Jak działa rozdzielaczowy system ogrzewania: schematy i warianty rozprowadzenia

Decydując, jak ogrzewać własny dom, właściciel może wybierać spośród wielu technologii grzewczych. Wspólne dla nich jest podobny zestaw elementów konstrukcyjnych, w skład którego wchodzi kocioł, system rur i urządzenia grzewcze, które bezpośrednio ogrzewają pomieszczenie.

Istnieją różnice w schematach łączenia rurociągów, jednym z ich wariantów – promieniowy system ogrzewania, o którego charakterystyce i zasadach budowy będzie mowa w artykule. Szczegółowo opisaliśmy specyfikę rozprowadzenia kolektorowego, przedstawiliśmy warianty jego urządzenia. Wskazaliśmy kryteria wyboru sprzętu do budowy obwodów.

Dla lepszego odbioru przedstawionych informacji tekst został uzupełniony zestawami zdjęć, przydatnymi schematami, filmami.

Istotne zalety rozprowadzenia promieniowego

Podstawowym zadaniem systemu grzewczego jest zrekompensowanie ciepła, które budynek traci z powodu różnic między wewnętrzną a zewnętrzną temperaturą powietrza, a także w związku z różnym stopniem przewodności cieplnej ścian zewnętrznych. Jego rozwiązanie w dużej mierze zależy od prawidłowo wybranego schematu rozprowadzenia rur dostarczających czynnik grzewczy do urządzeń.

W praktyce połączyć wszystkie urządzenia grzewcze w jedną całość można następującymi metodami:

• trójnikowym podłączeniem;
• promieniowym (kolektorowym) podłączeniem, gdy do każdego urządzenia grzewczego za pomocą kolektora doprowadzana jest oddzielna para rur do zasilania i powrotu czynnika grzewczego.

Trójnikowy lub obwodowy typ połączenia rur jest tańszy. Jednak z powodu tego, że urządzenia są ze sobą połączone i przyłączone rurociągiem do wspólnego pionu, system będzie trzeba całkowicie wyłączyć i opróżnić z czynnika grzewczego w celu naprawy pojedynczego grzejnika lub odcinka. Albo wyposażyć w obejścia i zawory odcinające, co znacznie podniesie koszt organizacji ogrzewania.

Przy tradycyjnym rozprowadzeniu obwodowym cały rurociąg najczęściej montowany jest w sposób otwarty, rzadziej ukryty. Systemy ogrwania promiennikowego głównie układane są w ścianach lub podłodze, ponieważ duża ilość rur ułożonych na powierzchni konstrukcji negatywnie wpływa na wystrój wnętrza.

Ukryty montaż przechodzi system rur ogrwania podłogowego, który zgodnie ze specyfiką technologiczną jest wykonywany według schematu promiennikowego. Rurociąg promiennikowy do urządzeń grzewczych również układany jest w wylewce podłogowej w sposób ukryty, ponieważ jest to lepsze ze względów technologicznych i architektonicznych.

Montaż rurociągu według schematu promiennikowego będzie znacznie droższy niż wykonanie systemu metodą obwodową. Jednak dzięki specyfice takiego rozprowadzenia podgrzany czynnik grzewczy dostarczany jest do wszystkich punktów jednocześnie.

Duża ilość rur przy zastosowaniu promiennikowej metody montażu rurociągów może zepsuć wystrój wnętrza. Dlatego wszystkie instalacje grzewcze układane są w podłodze lub ścianach.

Wszystkie połączenia pozostają na powierzchni, dlatego ryzyko wycieku pod wylewką praktycznie nie istnieje. W systemie trójnikowym nie można tego zrobić, ponieważ przy zużyciu połączeń trzeba będzie rozbijać ściany i podłogę.

Aby zmniejszyć zużycie rur, rurociągi zmontowane według schematu promiennikowego układane są nie po obwodzie, ale najkrótszymi drogami – od kolektora do urządzenia.

Główną wadą rozdzielacza kolektorowego jest wysoka materiałochłonność, która wynika z dużej długości. Do normalnej pracy wymagane są urządzenia techniczne, ponieważ są to wyłącznie schematy wymuszone. Główną zaletą jest możliwość ustawienia różnej temperatury w każdym pomieszczeniu, tworząc komfortowy mikroklimat w każdym pokoju.

Każdy grzejnik lub konwektor jest podłączony niezależnie, co jest również wygodne przy wykonywaniu prac serwisowych i wymianie zużytych elementów systemu bez konieczności wyłączania ogrzewania w całym domu lub mieszkaniu.

Ukryty montaż pozwala znacznie poprawić wygląd wizualny każdego pomieszczenia, pozostawiając widoczne tylko grzejniki.

Zasada organizacji schematu promieniowego

Jednym z centralnych elementów systemu promieniowego jest węzeł kolektorowy. Jeśli zamierzasz wykonać ogrzewanie w domu z kilkoma piętrami, kolektor powinien znajdować się na każdym poziomie.

Kolektory podczas montażu umieszcza się w szafce kolektorowej, gdzie przewidziano wygodny system rozmieszczenia tego elementu do późniejszej konserwacji lub regulacji.

Schemat promieniowy rozdzielacza stosuje się w systemach jedno- i dwururowych. Pierwszy wariant zakłada, że dostawa i zbiór czynnika grzewczego odbywa się za pomocą jednego kolektora. Drugi wariant przewiduje użycie dwóch kolektorów: do zasilania i powrotu.

Niewątpliwą zaletą systemu promieniowego jest minimalna liczba połączeń, co pozytywnie wpływa na stabilność hydrauliczną całego systemu ogrzewania. Centralnym organem roboczym jest kocioł.

Aby zapewnić wysoką sprawność i bezpieczeństwo, właściciel musi wziąć pod uwagę moc urządzenia, zużycie energii cieplnej przez urządzenia grzewcze oraz straty ciepła systemu. Należy to zrobić niezależnie od rodzaju paliwa, na którym pracuje kocioł.

Wzrost długości rurociągu podczas tworzenia rozdzielacza promieniowego grozi nieznacznym wzrostem strat ciepła, co również należy uwzględnić dla bilansu mocy.

W jednorurowym promieniowym rozdzielaczu obiegów grzewczych dostawa czynnika grzewczego przygotowanego do ogrzania urządzeń odbywa się za pomocą tego samego kolektora, który zbiera powrót i wysyła go do kotła (+).

Wybór pompy obiegowej

Promieniowy rozdzielacz rurociągu stosuje się głównie w schematach poziomych z dolnym zasilaniem czynnika grzewczego. Wymaga obecności pompy obiegowej, która stymuluje ruch podgrzanej wody przez liczne gałęzie.

Sterowana cyrkulacja czynnika grzewczego umożliwia zmniejszenie różnicy temperatur na wejściu i wyjściu z obiegu grzewczego. Dzięki temu można zwiększyć efektywność ogrzewania, czyniąc system bardziej kompaktowym i mniej materiałochłonnym.

Przy doborze i montażu pompy obiegowej należy uwzględnić szereg cech, które pozwalają osiągnąć wysoką wydajność całego systemu.

To urządzenie dobiera się według kilku ważnych parametrów, w tym:

• wydajność, m³/h;
• wysokość podnoszenia, m.

Aby prawidłowo dobrać pompę obiegową do tych parametrów, należy wziąć pod uwagę średnicę rur, ich długość oraz wysokość położenia względem poziomu pompy. Przy projektowaniu instalacji grzewczej parametry te są obliczane z wyprzedzeniem.

Zasady instalacji pompy obiegowej

Stosując się do poniższych zaleceń, można osiągnąć wysoką sprawność i bezpieczeństwo ogrzewania:

• pompy obiegowe z mokrym wirnikiem montuje się w taki sposób, aby wał znajdował się w pozycji poziomej;
• urządzenie z termostatem nie powinno znajdować się blisko gorących powierzchni (grzejnika lub kotła), aby nie zniekształcać odczytów;
• z reguły montuje się go na powrocie rurociągu ze względu na niższe temperatury. Nowoczesne modele można montować również na zasilaniu, wytrzymując wysokie temperatury;
• obieg grzewczy powinien być wyposażony w mechanizm odpowietrzania. Jeśli go nie ma, pompa powinna mieć odpowietrznik;
• powinien znajdować się jak najbliżej naczynia wzbiorczego;
• przed montażem pompy zaleca się przepłukanie systemu w celu usunięcia cząstek stałych;
• przed uruchomieniem pompy należy napełnić system wodą;

Aby uniknąć nadmiernego hałasu, dobieraj pompę zgodnie z wydajnością systemu grzewczego.

A czy można bez pompy?

Oczywiście, można zaoszczędzić i nie kupować pompy, odpowietrzników do odpowietrzania, czujników itp. Jednak system promieniowy z naturalną cyrkulacją wymaga spełnienia kilku mało wygodnych warunków.

Eksperci zalecają tę opcję w bardzo rzadkich przypadkach. Po pierwsze, konieczny będzie montaż rur o dużej średnicy. Po drugie, naczynie wzbiorcze musi być zainstalowane w najwyższym punkcie obiektu.

Aby zaoszczędzić na elementach, można obejść się bez pompy, ale jest to możliwe tylko pod warunkiem spełnienia szeregu warunków i tylko w przypadku małych budynków.

Ta opcja sprawdzi się w przypadku domku letniskowego lub innego obiektu o skromnej powierzchni, zapewniając wystarczającą ilość ciepła. Wyboru między cyrkulacją naturalną a wymuszoną należy dokonać już na etapie projektowania.

Wybór rozdzielacza kolektorowego

To urządzenie nazywane jest również grzebieniem rozdzielczym. Służy do dostarczania czynnika grzewczego do każdego urządzenia grzewczego (ogrzewania podłogowego, grzejnika, konwektora itp.). Za pomocą kolektora następuje również odpływ powrotu, który następnie trafia do kotła lub jest ponownie mieszany w obiegu w celu regulacji temperatury.

Kolektor może obsługiwać od 2 do 12 obiegów. Niektórzy producenci oferują jeszcze więcej gałęzi do realizacji złożonych projektów.

Kolektor rozdzielczy to główny terminal transportowy, który służy do dystrybucji czynnika grzewczego w odpowiedniej ilości do każdego pomieszczenia lub urządzenia grzewczego

Grzebienie często są wyposażone w dodatkowe elementy odcinająco-regulujące i termoregulujące. Umożliwiają one ustawienie optymalnego przepływu czynnika grzewczego w każdej gałęzi grzewczej. Obecność odpowietrzników gwarantuje bardziej efektywną i bezpieczną pracę systemu.

Schemat podłączenia rozprowadzenia promieniowego

Wybierając schemat ogrzewania, w większości przypadków decyduje się na promieniowy rozkład rur na każdej kondygnacji. Wszystkie rury są ukryte w grubości podłogi. Kolektor – główny organ rozdzielczy montowany jest we wnęce ściany, często w specjalnej szafce umieszczonej w centrum domu/mieszkania.

W przeważającej większości przypadków realizacji rozdzielacza promieniowego wymagana jest obecność pompy cyrkulacyjnej, a czasami kilku, zainstalowanych na każdym pierścieniu lub gałęzi. Jej konieczność opisano powyżej. Rozdzielacz promieniowy w systemie grzewczym najczęściej wykonuje się w oparciu o montaż jedno- i dwururowy, praktycznie całkowicie wypierając trójnikowy typ podłączenia.

Jest to uproszczony schemat rozdzielacza promieniowego, w którym każdy grzejnik jest podłączony do złącza kolektora dla bezpośredniego i powrotnego dopływu czynnika grzewczego

Na każdym piętrze, w pobliżu pionu systemu dwururowego, montuje się kolektory zasilający i powrotny. Pod podłogą rury z obu kolektorów przebiegają w ścianie lub pod podłogą i są podłączone do każdego grzejnika na danym piętrze.

Każdy z obiegów powinien mieć w przybliżeniu taką samą długość. Jeśli nie można tego osiągnąć, każdy pierścień należy wyposażyć we własną pompę cyrkulacyjną i automatykę do regulacji temperatury.

Przy tym zmiana reżimu temperatury będzie całkowicie niezależna w każdym obiegu i nie będzie na siebie wpływać. Ponieważ rurociąg będzie znajdował się pod wylewką, każdy grzejnik należy wyposażyć w zawór odpowietrzający. Odpowietrznik można również umieścić na kolektorze.

Co należy zrobić przed montażem?

Przed rozpoczęciem prac zadaniem właściciela jest prawidłowy dobór wszystkich komponentów i miejsc rozmieszczenia urządzeń, a mianowicie:

• określić miejsca umieszczenia grzejników;
• wybrać typ grzejników, w oparciu o parametry ciśnienia i rodzaj czynnika grzewczego, a także określić liczbę sekcji lub powierzchnię paneli (przeprowadzić obliczenia strat ciepła i obliczyć moc cieplną niezbędną do efektywnego ogrzewania każdego pomieszczenia);
• schematycznie przedstawić rozmieszczenie grzejników i trasy przebiegu rurociągu, nie zapominając o pozostałych elementach systemu grzewczego (kocioł, kolektory, pompa itp.);
• sporządzić listę w formie papierowej wszystkich elementów i dokonać zakupów. Aby uniknąć błędów w obliczeniach, można zaprosić specjalistę.

Aby więc przejść do następnego etapu, należy uwzględnić zasady montażu systemu rozdzielaczowego

Zasady instalacji rozprowadzenia promieniowego

Jeżeli wybrali Państwo ułożenie rur pod podłogą, należy przestrzegać kilku zasad, które pomogą uniknąć strat ciepła i zamarzania czynnika grzewczego. Pomiędzy posadzką surową a wykończoną musi być wystarczająco dużo miejsca (o tym w dalszej części opisu).

Podczas montażu rur w podłodze ważne jest uwzględnienie kilku wymagań, z których jednym jest zachowanie wystarczającej przestrzeni między podłogą wykończoną a surową.

Jako podłogę surową można zastosować betonową płytę fundamentową. Na nią najpierw układa się warstwę izolacji termicznej, a następnie wykonuje się rurociąg. Jeśli ułożymy rury bez podkładu termoizolacyjnego, woda na tych odcinkach może zamarznąć, tracąc dużo ciepła.

Jeśli chodzi o rury, lepiej zdecydować się na modele polietylenowe lub metaloplastikowe, które charakteryzują się wysoką elastycznością. Rurociąg z polipropylenu słabo się wygina, dlatego nie nadaje się do rozprowadzenia rozdzielaczowego.

W większości przypadków stosuje się rurę o średnicy 16–20 mm (jeśli moc grzejnika przekracza 1,5 kW, to 20 mm), na którą nakładana jest karbowana osłona termoizolacyjna w celu zmniejszenia strat ciepła i kompensacji rozszerzalności cieplnej.

Rurociąg należy przymocować do podłoża, aby nie wypłynął podczas wylewania warstwy wykończeniowej wylewki. Można go zamocować za pomocą taśmy montażowej, plastikowych opasek lub innymi dostępnymi metodami.

Rurę pod wylewką należy koniecznie zaizolować, aby zminimalizować straty ciepła, a na parterze koniecznie należy ułożyć warstwę izolacji termicznej.

Następnie wokół rurociągu układamy izolację o grubości 50 mm z pianki ekstrudowanej lub styropianu. Izolację również mocujemy do podłoża podłogi za pomocą kołków gwoździowych. Ostatnim etapem jest wylanie zaprawą warstwy o grubości 5-7 cm, która będzie stanowić podstawę podłogi wykończonej. Na tę powierzchnię można już układać dowolne pokrycie podłogowe.

Jeżeli układanie rur odbywa się na drugim piętrze i wyżej, montaż warstwy izolacji termicznej jest opcjonalny. Należy pamiętać o jednej ważnej zasadzie: na odcinkach rurociągu znajdujących się pod podłogą nie powinno być żadnych połączeń.

W przypadku pompy obiegowej o wystarczającej mocy i wydajności, kolektor czasami umieszcza się piętro niżej w stosunku do poziomu grzejników.

Jeśli kolektor znajduje się na niższym poziomie (piwnica), należy wziąć pod uwagę kilka zasad prawidłowego doprowadzenia rur od rozdzielacza do grzejników na następnym poziomie.

Od kolektora rury wznoszą się pionowo do sufitu. Następnie wykonuje się zagięcie, a rurociąg wzdłuż sufitu prowadzony jest do każdego grzejnika z kolejnym zagięciem o 90 stopni. Rury należy zamocować do sufitu. W ten sposób pionowa rura przez strop łączy się z każdym urządzeniem grzewczym.

Rozprowadzenie promieniowe a ogrzewanie podłogowe

Schemat promiennikowy można zastosować również do aranżacji systemu „ogrzewania podłogowego”. Przy dobrze opracowanym projekcie, uwzględniającym wszystkie czynniki, można zrezygnować z grzejników, czyniąc ogrzewanie podłogowe głównym źródłem ogrzewania.

Strumienie ciepła będą równomiernie rozprowadzane po całym pomieszczeniu, nie powodując efektu konwekcji, w przeciwieństwie do grzejników. W rezultacie nie występuje cyrkulacja kurzu w powietrzu.

Przed przystąpieniem do realizacji pomysłu dotyczącego montażu wodnego ogrzewania podłogowego, ważne jest uwzględnienie następujących cech:

• na betonowym lub drewnianym podłożu kładzie się ekran odblaskowy z warstwą izolacji termicznej;
• na wierzchu układa się rury według schematu pętli;
• przed zalaniem betonem przeprowadza się próbę hydrauliczną systemu pod ciśnieniem przez całą dobę;
• warstwą wykończeniową jest wylewka lub posadzka.

Kolektor każdego obwodu powinien być wyposażony w przepływomierze i zawory termostatyczne, które umożliwiają precyzyjną kontrolę przepływu czynnika grzewczego i regulację jego temperatury.

Przy rozprowadzaniu rur można zastosować głowice termostatyczne i siłowniki. Urządzenia te umożliwiają automatyzację pracy ogrzewania podłogowego. System będzie reagować na zmiany temperatury w pomieszczeniu, ustawiając komfortowy tryb dla każdego pokoju.

Rozprowadzenie promiennikowe dla ogrzewania podłogowego wymaga wyposażenia kolektora w kilka komponentów, które umożliwiają kontrolę, automatyzację i zarządzanie ogrzewaniem podłogowym w celu osiągnięcia maksymalnego komfortu i efektywności energetycznej.

Podczas montażu niezwykle ważne jest prawidłowe zamocowanie rur przed zalaniem wylewką. W tym celu można zastosować izolację z rowkami, siatkę zbrojeniową lub zszywki.

Przed ułożeniem rurociągu należy dokładnie określić trasę, którą czynnik grzewczy będzie pokonywać, aby ogrzać podłogę (nie dopuszczać do krzyżowania się rur). Rurę najlepiej odciąć dopiero po całkowitym ułożeniu i podłączeniu do kolektorów powrotnego i zasilającego.

Ważne jest, aby podczas zalewania rurociąg znajdował się pod ciśnieniem. Dopóki mieszanka betonowa całkowicie nie stwardnieje i nie miną trzy tygodnie, nie wolno podawać czynnika grzewczego o temperaturze roboczej. Dopiero wtedy zaczynamy od 25°C i po 4 dniach kończymy temperaturą projektową.

Warianty dla domów drewnianych

Aby ułożyć rurociąg w drewnianej podstawie, należy wywiercić otwory w drewnianych belkach stropowych. Otwory powinny być nieco większe niż średnica rur, aby belka i cała konstrukcja nie wywierały nacisku na rurociąg.

Podczas montażu rozprowadzenia promieniowego w drewnianych stropach ważne jest, aby konstrukcja podłogi nie wywierała nacisku na rury, a te były solidnie zamocowane.

W naszym przykładzie podłoga surowa jest drewniana, na której znajduje się system rur. Ponownie, w grubości podłogi nie powinno być żadnych połączeń, ponieważ powinny one znajdować się wyłącznie powyżej poziomu pokrycia podłogowego.

Analiza argumentów «za» i «przeciw»

Zacznijmy od wad. Oprócz materiałochłonności, która wpływa na koszt projektu, istnieje konieczność zainstalowania szafki rozdzielaczowej, do której potrzebne będzie dodatkowe miejsce.

Na tym wady systemu promieniowego się kończą, a zaczyna się szereg zalet:

• proste projektowanie i montaż, w ramach systemu stosuje się rury o jednej średnicy;
• przy ukrytym montażu w ścianach i podłodze brak połączeń;
• wysoka szybkość instalacji dzięki minimalnej liczbie połączeń;
• rozszerzenie funkcjonalności poprzez montaż armatury odcinającej, czujników, odpowietrzników i głowic termostatycznych do automatyzacji pracy systemu grzewczego;
• regulacja temperatury w każdym pomieszczeniu z osobna, przy użyciu elementów mechanicznych lub automatyki;
• możliwość odcięcia dowolnego grzejnika bez zatrzymywania procesu grzewczego;
• równomierne ogrzewanie wszystkich pomieszczeń.

Panel zewnętrznego sterowania pozwala programować pracę ogrzewania, w tym automatyczne dostosowywanie w zależności od warunków pogodowych na zewnątrz. Dzięki zainstalowanym czujnikom wszyscy mieszkańcy mogą ustawić dowolne komfortowe dla siebie parametry, znajdując się w konkretnym pomieszczeniu.

System promieniowy jest kosztowny materiałowo w realizacji, ale przewyższa wszystkie inne opcje pod względem elastyczności ustawień i zapewnienia efektywności całego ogrzewania

Zatem schemat rozprowadzenia promieniowego pozwala osiągnąć wysoką sterowność systemu grzewczego i uzyskać optymalne zużycie czynnika grzewczego.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Film pomoże w zrozumieniu specyfiki montażu oraz działania systemu grzewczego z rozdzielaczem promieniowym:

Energooszczędny system grzewczy to zrównoważone połączenie wszystkich jego komponentów. Rozprowadzenie rur pełni funkcję swoistego układu krwionośnego dla ogrzewania. Promieniowy sposób montażu rurociągu pozwala dostarczyć dokładnie tyle czynnika grzewczego, ile potrzebuje każde urządzenie robocze do optymalnej pracy.

Czy chcieliby Państwo zadać pytania dotyczące niejasnych kwestii, które zainteresowały Państwa podczas zapoznawania się z materiałem? Pragną Państwo podzielić się przydatnymi szczegółami na temat budowy systemów promieniowych? Prosimy o pisanie komentarzy w bloku poniżej.