System kolektorowy ogrzewania: schematy rozprowadzenia dla domów jednorodzinnych i mieszkań.

Kluczowym problemem klasycznego jedno- i dwururowego systemu grzewczego w domach prywatnych jest szybkie ochładzanie nośnika ciepła. Przyznają Państwo, że warto urządzić system pozbawiony tej wady.

Chcą Państwo zrealizować w swoim domu ogrzewanie, w którym nośnik ciepła będzie jak najdłużej ciepły? Pomogą Państwu rozwiązać to zadanie – w artykule omówiono system ogrzewania kolektorowego, który cieszy się dużą popularnością w ostatnich latach. To właśnie on jest w stanie utrzymać wymaganą temperaturę wewnątrz obiegu przez długi czas.

Ponadto w tym materiale omówiliśmy, jakie zasady leżą u podstaw systemu i który schemat rozprowadzenia jest najwygodniejszy pod względem montażu. W artykule zebrano schematy i tematyczne zdjęcia, przydatne porady oraz filmy wideo na temat cech systemu kolektorowego i niuansów montażu grzejników.

Budowa systemu kolektorowego

Podstawą schematu ogrzewania kolektorowego i głównym elementem roboczym jest węzeł rozdzielczy, potocznie nazywany grzebieniem systemu.

Jest to specjalny rodzaj armatury sanitarnej, który ma za zadanie rozprowadzać nośnik ciepła po niezależnych obiegach i magistralach.

W skład grupy kolektorowej wchodzi również: zbiornik wyrównawczy, pompa obiegowa oraz urządzenia z grupy bezpieczeństwa.

Zespół rozdzielacza dla systemu grzewczego typu dwururowego składa się z dwóch części składowych:

• Wejściowy – podłącza się do agregatu grzewczego przez rurę zasilającą, przejmuje i rozprowadza podgrzany do wymaganej temperatury nośnik ciepła w pętli.
• Wyjściowy – jest podłączony do rur powrotnych niezależnych pętli, odpowiada za zbieranie schłodzonej wody "powrotu" i kierowanie jej z powrotem do kotła grzewczego.

Główną różnicą pomiędzy rozprowadzeniem ogrzewania za pomocą rozdzielacza a tradycyjnym połączeniem szeregowym urządzeń jest to, że każdy grzejnik w domu ma niezależne zasilanie.

Takie rozwiązanie konstrukcyjne daje możliwość regulowania temperatury każdego grzejnika w domu, a w razie potrzeby nawet wyłączenia go.

Nierzadko przy projektowaniu ogrzewania stosuje się mieszany typ rozprowadzenia, w którym do węzła podłącza się kilka pętli, a każda z nich jest sterowana niezależnie. Jednak wewnątrz pętli grzejniki są połączone szeregowo.

Grzebień to odcinek grubej rury wyposażony w jedno wejście i kilka wyjść, których liczba zależy od liczby podłączonych pętli.

Zalety i wady systemu kolektorowo-promieniowego

Wśród niezaprzeczalnych zalet instalacji systemu rozdzielaczowego należy wyróżnić:

1. Łatwość obsługi. Dzięki temu, że każdy element jest sterowany niezależnie, użytkownik ma możliwość ustawienia temperatury w dowolnym miejscu w domu. A w razie potrzeby łatwo wyłączyć jeden lub grupę grzejników w pomieszczeniu. Przy tym temperatura w innych pomieszczeniach pozostanie niezmieniona.
2. Możliwość zastosowania rur o małej średnicy. Ponieważ każda odnoga prowadząca od rozdzielacza zasila tylko jeden grzejnik, do jej ułożenia można użyć rur o małej średnicy, które łatwo schować w wylewce.
3. Łatwość naprawy. W przypadku wykrycia usterek łatwo będzie wyłączyć dowolny odcinek rurociągu, nie przerywając przy tym pracy całego systemu.

Aby utworzyć kilka pętli o różnych parametrach, na przykład: różnice ciśnień lub różne temperatury nośnika, stosuje się grzebienie rozdzielcze z funkcją kompensatora hydraulicznego.

Strzałka hydrauliczna to pojemna rura, do której wylotów podłączony jest szereg pętli o niezależnej cyrkulacji.

Podgrzana przez kocioł woda wpływa do wnętrza strzałki hydraulicznej. Krążąc wewnątrz urządzenia, woda na różnych odległościach od przyłączy jest pobierana i rozprowadzana do pętli.

W miejscach włączenia każdego obwodu za strzałką hydrauliczną zostaną ustawione własne wartości różnicy ciśnień i temperatury czynnika

Dzięki temu, że podgrzany czynnik grzewczy z mniejszymi stratami dostarcza ciepło do grzejników, sprawność systemu wzrasta. Pozwala to na zmniejszenie mocy kotła i oszczędność paliwa.

System ogrzewania, którego głównym elementem jest rozdzielacz, nie jest pozbawiony wad.

Do takich zalet należy zaliczyć:

• Zużycie rury. W porównaniu z połączeniem szeregowym, zużycie rury przy układaniu systemu rozdzielacza jest dwa/trzy razy wyższe. Różnica w kosztach zależy od wielkości wykorzystywanej powierzchni.
• Konieczność wykorzystania pomp obiegowych. Instalacja niezależnych obiegów nie odbywa się bez montażu pomp obiegowych. To pociąga za sobą dodatkowe koszty.

Słabym punktem systemu rozdzielacza jest jego uzależnienie od energii elektrycznej. Nawet przy pracującym kotle, w przypadku odłączenia zasilania, rury pozostaną zimne. Z tego powodu nie zaleca się stosowania takich systemów w rejonach, gdzie przerwy w dostawie prądu są częstym zjawiskiem.

Pompa obiegowa zapewnia wymuszony ruch czynnika grzewczego w systemie wykonanym z rur o małej średnicy, w którym całkowity opór hydrauliczny ma wysoki wskaźnik.

Podczas układania obiegów w wylewce podłogowej należy pamiętać, że każde połączenie jest potencjalnym miejscem wycieku. W przypadku wystąpienia defektu, aby go usunąć, trzeba będzie rozkuć monolityczny beton. Jest to dość uciążliwe i kosztowne przedsięwzięcie.

Dlatego połączenia sieci systemu rozdzielaczowego umieszcza się wyłącznie nad poziomem podłogi. Najczęściej są one powiązane z szafką rozdzielacza.

Zasady sporządzania schematów rozprowadzenia

Nie istnieją jednolite standardy planowania przy tworzeniu schematów rozprowadzenia systemu rozdzielaczowego. Sprzęt dobierany jest do konkretnych zadań.

Jednak specjaliści są zgodni w jednej autorytatywnej opinii, że taki system w żaden sposób nie nadaje się do ogrzewania mieszkań. Wynika to ze złożoności realizacji projektu, ponieważ do pomieszczenia mieszkalnego zwykle doprowadzone są dwa lub więcej pionów.

Jednym z obowiązkowych warunków realizacji schematu jest konieczność podłączenia wszystkich grzejników do jednego pionu.

Może być dla Państwa przydatna informacja o tym, jak podłączyć grzejnik.

Aby wdrożyć w mieszkaniu schemat rozdzielacza kolektorowego, trzeba będzie pozostawić tylko jeden kanał ciepła, wcześniej zalutowując pozostałe – przejmie on całe obciążenie.

Jeśli natomiast zalutuje się wszystkie pozostałe kanały doprowadzenia wody, aby jeden pion przejął całe obciążenie, w obrębie jednego mieszkania powstanie zamknięty obwód hydrauliczny. Wszystkie znajdujące się wyżej w pionie urządzenia grzewcze zostaną odcięte od systemu i nie otrzymają pożądanego ciepła.

Mieszkańcy znajdujący się wyżej prędzej czy później odkryją przyczynę takiego stanu rzeczy, a schemat będzie trzeba przerobić ponownie w trybie przymusowym, przy czym poniesie się niemałą sumę.

Instalację rozdzielacza kolektorowego ogrzewania dopuszcza się w nowo budowanych budynkach wielorodzinnych pod warunkiem, że już na etapie budowy zamontowano w nich dodatkowe zawory do podłączania obwodów o różnej konfiguracji.

Przy urządzaniu systemu kolektorowego należy uwzględnić szereg kluczowych kwestii, które są charakterystyczne również dla innych typów systemów.

System kolektorowy doskonale nadaje się do domów jednorodzinnych.

Najważniejsze – przy projektowaniu rozprowadzania należy przestrzegać podstawowych zaleceń profesjonalistów:

1. Obecność odpowietrznika. Zautomatyzowany zawór umieszcza się bezpośrednio na kolektorach zasilania i powrotu.
2. Obecność naczynia wzbiorczego. Jego pojemność powinna wynosić co najmniej 3% w stosunku do całkowitej objętości czynnika grzewczego. Dopuszcza się jednak stosowanie urządzeń o większej pojemności.
3. Miejsce umieszczenia naczynia wzbiorczego. Instaluje się je na „powrocie”, umieszczając przed pompą cyrkulacyjną w kierunku przepływu wody. Więcej o jego montażu opisano w innym naszym artykule.
4. Instalacja pomp cyrkulacyjnych na każdym obwodzie. Miejsce ich umieszczenia nie jest kluczowe, ale maksymalną wydajność ze względu na niską temperaturę roboczą wykazują na „powrocie”.

W razie potrzeby użycia rozdzielacza wyposażonego w kompensator hydrauliczny, naczynie wzbiorcze instaluje się przed główną pompą, która ma zapewniać przepływ wody w małym obwodzie.

Dzięki umieszczeniu naczynia wzbiorczego przed pompą można znacznie zmniejszyć ryzyko uszkodzenia urządzenia pod wpływem turbulencji wody.

Pompa cyrkulacyjna jest mocowana w taki sposób, aby wał znajdował się ściśle poziomo. W przeciwnym razie pierwszy zapowietrzenie pozbawi urządzenie smarowania i chłodzenia.

Więcej o wyborze pompy cyrkulacyjnej można przeczytać w tym artykule.

Jeśli w systemie grzewczym znajdują się dodatkowe węzły dystrybucyjne – nie mogą być one połączone.

Wybór komponentów systemu

Przy projektowaniu ogrzewania najlepiej nabywać rozdzielacze produkcji fabrycznej.

Dzięki różnorodności asortymentu wybór rozdzielacza pod konkretne parametry ogrzewania nie będzie stanowił problemu, zapewniając tym samym precyzję i niezawodność systemu.

W sprzedaży można spotkać gotowe bloki rozdzielaczy, które łączą w sobie moduły zasilający i powrotny, a także zawory termostatyczne oraz automatyczne odpowietrzniki.

Kluczowymi parametrami przy wyborze rur do obiegów grzewczych są odporność na korozję, odporność termiczna i wysoka wytrzymałość na rozerwanie. Ponadto rury muszą posiadać niezbędną elastyczność, aby można je było układać pod dowolnymi kątami.

Przy wyborze wyrobów warto dawać pierwszeństwo rurom sprzedawanym w zwojach. Stosowanie całościowych elementów pozwoli uniknąć połączeń w rozprowadzeniu, co jest szczególnie istotne przy zamkniętym sposobie montażu wewnątrz wylewki.

Rury do systemów w prywatnych domkach

Projektując ogrzewanie w domach jednorodzinnych, należy brać pod uwagę, że ciśnienie w systemie wynosi około 1,5 atmosfery, a temperatura czynnika grzewczego może osiągać:

• dla grzejników – 50-70 stopni;
• dla podłogówki – 30-40 stopni.

Dla autonomicznych systemów ogrzewania z ich przewidywalnymi parametrami wcale nie jest konieczne nabywanie rur karbowanych ze stali nierdzewnej. Wielu właścicieli ogranicza się do zakupu rur z usieciowanego polietylenu oznaczenia «PEX».

Rury polietylenowe do obiegów grzewczych są dostępne w sprzedaży w zwojach 200-metrowych; są w stanie wytrzymać ciśnienie do 10 kG/cm² i pracować w temperaturze do 95 °C.

Łączenie takich rur odbywa się za pomocą złączek zaciskowych, dzięki czemu można uzyskać nierozłączne połączenia.

Oprócz wysokich parametrów eksploatacyjnych główną zaletą usieciowanego polietylenu jest pamięć mechaniczna materiału. Dlatego jeśli z wysiłkiem rozciągnąć koniec rury, a w powstałą szczelinę włożyć króciec, rura szczelnie go obejmie, zapewniając trwałe połączenie.

Przy użyciu rur metaloplastikowych połączenie wykonuje się za pomocą złączek nakręcanych z nakrętkami zaciskowymi. A to już jest połączenie rozłączne, które zgodnie z SNiP nie może być „zamonolitowane”.

Przydatna może być również informacja o tym, jakie rury najlepiej wybrać do ogrzewania, omówiona tutaj.

Rury do budynków wielorodzinnych

Jeżeli system kolektorowy będzie instalowany w budynku wielorodzinnym, należy wziąć pod uwagę, że ciśnienie robocze w nim wynosi 10-15 atmosfer, a temperatura czynnika grzewczego może osiągać około 100-120 °C. Należy pamiętać, że układ ogrzewania kolektorowego jest możliwy tylko na pierwszym piętrze.

Optymalnym rozwiązaniem dla montażu systemu w budynku wielorodzinnym jest zastosowanie rur karbowanych ze stali nierdzewnej.

Doskonałym przykładem tego są produkty koreańskiej firmy Kofulso. Rury tej marki mogą pracować przy ciśnieniu roboczym 15 atmosfer i wytrzymywać temperaturę około 110 °C. Ciśnienie zniszczenia rur Kofulso osiąga 210 kgf/cm².

Dzięki doskonałej elastyczności rury, przy której promień gięcia jest równy jej średnicy, produkty są wygodne w zastosowaniu przy układaniu ogrzewania podłogowego

Montaż połączeń rurociągu z użyciem takich elementów nie stanowi problemu. Rurę po prostu wkłada się do złączki i mocuje przez nakręcenie nakrętki, która dociska karbowaną metalową powierzchnię elastyczną uszczelką silikonową.

Cechy montażu systemu

Montaż kolektorowego systemu ogrzewania domu jednorodzinnego należy przeprowadzić już na etapie budowy. Po ułożeniu lub wylaniu posadzki wykończeniowej montaż takiego systemu stanie się ekonomicznie nieopłacalny. Jedynym rozwiązaniem w tym przypadku będzie otwarty sposób montażu rozprowadzenia.

Instalacja rozdzielacza (grzebienia rozdzielczego)

Na piętrach domów z poziomym rozprowadzeniem ogrzewania do umieszczenia rozdzielacza, pompy obiegowej i aparatury regulacyjnej konieczne będzie zainstalowanie zamkniętej skrzyni – szafki rozdzielaczowej.

Zamknięta skrzynia ochroni urządzenia i armaturę odcinającą przed zewnętrznym oddziaływaniem mechanicznym oraz nada pomieszczeniu bardziej estetyczny wygląd

Szafkę rozdzielaczową instaluje się w oddzielnych wnękach pomieszczeń chronionych przed wilgocią. Najczęściej przeznacza się na to miejsce w korytarzu, garderobie lub spiżarni.

Przy projektowaniu ogrzewania budynku dwupiętrowego konieczne będzie zamontowanie dwóch grup rozdzielaczowych: na pierwszym i drugim poziomie. Dodatkowe węzły rozdzielcze pozwolą zapewnić w przybliżeniu jednakową długość obwodu.

Jako opcję można przyjąć schemat, w którym pierwsza grupa będzie odpowiadać za rozprowadzenie ciepła po poszczególnych obwodach, a druga będzie kluczowym elementem przy budowie ogrzewania podłogowego.

Podgrzany czynnik grzewczy z pomieszczenia z kotłem dociera głównymi magistralami do rozdzielaczy zainstalowanych na poszczególnych piętrach

Liczba wejść i wyjść rozdzielacza jest zawsze równa liczbie elementów grzewczych znajdujących się na piętrze: grzejników lub pętli ogrzewania podłogowego. Dla każdego pomieszczenia prowadzi się oddzielną gałąź, która, łącząc kilka urządzeń grzewczych, zrealizuje schemat współprądowy lub przeciwprądowy (ślepy).

Aby zmniejszyć koszty podłączenia grzejników, stosuje się schemat „przelotowy”.

W schemacie „przelotowym” zawór termostatyczny montuje się tylko na pierwszym obiegu grzejnika; dzięki temu przepływ wody jest regulowany na wszystkich urządzeniach połaczonych szeregowo za nim.

W systemie „przelotowym” kilka urządzeń połaczonych szeregowo będzie traktowanych ako jeden element.

Warianty układania rurociągu

W instalacji kolektorowej naiczęściej stosuje się metodę układania rur w wylewce betonowej. Jej grubość waha się w granicach 50-80 mm, co jest w zupełności wystarczające do „zamonolitowania” wewnętrznej instalacji grzewczej.

Jednak według SNiP dopuszcza się układanie w betonie tylko połaczeń nierozłącznych.

Podłączenie do kolektora dowolnego grzejnika lub konwektora odbywa się za pomocą dwóc rur: „zasilania” i „powrotu”, dlatego rury układa się w wylewce podłogowej parami.

Do tego często używa się rur metalowo-plastikowych o średnicy 16 mm. Dzięk temu, że łatwo się gią, rurociąg można wygodnie układać pod podłogą.

Planując po próbie ciśnieniowej systemu zalać rury metalowo-plastikowe wylewką betonową, należy je wcześniej owinąć izolacją termiczną.

Taka warstwa pozwoli zminimalizować ryzyko uszkodzenia rur pod wpływem rozszerzalności termicznej, ponieważ w tym przypadku będą one „trzeć” nie o beton, ale o izolację.

Przy układaniu rur w wylewce połaczenia, zgodnie z wymaganiami SNiP, należy pozostawić dostępne, umieszczając je w tym celu powyżej poziomu podłogi

Na wierzch wylewki układa się sklejkę, która jest przykrywana wykończeniowym pokryciem podłogowym: linoleum lub parkietem.

Rury mogą być również doprowadzone do grzejników z boku lub z góry, na przykład w przestrzeni podwieszanego sufitu.

Niektórzy mistrzowie wolą układać rury metodą zewnętrzną, umieszczając je wzdłuż ścian i chowając za dekoracyjnymi listwami prisciennymi. Jednak taka metoda montażu pociąga za sobą nieuchronne wydłużenie rurocągu.

Nie zaleca się układania rurociągu przez otwory drzwiowe. Może to doprowadzić do tego, że przy montażu progów drzwi międzypokojowych w momencie wiercenia rura ulegnie uszkodzeniu.

W przypadku, gdy rurociąg trzeba poprowadzić przez ścianę, aby zapobiec jego uszkodzeniu pod wpływem osiadania budynku, otwór w ścianie warto wyposażyć w tuleję.

Na każdy obieg hydrauliczny wychodzący z grzebienia rozdzielczego montuje się oddzielną armatuę zamykającą.

Aby mieć możliwość spuszczania zgromadzonego w systemie powietrza, montuje się:

• na węźle rozdzielczym – zawory odpowietrzające;
• na grzejnikach (skupia się w najwyższych punktach)– zawory odpowietrzające.

Dzięki temu, że każdy obieg hydrauliczny znajdujący się za rozdzielaczami jest niezależnym systemem, wygodnie jest go stosować przy tworzeniu „ogrzewania podłogowego”.

Główną zaletą systemu rozdzielaczowego w wersji podłogowej jest to, że strumienie ciepła są równomiernie rozprowadzane po podłodze.

W przypadku zastosowania wersji podłogowej cyrkulacja powietrza odbywa się w sposób naturalny.

Przy realizacji takiego systemu rury z tworzywa metaloplastycznego układa się na podkładzie termoizolacyjnym, tworząc wzór wężownicy lub spirali. Średnica rur i rozstaw układania są określane zgodnie z obliczeniami. Jeden warunek – długość jednego obiegu nie powinna przekraczać 90 metrów.

Ułożone obiegi podłącza się do węzła rozdzielczego, a po sprawdzeniu szczelności połączeń zalewa się je zaprawą betonową. Wysokość wylewki wynosi 70-90 mm.

Na tej samej zasadzie montuje się zarówno system rozdzielaczowy domku dwupiętrowego, jak i budynku mieszkalnego o dużej liczbie pięter.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Zasada projektowania systemu:

Jak prawidłowo wykonać montaż:

Instalując rozdzielaczowy system ogrzewania w swoim domu, zyskają Państwo możliwość indywidualnego ustawiania trybów pracy urządzeń.

A dodatkowe koszty związane ze zwiększeniem długości rur są rekompensowane przez zmniejszenie ich średnicy i uproszczenie montażu systemu.

Czy mają Państwo w domu rozdzielaczowy system grzewczy? Czy dopiero planują Państwo go zainstalować i na razie zbierają informacje? Może mają Państwo pytanie dotyczące sporządzenia schematu rozprowadzenia systemu rozdzielaczowego? Proszę zadawać pytania, dzielić się osobistym doświadczeniem w aranżacji ogrzewania w domu, zostawiając komentarze pod tym artykułem.