Rozdzielacz ogrzewania własnymi rękami: schematy i cechy montażu

Zadaniem decydującym przy projektowaniu autonomicznego systemu ogrzewania jest równomierne rozprowadzenie nośnika ciepła. To zadanie w systemie zaopatrzenia w ciepło wykonuje węzeł kontrolno-regulacyjny – rozdzielacz.

Od właściwego doboru urządzenia, jakościowego montażu i podłączenia w dużej mierze zależy niezawodność i bezawaryjna praca obiegu grzewczego. Jeśli istnieje chęć zamontowania rozdzielacza ogrzewania własnoręcznie, konieczne jest wcześniejsze przeprowadzenie obliczeń i zaprojektowanie rozprowadzenia.

Pomożemy Państwu w rozwiązaniu tych kwestii. W artykule omówiliśmy konstrukcję grupy kolektorowej, wskazaliśmy plusy i minusy systemu ogrzewania z grzebieniem, opisaliśmy zasady projektowania i instalacji węzła rozdzielającego.

Materiał uzupełniono praktycznymi poradami dotyczącymi doboru komponentów, montażu i podłączenia kolektora do systemu grzewczego.

Rola kolektora w ogrzewaniu

Przy aranżacji węzła wodociągowego należy przestrzegać zasady: suma średnic wszystkich odgałęzień nie może być większa niż średnica magistrali zasilającej.

Zastosujemy tę zasadę także do systemu ogrzewania, ale będzie to wyglądać następująco: króciec wylotowy kotła o średnicy 1 cala może być stosowany w systemie dwuobwodowym z rurami o średnicy ½ cala.

Dla domu o małej kubaturze, ogrzewanego wyłącznie grzejnikami, tego rodzaju system uważany jest za wydajny.

Dla pomieszczeń gospodarczych wystarczy ustawić reżim temperaturowy na 10-15 °C, dla pokoi mieszkalnych komfortowy będzie reżim do 23 °C, w obwodach ogrzewania podłogowego – nie więcej niż 37 °C, w przeciwnym razie główna powłoka może ulec deformacji.

W praktyce prywatny dom jednorodzinny wyposażony jest w bardziej nowoczesny schemat ogrzewania, gdzie urządza się dodatkowe obiegi:

• system ogrzewania podłogowego;
• ogrzewanie kilku pięter;
• pomieszczeń gospodarczych itp.

Przy podłączaniu odgałęzienia poziom ciśnienia roboczego w obwodach staje się niewystarczający do jakościowego nagrzania wszystkich grzejników, a tym samym reżim komfortowej atmosfery zostanie zakłócony.

W takim przypadku dla rozgałęzionej magistrali grzewczej urządza się węzeł balansujący za pomocą rozdzielacza. Stosując tę metodę, można skompensować ochładzanie podgrzanego czynnika grzejnego, co jest charakterystyczne dla tradycyjnych układów jedno- i dwururowego.

Za pomocą urządzeń i armatury odcinającej dokonuje się ustawienia wymaganych parametrów temperatury czynnika grzejnego dla każdej z linii.

Podstawowe cechy systemu kolektorowego

Główna różnica między metodą kolektorową a standardową liniową redystrybucji nośnika ciepła polega na podziale przepływów na kilka niezależnych od siebie kanałów. Mogą być stosowane różne modyfikacje urządzeń kolektorowych, różniące się wyposażeniem i zakresem rozmiarów.

Nierzadko kolektorowy schemat ogrzewania nazywany jest promieniowym. Wynika to z cech konstrukcyjnych grzebienia. Przy oglądaniu urządzenia z góry można zauważyć, że odchodzące od niego rurociągi przypominają obraz promieni słonecznych.

Konstrukcja spawanego kolektora jest dość prosta. Do grzebienia, który jest rurą o przekroju okrągłym lub kwadratowym, podłącza się wymaganą liczbę króćców, które z kolei są łączone z poszczególnymi liniami obiegu grzewczego. Samo urządzenie kolektorowe jest sprzężone z głównym rurociągiem.

Instaluje się również armaturę odcinającą, za pomocą której dokonuje się regulacji objętości i temperatury podgrzewanej cieczy w każdym z obiegów.

Grupę kolektorową, wyposażoną we wszystkie niezbędne elementy, można nabyć w gotowej formie lub złożyć samodzielnie, co znacznie obniży kosztorys przy projektowaniu ogrzewania.

Pozytywne aspekty eksploatacji systemu ogrzewania, u podstaw którego znajduje się rozdzielacz, są następujące:

1. Scentralizowany rozkład schematu hydraulicznego i wskaźników temperatury odbywa się równomiernie. Najprostszy model grzebienia pierścieniowego typu dwu- lub czteroobwodowego może dość skutecznie zrównoważyć wskaźniki.
2. Regulacja trybów pracy magistrali grzewczej. Proces jest realizowany dzięki obecności specjalnych mechanizmów – liczników przepływomierzy, węzła domieszkowania, armatury odcinająco-regulacyjnej i termostatów. Jednak ich instalacja wymaga prawidłowych obliczeń.
3. Łatwość obsługi. Konieczność przeprowadzenia działań profilaktycznych lub naprawczych nie wymaga wyłączenia całej sieci grzewczej. Dzięki armatury rurociągowej z zasuwami zamontowanej na każdym pojedynczym obiegu można łatwo odciąć przepływ czynnika grzejnego na wymaganym odcinku.

Niemniej jednak są też wady tego systemu. Przede wszystkim – zwiększa się zużycie rur. Kompensacja strat hydraulicznych odbywa się poprzez montaż pompy obiegowej. Należy ją zainstalować na wszystkich grupach kolektorowych. Ponadto rozwiązanie to ma zastosowanie wyłącznie w systemach grzewczych zamkniętego typu.

Modyfikacje węzłów kolektorowych

Przed przystąpieniem do montażu zespołu kolektorowego należy określić jego obciążenie funkcjonalne. Sprzęt może być zamontowany w kilku odcinkach magistrali ciepłowniczej. Na tej podstawie dobierane jest niezbędne wyposażenie, wymiary oraz poziom automatyzacji cyklu roboczego.

W rzeczywistości do pełnoprawnej pracy takiego zespołu potrzebne są dwa urządzenia. Za pomocą grzebienia odbywa się rozdział nośnika ciepła do obiegów z centralnego rurociągu zasilającego. Kanał kolektorowy powrotny jest reprezentowany przez mechanizm zbierający i punkt wysyłki schłodzonego płynu do kotła.

Schemat ogrzewania kolektorowego dobierany jest na podstawie obliczeń wymaganej funkcjonalności i miejsca instalacji. Wybór materiału wykonania urządzenia nie wpływa na liczbę istotnych mechanizmów.

Montaż samodzielnie wykonanej grupy rozdzielczej może być potrzebny przy aranżacji wodnych podłóg grzewczych lub do przygotowania standardowego ogrzewania z grzejnikami.

Cechami charakterystycznymi obu wariantów są ich rozmiary oraz wyposażenie:

1. Kotłownia. Spawana grupa kolektorowa wykonana jest z rur o średnicy do 100 mm. Na zasilaniu instaluje się pompę obiegową i zawory odcinające. Pierścień powrotny wyposażony jest w kulowe zawory odcinające.
2. System ciepłej podłogi. Podobne wyposażenie występuje również w tym zespole mieszającym. Dzięki niemu można znacznie zaoszczędzić na zużyciu nośnika ciepła, zwłaszcza jeśli dodatkowo zainstalowano przepływomierze. Więcej o zespole mieszającym w systemie ciepłej podłogi napisano w tym artykule.

Każde z tych rozwiązań przewiduje indywidualny schemat montażu. Prawidłowy montaż wszystkich elementów może być przeprowadzony dopiero po szczegółowym obliczeniu wszystkich parametrów punktu pracy.

Grzebień może być wykonany z tego samego materiału co rurociąg. Jeśli się różni, do podłączenia kolektora zostaną użyte łączniki.

Istnieją również różnice w wymaganej liczbie pomp obiegowych. W kotłowni każda linia jest wyposażona w to urządzenie. Dla podłóg z ogrzewaniem przewidziana jest instalacja tylko jednej.

Projektowanie węzła rozdzielającego

Nie ma po prostu uniwersalnego schematu projektu ogrzewania promiennikowego. Każdy przypadek jest indywidualny, dlatego węzeł jest wyposażany w niezbędne urządzenia indywidualnie. Warto jednak zapoznać się z ogólnymi zaleceniami i zasadami.

Zasady montażu grzebienia

Montaż kolektora w mieszkaniu jest niemożliwy. Istnieje jednak wyjątek od reguły – w niektórych domach, podczas aranżacji wszystkich instalacji, montowane są dodatkowe zawory, za pomocą których podłącza się obwody grzewcze. Takie urządzenie umożliwia wykonanie indywidualnego rozprowadzenia kolektora.

Schemat promiennikowy nie nadaje się do miejskich mieszkań w budynkach wielopiętrowych, ponieważ pion jest wspólny dla wszystkich pomieszczeń (+)

Schematyczne urządzenie ogrzewania powinno być tak skonstruowane, aby umiejscowienie zaworu Majewskiego znajdowało się na grzebieniu. Ta opcja jest uważana za optymalną, ponieważ z czasem z obiegów będzie trzeba wypuścić zgromadzone powietrze.

Cechy grupy promieniowej

Grupa promiennikowa rozprowadzenia ma wiele niuansów, ale część z nich jest charakterystyczna również dla ogrzewania innej modyfikacji.

Cechy systemu z grzebieniem:

1. W skład wyposażenia obwodu musi wchodzić zbiornik wyrównawczy o pojemności powyżej 10% całkowitej objętości nośnika ciepła.
2. Optymalna lokalizacja zbiornika wyrównawczego to na rurociągu powrotnym przed pompą cyrkulacyjną, ponieważ tutaj jest niższa temperatura.
3. Jeśli stosowany jest termohydrauliczny rozdzielacz, schemat projektuje się tak, aby zbiornik znajdował się przed główną pompą odpowiedzialną za wymuszony obieg wody w wiązaniu kotła.
4. Montaż pompy cyrkulacyjnej odbywa się w ściśle poziomym położeniu. Jeśli nie przestrzega się tej zasady, przy pierwszej blokadzie powietrznej urządzenie straci chłodzenie i smar.

Grupa rozdzielcza może być wykonana z różnych materiałów: polipropylenu lub metalu. Wybór dokonywany jest na podstawie umiejętności i dostępności narzędzi do łączenia elementów.

Optymalna temperatura nagrzewania grzejników w prywatnym domku wynosi 55-75 °C, ciśnienie do 1,5 atm. Tryb pracy ciepłego obwodu podłogowego nagrzewa się do 40 °C. Na podstawie tych parametrów dobiera się stopień wytrzymałości rur.

Za ważny uważa się również proces doboru rur do montażu grupy rozdzielczej.

Główne czynniki brane pod uwagę przy wyborze elementów obwodu:

1. Zakup rur tylko w zwojach. Dzięki temu nie wykonuje się połączeń w rozprowadzeniu montowanym pod wylewką betonową.
2. Odporność termiczna i wytrzymałość na rozrywanie powinny być określane indywidualnie, na podstawie danych technicznych systemu grzewczego.

Dzięki przewidywalności charakterystyk pracy autonomicznego ogrzewania można użyć rury polipropylenowe. Nie mają one niepożądanych połączeń i są sprzedawane w całych liniach o długości 200 m.

Materiał charakteryzuje się odpornością termiczną i jest w stanie wytrzymać do 95°C z dopuszczalnym poziomem ciśnienia rozrywającego wynoszącym 10 kg/1 cm².

Rura ze stali nierdzewnej charakteryzuje się dużą elastycznością. Promień gięcia może być równy średnicy produktu. Montaż odbywa się według schematu: rurę należy skierować do kształtki i zabezpieczyć nakrętką.

Dla budynku wielopiętrowego preferowany jest wybór rury karbowanej ze stali nierdzewnej.

Ten materiał wykazuje doskonałe możliwości techniczne, pozwalające poradzić sobie z następującym obciążeniem:

• podgrzany czynnik grzewczy do 100°C, co jest więcej niż wystarczające dla obiegu grzewczego;
• ciśnienie do 15 atm;
• ciśnienie niszczące do 210 kg/1 cm².

Kształtki przeznaczone do polipropylenu mogą być plastikowe lub wykonane z mosiądzu. Połączenie złączkowe jest wyposażone w pierścień zabezpieczający, który jest nakładany na rurociąg.

Ważną cechą rur polipropylenowych jest pamięć na obróbkę mechaniczną, w wyniku której następuje plastyczne odkształcenie materiału.

Na przykład przy rozciąganiu rur ekspanderem i instalacji w gnieździe złączki, po pewnym czasie rura powróci do poprzedniego stanu i obciśnie element. Kontakt można zabezpieczyć pierścieniem blokującym.

Obliczanie kolektora grzewczego

Na początku do wykonania grzebienia termohydraulicznego potrzebne będzie obliczenie jego podstawowych parametrów – długości, średnicy przekroju króćców oraz liczby gałęzi magistrali grzewczej. Parametry te można obliczyć samodzielnie lub za pomocą specjalnego oprogramowania.

Rozdzielacz hydrauliczny będzie w pełni spełniał swoje funkcje tylko przy zachowaniu reguły trzech średnic. Zasada brzmi następująco: średnica zamontowanej strzałki hydraulicznej powinna być trzykrotnie większa od tego parametru króćców (+)

Równowaga hydrauliczna konstrukcji to podstawowy warunek, który należy spełnić. Stosując regułę trzech średnic dla rozdzielacza hydraulicznego, należy wykonać następujące działanie – zsumować średnice przekroju podłączanych obiegów.

W rezultacie otrzymujemy sumę równą średnicy głównej rury podłączonej do linii zasilającej. Zastosowanie tej zasady zmniejsza ryzyko naruszenia równowagi całego systemu ogrzewania.

Jako miejsce dla węzła rozdzielczego stosuje się specjalną szafkę lub obudowę. Przy aranżacji systemu należy przestrzegać dopuszczalnej minimalnej odległości między dwoma liniami przewodzącymi ciepło wlotu i wylotu – 6 średnic.

Wszystkie obliczenia projektu rozdzielacza termohydraulicznego polegają na przestrzeganiu trzech ważnych zasad: zachowania prawidłowej odległości między linią wejściową a wyjściową, odpowiedniego przekroju rozdzielacza oraz odległości między obwodami równej trzem średnicom (+).

Istotna jest również kwestia prawidłowego doboru wydajności pompy obiegowej. W tym celu należy obliczyć jednostkową normę zużycia wody w systemie i na podstawie wyników dokonać wyboru pompy.

Jeśli schemat jest skomplikowany przez kilka rozdzielaczy, obliczenia wykonuje się dla każdego obwodu osobno oraz ogólnie dla całego systemu.

Samodzielny montaż urządzenia może być wykonany przy użyciu rury o dowolnym przekroju. Aspekt ten nie wpływa na funkcjonowanie urządzenia i nie zwiększa strat miejscowych. Zostaną one skompensowane przez pompę obiegową.

Zasady doboru komponentów

Po wykonaniu wszystkich obliczeń, kolejnym krokiem będzie dobór niezbędnego zestawu mechanizmów. Najprostszy zestaw składa się z armatury odcinającej. Jednak przy takim urządzeniu trudno jest regulować moc poszczególnych linii grzewczych.

W celu rozwiązania tego problemu na rozdzielaczu zasilającym instaluje się zawory grzybkowe, za pomocą których możliwa jest płynna regulacja. Na kolektorze powrotnym montuje się rotametry.

Parametry kolektora muszą być wystarczające do wygodnego dostępu do armatury odcinająco-regulacyjnej. Średnie wartości zakresu między obwodami wynoszą 100–150 mm, a rozstaw osi między rozdzielaczem zasilającym a powrotnym – 250–300 mm.

Dla ogrzewania podłogowego wodnego schemat konfiguracji będzie się różnić.

Do montażu będą potrzebne następujące elementy:

1. Zawór odcinająco-regulacyjny. Montaż wykonuje się na króćcach łączących. Za pomocą tej armatury można całkowicie lub częściowo zatrzymać dopływ czynnika grzewczego. Zaleca się stosowanie wersji automatycznej.
2. Rotametry. Elementy te montuje się na kolektorze powrotnym. Pełnią one analogiczną funkcję jak poprzedni element, tylko w rurociągu powrotnym.
3. Węzeł mieszający. Poprzez mieszanie strumieni gorącej i zimnej wody optymalizowany jest zadany tryb pracy ogrzewania.

Zestaw kolektora jest obowiązkowo wyposażony w grupę bezpieczeństwa z manometrem, zaworem odpowietrzającym, termostatem i pompą obiegową. Może być uzupełniony o siłowniki, sterowane przez elektryczny blok sterujący. W ten sposób praca systemu może być zautomatyzowana.

Subtelności samodzielnego montażu

Przed wykonaniem kolektora należy sporządzić schemat z rozmieszczeniem wszystkich elementów węzła. Jako materiał do produkcji lepiej wybrać rury stalowe o kwadratowym przekroju. Taki typ jest łatwy w obróbce, co znacznie zmniejsza nakład pracy przy montażu króćców.

Kolektory z rury profilowej stosowane są w systemie grzewczym obiektów z dużą liczbą obiegów i rozdzielaczem hydraulicznym. Parametry rury o przekroju kwadratowym – 80*80 lub 100*100 mm

Etapowy proces produkcji składanej konstrukcji węzła rozdzielczego wygląda następująco:

1. Wyznaczenie i wykrój głównego korpusu. Zgodnie ze schematem projektowym należy wyznaczyć rurę profilową. Za pomocą palnika gazowego wykonuje się otwory w zaznaczonych miejscach.
2. Przygotowanie połączeń. Na króćcach za pomocą gwintownika nacinany jest gwint.
3. Montaż. Następnie przygotowane odcinki rury przyspawane są do korpusu. Ich zamocowanie należy wykonać sczepkami spawania punktowego. Następnie podczas głównego spawania elementy przyspawane są na krawędziach.
4. Elementy mocujące. Do bloku przyspawane są wsporniki do mocowania.
5. Czyszczenie i wykończenie powierzchni. Po oczyszczeniu korpus jest gruntowany i pokrywany farbą odporną na wysoką temperaturę do wyrobów metalowych. Malowanie obiegu zasilającego i powrotnego wykonuje się dwoma różnymi kolorami dla ułatwienia identyfikacji.

Jeśli do produkcji używane są rury z polipropylenu, należy zwrócić uwagę na obecność w nich warstwy wzmacniającej. W przypadku jej braku, konstrukcja z tworzywa sztucznego może ulec odkształceniu pod wpływem panującego reżimu temperaturowego.

Dla tych, którzy nie mają specjalistycznych narzędzi, można zmontować grzebień z pojedynczych gotowych elementów. Lepiej dobierać komponenty jednej firmy.

Instalacja grzebienia w systemie grzewczym

Priorytetowym zadaniem jest sprawdzenie szczelności połączeń rozdzielacza. Montaż realizowany jest zgodnie ze schematem projektowym. W zależności od materiału użytego do produkcji głównego bloku, określane są warunki podłączenia.

W złożonych systemach, gdzie istnieje wiele obiegów o różnym przeznaczeniu, należy zainstalować pionową rurę – strzałkę hydrauliczną. Za jej pomocą realizowane jest wyrównywanie ciśnienia, rozdzielanie bezpośredniego i powrotnego strumienia nośnika ciepła

Wybór technologii podłączenia całkowicie zależy od modyfikacji stosowanego urządzenia.

Oprócz zachowania poziomu, podczas montażu należy przestrzegać również następujących zasad:

• kotły elektryczne i gazowe podłącza się do górnych lub dolnych króćców;
• w części czołowej konstrukcji montowana jest pompa cyrkulacyjna;
• podłączenie obiegów może być wykonane na górze lub na dole grzebienia;
• urządzenia ogrzewania pośredniego i kotły na paliwo stałe powinny być podłączone do grupy rozdzielczej z boku;
• cały węzeł hydroseparatora dla systemu ogrzewania podłogowego umieszczany jest w skrzynce ochronnej – w ten sposób zmniejsza się ryzyko uszkodzenia elementów kolektora.

Na etapie końcowym należy przeprowadzić kontrolne uruchomienie ogrzewania w celu terminowego wykrycia ukrytych lub jawnych wad wykonanej konstrukcji.

Dodatkowe informacje na temat organizacji rozdzielczego systemu ogrzewania z wykorzystaniem rozdzielacza znajdują się w tym artykule.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Szczegółowy proces techniczny montażu grupy kolektorowej:

Gotowe rozdzielacze do aranżacji podłogówki, wyposażone w nie zawsze potrzebne funkcje, ze względu na wysoki koszt są niedostępne dla szerokiego grona użytkowników. Zobaczmy, jak złożyć budżetową wersję konstrukcji własnymi rękami:

Realizacja grupy rozdzielczej może być wykonana również za pomocą rur polipropylenowych. Jak to zrobić, można dowiedzieć się z materiału wideo:

Prawidłowy dobór elementów składowych i montaż zestawu kolektorowego to gwarancja efektywnego i niezawodnego działania instalacji grzewczej. Dzięki minimalnej liczbie połączeń ryzyko wycieków jest zminimalizowane. Ważnym plusem – możliwość kontroli i regulacji każdego obiegu grzewczego.

Prosimy podzielić się z czytelnikami swoim doświadczeniem w montażu i podłączaniu rozdzielacza. Prosimy pozostawiać komentarze do artykułu, zadawać interesujące pytania i brać udział w dyskusjach. Formularz kontaktowy znajduje się poniżej.