety.

Wymienimy istotne minusy jej użytkowania, szczegółowo opiszemy proces podłączenia, uzupełniając materiał ilustracyjnymi zdjęciami. A także omówimy podstawowe zasady podłączenia, które warto przestrzegać. Podajemy przydatne zalecenia wideo dotyczące montażu i samodzielnego wykonania rozdzielacza.

Przeznaczenie rozdzielacza

Kolektory (rozdzielacze) do ogrzewania — ważny element współczesnego systemu grzewczego. W uproszczeniu rozdzielacz można przedstawić jako rurę z zaślepką na końcu i kilkoma odprowadzeniami w postaci króćców, umożliwiającymi kierowanie czynnika grzewczego do poszczególnych punktów.

Liczba odprowadzeń bywa różna — zależy to od konkretnego systemu ogrzewania i liczby urządzeń grzewczych planowanych do podłączenia.

Za pomocą kolektora optymalizowane są przepływy czynnika grzewczego w obiegu grzewczym. Wygładza on również skoki ciśnienia (uderzenia hydrauliczne), pojawiające się w wyniku działania automatyki kotłowej regulującej tryby temperatury.

Grzebienie grzewcze są potrzebne do urządzenia ogrzewania podłogowego, ale są również stosowane w grzejnikowych systemach grzewczych. Do kolektora grzejniki podłącza się według schematu promieniowego, tj. każdy z nich ma swoją rurę zasilającą i powrotną, którymi czynnik grzewczy wraca do kolektora.

Takie rozprowadzenie ciepła zapewnia równomierne nagrzewanie grzejników i umożliwia regulację temperatury w pojedynczym pomieszczeniu lub całkowite odłączenie go od systemu grzewczego.

Grzebienie rozdzielcze są używane w parze: zasilający (z rurkami w kolorze czerwonym) i powrotny (kolor niebieski). Razem tworzą kolektor rozdzielczy systemu grzewczego.

Kolejnym przeznaczeniem grzebienia jest podłączanie dodatkowych urządzeń – na przykład w domu, w którym już istnieje ogrzewanie, zbudowano basen i teraz trzeba zapewnić podgrzewanie w nim wody.

Do niego można podłączyć również drugorzędne źródła energii – na przykład panele słoneczne.

Najprostszy grzebień rozdzielczy – zwykła rura ze stali nierdzewnej z przyspawanymi do niej wyjściami. Nadaje się tylko dla tych majsterkowiczów, którzy chcą i potrafią złożyć kolektor grzewczy własnoręcznie.

Wymienimy, jakie korzyści przyniesie zakup rozdzielacza:

• równomierne rozprowadzenie czynnika grzewczego, ułatwienie kontroli temperatury;
• lokalne ustawienie zadanych temperatur, ogrzewanie tylko potrzebnych pomieszczeń;
• ochrona sieci grzewczej przed uderzeniami hydraulicznymi.

Dostępne obecnie w sprzedaży rozdzielacze to ekonomicznie efektywne i zaawansowane technologicznie urządzenia z wieloma czujnikami, które monitorują temperaturę, reagują na odchylenia, sygnalizują usterki itp.

Budowa różnych typów rozdzielaczy

Najbardziej przystępna cenowo będzie rozdzielacz z ręcznymi zaworami odcinającymi produkcji Chin lub Turcji. Na znajdujące się na nim złącza zaciskowe nakłada się rury metaloplastikowe.

Budżetowy rozdzielacz z zaworami ma jedną istotną wadę — spod uchwytu może kapać woda. Wyciek następuje z powodu zużycia gumowych uszczelek.

Gwinty na końcach są potrzebne do podłączenia armatury odcinającej oraz centralnego doprowadzenia/odprowadzenia gorącej wody. Ogólnie taki rozdzielacz będzie spełniać swoją funkcję, ale okres jego bezawaryjnej pracy nie jest bardzo długi.

Jeśli demontaż zaworów i wymiana zużytych uszczelek nie przywrócą pierwotnej szczelności, trzeba będzie kupić nowy kolektor.

Bardziej złożony pod względem konstrukcji będzie rozdzielacz z zaślepkami na kolektorze powrotnym (i również na zasilającym). Zamiast nich w przyszłości można zamontować przepływomierze i głowice termostatyczne. Rozdzielacz zasilający i powrotny w takich modelach są już połączone wspornikiem do montażu na ścianie.

Obecność zaślepek daje możliwość w razie potrzeby udoskonalenia rozdzielacza ogrzewania. Aby w przyszłości nie było problemów z montażem termoregulatorów i innych komponentów, należy zapewnić wygodny dostęp do rozdzielacza na etapie jego instalacji.

I wreszcie, skomplikowany i kosztowny, ale najbardziej efektywny rozdzielacz z fabrycznie zamontowanymi przepływomierzami i głowicami termostatycznymi.

Przepływomierze regulują równomierne dostarczanie czynnika grzewczego do poszczególnych obiegów, a głowice termostatyczne pozwalają ustawić temperaturę dla każdego odgałęzienia osobno, podobnie jak dla grzejnika. Więcej informacji rodzaje głowic termostatycznych, zasada ich działania oraz cechy montażu omówiono w innym naszym artykule.

Nakładki przepływomierzy pozwalają wizualnie monitorować przepływ czynnika grzewczego w obwodach. Termogłowice służą do regulacji ilości czynnika grzewczego dopływającego do każdego z nich.

Już na etapie projektowania należy dokonać wyboru pomiędzy różnymi typami rozdzielaczy, ale w każdym przypadku system kolektorowy jest bardziej preferowanym wyborem w porównaniu do tradycyjnego rozprowadzania, biorąc pod uwagę takie kryteria jak wygoda użytkowania i trwałość.

Zasada działania kolektora rozdzielczego

W nowoczesnych systemach grzewczych stosuje się dwa typy rozdzielaczy – dla kotłowni i lokalne. Mają one różne gabaryty i nieco inną zasadę działania.

W rozdzielaczu kotłowni rozdzielacz zasilający dostarcza czynnik grzewczy do odgałęzień systemu grzewczego, dlatego jest wyposażony nie tylko w zawory, ale także w pompy obiegowe. Drugi rozdzielacz jest odbierającym.

Ponadto na kolektorze montowane są czujniki ciśnienia, temperatury oraz bardzo ważny element – strzałka hydrauliczna. Utrzymuje ona optymalną różnicę temperatur pomiędzy zasilaniem a powrotem.

Kolektor kotłowny to węzeł rozdzielczy o dość imponujących rozmiarach, jego rozdzielacze wykonywane są z rur o średnicy do 100 mm i więcej.

Lokalny rozdzielacz różni się od centralnego kolektora zainstalowanego w kotłowni zarówno wymiarami, jak i zasadą działania. W systemie grzewczym może znajdować się kilka takich urządzeń.

Jeśli w głównym kolektorze schłodzona woda jest całkowicie zastępowana gorącą z kotła, to w małych rozdzielaczach następuje rozcieńczenie krążącej wody.

Czynnik grzewczy przemieszcza się w nich w obiegu zamkniętym, dopóki jego temperatura nie spadnie poniżej zadanego poziomu.

Przestrzeganie reżimu temperaturowego kontroluje czujnik, który przy krytycznym spadku temperatury otwiera zawór blokujący dopływ wody z magistrali kotłowej. Gorętsza woda wpływa, mieszając się z ochłodzoną.

W pełni wyposażony lokalny rozdzielacz z regulatorami, odpowietrznikiem, pompą, manometrem, termometrami pozwala w pełni kontrolować przepływ czynnika grzewczego w systemie grzewczym.

W takich kolektorach nie ma strzałki hydraulicznej, zastępuje ją dodatkowa pompa obiegowa. Wpycha ona czynnik grzewczy w przestrzeń obiegową, okresowo wstrzykując porcję gorącej wody z magistrali zasilającej. Przy tym taka sama ilość schłodzonej wody wraca z powrotem, ale do innej rury – powrotnej.

Lokalne rozdzielacze stosuje się zarówno w ogrzewaniu podłogowym, jak i do podłączania grzejników.

Ponieważ woda w rurach grzewczych z rozdzielaczem przepływa wymuszenie pod wpływem pompy, w przypadku awarii zasilania system nie będzie działać.

Aby osiągnąć wysoką efektywność działania systemu grzewczego w całym domu, zaleca się zainstalowanie w nim zarówno centralnego rozdzielacza, jak i odpowiedniej liczby lokalnych rozdzielaczy. Łącznie przyniosą one pożądany efekt.

Obliczanie przepustowości rozdzielaczy

Obliczanie parametrów rozdzielacza obejmuje określenie jego długości, pola przekroju poprzecznego oraz króćców, liczby obiegów grzewczych. Lepiej, aby obliczenia wykonali inżynierowie za pomocą programów komputerowych; w uproszczonej wersji nadają się one tylko na etapie szkicu projektowego.

Aby zachować równowagę hydrauliczną, średnica rozdzielacza wejściowego i wyjściowego kolektora muszą być zgodne, a całkowita przepustowość króćców musi być równa analogicznemu parametrowi rury kolektora (zasada sumy przekrojów):

n=n1+n2+n3+n4,

Gdzie:

• n — pole przekroju kolektora
• n1,n2,n3,n4 — pola przekrojów króćców.

Wybór rozdzielacza powinien odpowiadać maksymalnej mocy cieplnej systemu grzewczego. Na jaką moc jest zaprojektowany produkt fabryczny, jest podane w karcie technicznej.

Na przykład średnica rury rozdzielczej 90 mm jest używana do mocy nieprzekraczającej 50 kW, a jeśli moc jest dwukrotnie większa, średnicę trzeba zwiększyć do 110 mm. Tylko w ten sposób eliminuje się ryzyko braku równowagi systemu grzewczego.

Przekrój rury kolektora jest równy 3 średnicom podłączanych króćców, odległość między rozdzielaczem zasilającym a powrotnym wynosi 6 średnic, odległość między króćcami wynosi 3 średnice.

Przydatna jest również zasada 3 średnic (patrz rysunek powyżej). Jeśli chodzi o obliczanie wydajności pompy obiegowej, podstawą jest jednostkowe zużycie wody w systemie grzewczym.

Każda pompa jest obliczana osobno — dla obiegów i dla całego systemu. Uzyskane w obliczeniach liczby są zaokrąglane w górę. Niewielki zapas mocy jest lepszy niż jej niedobór.

Zasady podłączenia i cechy montażu

Montaż rozdzielacza rozpoczyna się od przymocowania go wspornikami do ściany, gdzie będzie umieszczony otwarcie lub w szafce. Następnie należy podłączyć do końców rury główne od źródła ciepła i przystąpić do podłączenia.

Wariant #1 – bez dodatkowych pomp i separatora hydraulicznego

Ten prosty wariant zakłada, że rozdzielacz będzie obsługiwał kilka obiegów (załóżmy 4-5 grzejników), temperatura jest zakładana jako jednakowa, nie przewiduje się jej regulacji. Wszystkie obiegi są podłączane bezpośrednio do rozdzielacza, zastosowana jest jedna pompa.

Charakterystyka sprzętu pompującego powinna być dostosowana do wydajności systemu grzewczego i wytwarzanego w nim ciśnienia. Aby móc wybrać najlepszą pompę, idealnie pasującą pod względem parametrów i kosztów, zalecamy zapoznanie się z rankingiem pomp obiegowych.

Specjalista z doświadczeniem w zakresie urządzeń kolektorowych wie, jak prawidłowo zainstalować rozdzielacz i schować go w szafce, aby ukryć wszystkie rury.

Ponieważ opór w obwodach jest różny (ze względu na różną długość itp.), należy zapewnić optymalne zużycie czynnika grzewczego poprzez balansowanie.

W tym celu na króćcach rozdzielacza powrotnego instaluje się nie zawory odcinające, ale zawory balansujące. Można za ich pomocą regulować (choć niedokładnie, na oko) przepływ czynnika grzewczego w każdym obwodzie.

Wariant #2 – z pompami na każdej gałęzi i strzałką hydrauliczną

Jest to bardziej skomplikowany wariant, który będzie potrzebny w przypadku konieczności zasilania punktów odbioru o różnych temperaturach.

Na przykład w ogrzewaniu grzejnikowym temperatura wody waha się od 40 do 70°C, dla podłogówki wystarczy zakres 30-45°C, a ciepłą wodę użytkową trzeba podgrzewać do 85°C.

W armaturach szczególną rolę odgrywa teraz strzałka hydrauliczna — odcinek rury zamknięty na obu końcach z dwiema parami odejść. Pierwsza para służy do podłączenia strzałki hydraulicznej do kotła, a druga para łączy się z rozdzielaczami. Jest to bariera hydrauliczna tworząca strefę zerowego oporu.

Dla kotłów o mocy 50 kW i większej zaleca się obowiązkowe stosowanie rozdzielacza wraz ze strzałką hydrauliczną. Mocuje się go pionowo do ściany za pomocą oddzielnych wsporników, aby uniknąć nadmiernego obciążenia poziomego.

Na samym rozdzielaczu znajdują się węzły mieszające wyposażone w zawory trójdrogowe – regulatory temperatury. Na każdym króćcu odprowadzającym działa niezależnie od innych własna pompa, dostarczając do konkretnego obwodu niezbędną ilość czynnika grzewczego.

Najważniejsze, aby moc tych pomp nie przekraczała łącznie mocy głównej pompy kotłowej.

Oba omówione warianty są stosowane przy montażu rozdzielaczy kolektorowych do kotłowni. Wszystko, co niezbędne, jest dostępne w specjalistycznych sklepach. Można tam kupić gotowy zespół lub elementy osobno (z myślą o oszczędnościach dzięki samodzielnemu montażowi).

Aby jeszcze bardziej obniżyć przyszłe koszty, rozdzielacz ogrzewania można wykonać samodzielnie.

Kolektor dla kotłowni znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie urządzeń grzewczych i jest narażony na działanie wysokiej temperatury, którą wytrzymać może wyłącznie metal.

Do lokalnego rozdzielacza grzebieniowego nie stawia się tak rygorystycznych wymagań co do odporności termicznej; do jego wykonania nadają się rury nie tylko metalowe, ale także polipropylenowe i metaloplastikowe.

Dla lokalnego kolektora rozdzielczego najłatwiej dobrać odpowiednie grzebienie spośród dostępnych w sprzedaży. Należy przy tym uwzględnić materiał, z którego są wykonane – mosiądz, stal, żeliwo, tworzywo sztuczne. 

Bardziej niezawodne są grzebienie odlewane, które wykluczają możliwość wycieku. Z podłączeniem rur do grzebieni nie ma problemu – nawet najtańsze modele posiadają gwint.

Rozdzielacze grzebieniowe zmontowane z polipropylenowych elementów kuszą swoją taniością. Jednak w sytuacji awaryjnej połączenia między trójnikami nie wytrzymają przegrzania i zaczną przeciekać.

Znawcy mogą zlutować kolektor z polipropylenu lub metaloplastiku, ale i tak trzeba będzie kupić końcówki gwintowane, więc pod względem kosztów wyrób nie wyjdzie dużo taniej niż gotowy ze sklepu.

Zewnętrznie będzie to zestaw trójników połączonych ze sobą rurkami. Słabym punktem takiego kolektora jest niewystarczająca wytrzymałość w wysokich temperaturach czynnika grzewczego.

Grzebień może być okrągły, prostokątny lub kwadratowy w przekroju. Tutaj najważniejsze jest pole przekroju poprzecznego, a nie kształt, chociaż z punktu widzenia praw hydrauliki okrągły jest preferowany. Jeśli dom ma kilka pięter, lokalne kolektory rozdzielcze lepiej umieścić na każdym z nich.

Co trzeba wiedzieć o minusach?

Po tym, jak zalety stosowania rozdzielaczy grzebieniowych w systemach grzewczych stały się jasne, warto zatrzymać się nad niektórymi wadami:

1. Wysoka cena. Kolektory są wykonane z trwałego, wysokiej jakości metalu, którego koszt jest powyżej średniej. Wysokoprecyzyjne wyposażenie odcinające również jest drogie. Im więcej obwodów obsługuje grzebień, tym wyższe są koszty jego wyposażenia.
2. Zależność od energii. Ogrzewanie kolektorowe bez pompy obiegowej nie działa. W związku z tym trzeba przygotować się na dodatkową opłatę za energię elektryczną.
3. Wysokie zużycie rur. Zużycie rur w kolektorowych systemach grzewczych jest kilkukrotnie wyższe niż w zwykłych, ponieważ do każdego urządzenia trzeba poprowadzić oddzielną pętlę. Wszystko to komplikuje i podraża prace montażowe.

System kolektorowy według specjalistów i tych, którzy już go używają, jest najnowocześniejszy, niezawodny i efektywny.

Jednak przy tym zarówno jego urządzenie, jak i eksploatacja są kosztowne.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Montaż urządzeń grzewczych z podłączeniem do rozdzielacza:

Wykonanie rozdzielacza własnoręcznie:

W porównaniu z tradycyjną organizacją systemu grzewczego, rozdzielacze zwiększają jego efektywność, a jedynie kwestia finansowa nieco hamuje zainteresowanie konsumentów tą metodą ogrzewania. Jeśli jednak środków jest wystarczająco, zastosowanie rozdzielaczy jest idealnym wyborem dla Państwa.

Czy zrealizowali Państwo w swoim domu kolektorowy system ogrzewania? A może dopiero planują Państwo jego urządzenie i coś jest niejasne? Proszę zadawać pytania – postaramy się na nie odpowiedzieć.

A może zastosowali Państwo rozdzielacz do podłączenia systemu ogrzewania podłogowego? Proszę podzielić się osobistym doświadczeniem montażu i instalacji systemu – proszę zostawić swoje komentarze w bloku poniżej.