Rozdzielacz do ogrzewania: zasada działania, zasady instalacji i podłączenia

Jednym ze skutecznych sposobów modernizacji systemu grzewczego, pozwalających uczynić go bardziej wydajnym i niezawodnym, jest instalacja bloku rozdzielacza. Urządzenie, które zastąpiło tradycyjne konstrukcje liniowe, ma na celu zwiększenie wygody użytkowania i łatwości naprawy systemu.

Jak działa rozdzielacz ogrzewania i jakie cechy montażu należy wziąć pod uwagę, omówimy szczegółowo.

Zasada działania rozdzielacza

Głównym przeznaczeniem rozdzielacza jest równomierne rozprowadzanie strumieni ciepła pochodzących z głównego przewodu do obiegów systemu i, dzięki obiegowi cyrkulacyjnemu, zwracanie schłodzonego płynu do kotła.

Przy tym poszczególne gałęzie systemu podłączone do rozdzielacza stają się od siebie niezależne.

Urządzenie stanowi pośredni węzeł rozdzielczy, którego kluczowymi elementami są dwie połączone ze sobą części:

• grzebień zasilający – odpowiada za dostarczanie czynnika grzewczego;
• powrotny – pełni funkcję odprowadzania schłodzonego czynnika grzewczego do źródła ciepła.

Razem tworzą grupę rozdzielacza. Z każdego grzebienia odchodzi kilka przyłączy do podłączenia obiegów prowadzących do urządzeń grzewczych.

Każde wyjście urządzenia może być wyposażone w zawory spustowe oraz zawór odcinający lub regulacyjny.

Ich obecność umożliwia regulację ciśnienia wewnątrz każdego obiegu i w razie potrzeby odłączenia gałęzi w celu naprawy, na przykład odcięcia przepływu czynnika grzewczego.

Aby zwiększyć wydajność systemu i uzyskać możliwość kontrolowania wszystkich procesów grzewczych w każdym pomieszczeniu ogrzewanego domu, obudowa rozdzielacza jest również wykorzystywana jako platforma do montażu:

• zaworów odpowietrzających;
• zaworów spustowych;
• przepływomierzy;
• liczników ciepła.

Zasada działania systemu kolektorowego jest dość prosta. Płyn podgrzany przez generator ciepła trafia do rozdzielacza zasilającego.

Wewnątrz pośredniego zespołu zbiorczego prędkość przepływu płynu zwalnia dzięki zwiększonej średnicy wewnętrznej urządzenia, a płyn jest redystrybuowany pomiędzy wszystkie odgałęzienia.

Liczba wyjść na rozdzielaczu może być dowolna, a w razie potrzeby konstrukcję można zawsze rozbudować o dodatkowe odgałęzienia.

Znając przepływ czynnika grzewczego, równy mocy generatora ciepła, oraz prędkość przepływu wody, łatwo jest znaleźć wymagane pole przekroju. Należy jednak wcześniej przeliczyć litry na wygodną jednostkę mm³.

Przez łączniki, których przekrój jest mniejszy niż średnica rury zespołu kolektorowego, czynnik grzewczy trafia do oddzielnie ułożonych obiegów i przemieszcza się do grzejników lub do sieci ogrzewania podłogowego.

Dzięki takiemu rozprowadzeniu każdy element zasilany czynnikiem grzewczym o jednakowej temperaturze jest odpowiednio ogrzewany.

Średnica wewnętrzna kolektora jest określana obliczeniowo tak, aby prędkość przepływu czynnika grzewczego w nim nie przekraczała 0,7 m/s

Po dotarciu do grzejnika i oddaniu ciepła uzyskanego podczas ogrzewania, płyn kieruje się drugą rurą w przeciwnym kierunku do bloku rozdzielczego. Tam trafia do rozdzielacza powrotnego, skąd jest przekierowywana do generatora ciepła.

Dla wiejskiego domu system z wykorzystaniem kolektora słusznie uważany jest za najbardziej efektywny i niezawodny.

Jedynym, co może powstrzymać oszczędnego właściciela, jest koszt. W końcu urządzenie takiego systemu będzie droższe niż urządzenie zwykłego systemu trójnikowego.

Takie rozwiązanie konstrukcyjne, zakładające zastosowanie oddzielnych rur zasilających, stwarza warunki do równomiernego nagrzewania się grzejników.

Rodzaje rozdzielaczy w systemach grzewczych

Instalacje kolektorowe stosowane przy projektowaniu zamkniętych obiegowych systemów grzewczych występują w trzech odmianach.

W zależności od przeznaczenia konstrukcji na rynku dostępne są: systemy grzejnikowe i solarne, a także urządzenia wyposażone w rozdzielacz hydrauliczny (hydrostrzałkę).

Typ #1 — ogrzewanie grzejnikowe z rozdzielaczem

Niezależnie od tego, jaki typ ogrzewania został zaprojektowany w domu, grzejniki zawsze w nim występują. Dlatego też kolektory, które rozprowadzają przepływy czynnika grzewczego bezpośrednio do zamontowanych w pomieszczeniach kaloryferów, są najbardziej poszukiwanym typem.

Węzeł rozdzielczy składa się z dwóch połączonych ze sobą rozdzielaczy: pierwszy kieruje czynnik grzewczy do urządzeń zamontowanych w pomieszczeniach, drugi – odprowadza go z powrotem do kotła.

Kolektory stosowane w ogrzewaniu grzejnikowym, w zależności od cech architektonicznych i wnętrzarskich pomieszczenia, można podłączać na różne sposoby.

Ze względu na sposób podłączenia grzejnikowy system ogrzewania może być wykonany w dowolnym z wymienionych poniżej wariantów wykonania:

• podłączenie górne;
• podłączenie dolne;
• montaż boczny;
• prowadzenie po przekątnej.

Największe rozpowszechnienie zyskał jednak dolny sposób połączenia. Przy takim prowadzeniu przewodów obiegi ukryte pod powierzchnią listwy przypodłogowej lub podłogi nie rzucają się tak bardzo w oczy.

Co więcej, obliczenia potwierdzają, że przy podłączeniu dolnym wszystkie zalety ogrzewania prywatnego ujawniają się w pełni.

Kolektorem do grzejników wyposaża się każde piętro domu. Instaluje się go w centrum, maskując urządzenie we wnęce lub w specjalnie przygotowanej dla niego szafce na ścianie.

Miejsce instalacji należy wybrać tak, aby w miarę możliwości do wszystkich urządzeń doprowadzone były gałęzie o jednakowej długości.

Jeśli nie można osiągnąć równości obwodów podłączonych do kolektora, wówczas każdy odcinek zostaje wyposażony we własną pompę obiegową.

W zasadzie wszystkie gałęzie podłączone do węzła rozdzielczego stanowią niezależny obieg z własnymi zaworami odcinającymi, a czasem i automatyką.

Doskonałym przykładem kolektorowego systemu ogrzewania są wodne ogrzewanie podłogowe.

Kolektorowy schemat rozprowadzenia zapewnia równomierne dostarczanie ciepła do wszystkich obiegów systemu wodnych “Podłóg grzewczych”

Rurociągi ogrzewania podłogowego montuje się z rur miedzianych lub ich plastikowych odpowiedników, a do połączeń stosuje się złączki nierozłączne.

W pierścieniach grzewczych montuje się zawory, za pomocą których reguluje się dopływ czynnika grzewczego, a w razie potrzeby odłącza się ogrzewanie podłogowe od sieci grzewczej budynku.

Kolektor do ogrzewania podłogowego stanowi konstrukcję zawierającą szereg pierścieni rurowych, która jest układana pod pokryciem podłogowym.

Takie systemy zawsze wyposaża się w pompę obiegową. Umieszcza się ją w pośrednim węźle kolektorowym na wejściu do rury powrotnej.

Liczba króćców na węźle rozdzielczym zależy od liczby pomieszczeń pętlowych na jednej grzebieniu.

Liczbę grup kolektorowych określa się, kierując się długością obwodów. Podstawą obliczeń jest proporcja, zgodnie z którą na jedną grupę kolektorową przypada 120 metrów rurociągu.

Typ #2 — strzałka hydrauliczna

Przy instalacji wydajnych i rozgałęzionych systemów grzewczych, które projektuje się w dużych budynkach mieszkalnych, stosuje się kolektory rozdzielcze wyposażone w termohydrauliczny rozdzielacz lub strzałkę hydrauliczną.

Podczas montażu łącznika z jednej strony podłącza się obwód kotła grzewczego, a z drugiej ogrzewanie grzejnikowe lub ogrzewanie podłogowe.

Strzałka hydrauliczna to pionowa pusta rura, wyposażona na końcach w eliptyczne zaślepki, której głównym przeznaczeniem jest wyrównywanie ciśnienia wywieranego na czynnik grzewczy.

Obecność rozdzielczej strzałki hydraulicznej pozwala rozwiązać kilka zadań jednocześnie:

• uniknąć gwałtownych wahań temperatury w rurach, które mają szkodliwy wpływ na żywotność systemu;
• dzięki domieszce i wtórnej cyrkulacji części czynnika grzewczego utrzymać stałą objętość wody kotłowej, a także zaoszczędzić paliwo i energię elektryczną;
• w razie potrzeby skompensować niedobór przepływu w obwodzie wtórnym.

Utrzymanie równowagi temperaturowej osiąga się dzięki temu, że urządzenie pozwala oddzielić obwód hydrauliczny kotła od obwodu wtórnego.

Wariant wykonania własnoręcznego rozdzielacza kolektorowego wyposażonego w strzałkę hydrauliczną, wykonaną ze stalowej rury kwadratowej i wyposażoną w złączki.

Optymalną pracę systemu wyposażonego w strzałkę hydrauliczną można zapewnić pod warunkiem, że każdy obwód jest wyposażony we własną pompę obiegową.

Typ #3 — kolektory słoneczne

Urządzenia tego typu wybiera się przy instalacji autonomicznego wodociągu w obszarach niezgazyfikowanych, gdzie poziom promieniowania słonecznego jest wystarczająco wysoki.

Powietrzne kolektory słoneczne działające dzięki efektowi cieplarnianemu, przekształcając światło słoneczne w energię cieplną.

Konstrukcja instalacji słonecznych nieco różni się od tradycyjnych odpowiedników. W istocie są one rodzajem szklarni, które magazynują energię słoneczną.

Naturalna cyrkulacja czynnika grzewczego w nich odbywa się dzięki przepływom konwekcyjnym oraz pod działaniem wentylatorów przymocowanych do płyty pochłaniającej.

Rozdzielacz pochłaniający promienie słoneczne ma postać małego płaskiego pudełka pokrytego czarną płytą absorpcyjną. To ta płyta pochłaniająca ciepło akumuluje je.

Zgromadzone ciepło przekazywane jest czynnikowi grzewczemu, którym może być krążące przez rury powietrze lub ciecz.

Głównym przeznaczeniem kolektora słonecznego jest kierowanie i redystrybucja energii Słońca na potrzeby domowe.

W sprzedaży można znaleźć ruchome systemy kolektorowe działające na energię słoneczną. Ich konstrukcja jest tak zaprojektowana, że lustra i elementy grzewcze „śledzą” ruch słońca, dzięki czemu jego energia jest pochłaniana maksymalnie.

Jednak ze względu na wysoki koszt sprzętu, stosowanie instalacji słonecznych jako głównego źródła ogrzewania w warunkach klimatycznych nawet południowych regionów naszego kraju jest nieopłacalne.

Dlatego też są one częściej wykorzystywane jako dodatkowe źródło ciepła przy urządzaniu systemów grzewczych z użyciem kotłów na paliwo stałe i gazowych.

Modyfikacje grzebieni rozdzielczych

Dziś na rynku sprzętu dostępnych jest wiele odmian kolektorów do systemów grzewczych.

Producenci oferują zarówno elementy łączące najprostszego wykonania, których konstrukcja nie przewiduje istnienia dodatkowej armatury do regulacji sprzętu, jak i bloki kolektorowe z pełnym zestawem wmontowanych elementów.

Blok kolektorowy zawierający wszystkie niezbędne elementy funkcjonalne do stworzenia warunków nieprzerwanej i wysokowydajnej pracy systemu grzewczego.

Urządzenia o prostym wykonaniu to modele mosiężne z calowym przelotem odgałęzień, wyposażone w dwa otwory łączące po bokach.

Na kolektorze powrotnym takie urządzenia mają zaślepki, zamiast których w przypadku rozbudowy systemu zawsze można zainstalować dodatkowe przyrządy.

Bardziej złożone pod względem konstrukcji pośrednie zespoły montażowe są wyposażone w zawory kulkowe. Dla każdego odpływu przewidziano w nich montaż armatury odcinająco-regulacyjnej. Zaawansowane, drogie modele mogą być wyposażone w:

• przepływomierze, których głównym przeznaczeniem jest regulowanie przepływu czynnika grzewczego w każdej pętli;
• czujnikami temperatury, służącymi do kontrolowania temperatury każdego urządzenia grzewczego;
• zaworami odpowietrzającymi automatycznego typu do spuszczania wody;
• elektronicznymi zaworami i mieszaczami, mającymi na celu utrzymanie zaprogramowanej temperatury.

Liczba obwodów w zależności od podłączonych odbiorników może wahać się od 2 do 10 sztuk.

Niezależnie od złożoności i wielofunkcyjności urządzeń, przy produkcji grzebieni bloków kolektorowych używa się materiałów odpornych na czynniki zewnętrzne.

Jeśli za podstawę przyjąć materiał wykonania, to pośrednie kolektory montażowe dzielą się na:

1. Mosiężne – charakteryzują się wysokimi parametrami eksploatacyjnymi przy przystępnej cenie.
2. Nierdzewne – stalowe konstrukcje są niezwykle trwałe. Mogą z łatwością wytrzymywać duże ciśnienie.
3. Polipropylenowe – modele z materiałów polimerowych, choć wyróżniają się niską ceną, to pod każdym względem ustępują metalowym „odpowiednikom”.

Modele wykonane z metalu, w celu wydłużenia żywotności i poprawy parametrów eksploatacyjnych, są pokrywane powłokami antykorozyjnymi oraz izolacją termiczną.

Konstrukcje rozdzielcze wykonane z polimerów stosuje się przy budowie systemów ogrzewanych kotłami o mocy od 13 do 35 kW.

Elementy urządzenia mogą być odlewane lub wyposażone w zaciski tulejowe umożliwiające połączenie z rurami metalowo-plastikowymi.

Jednak specjaliści odradzają wybór grzebieni z zaciskami tulejowymi, ponieważ często powodują one przeciekanie czynnika grzewczego w miejscach połączeń zaworów. Wynika to z szybkiego zużycia uszczelki. A jej wymiana nie zawsze jest możliwa.

Kolektory stosuje się w schematach ogrzewania jedno- i dwururowego. W systemach jednorurowych jeden grzebień dostarcza podgrzany czynnik grzewczy i odbiera schłodzony.

Zalecenia dotyczące właściwego wyboru

Główna trudność polega nie tylko na samym montażu kolektora, ale także na właściwym doborze urządzeń.

Przy wyborze modelu grzebienia należy kierować się następującymi parametrami:

1. Maksymalne dopuszczalne ciśnienie dla tego modelu. Określa ono rodzaj materiału, z którego może być wykonany rozdzielacz hydrauliczny.
2. Przepustowość węzła.
3. Dostępność urządzeń pomocniczych.
4. Liczba króćców wylotowych grzebienia. Powinna odpowiadać liczbie obwodów grzewczych.
5. Możliwość dodatkowego podłączania elementów.

Wszystkie parametry eksploatacyjne są podane w dokumentacji produktu.

W celu urządzenia piętrowych niezależnych obiegów grzewczych, wyposażonych w autonomiczne sterowanie, rozdzielacze należy montować na każdym piętrze domu.

Przy wyborze i montażu rozdzielaczy piętrowych należy kierować się parametrami „podsystemu”, który mają obsługiwać.

Dzięki piętrowemu rozmieszczeniu rozdzielaczy, w razie potrzeby można zawsze wyłączyć ogrzewanie zarówno kilku pojedynczych urządzeń, jak i całego piętra.

To znacznie upraszcza konserwację systemu grzewczego i jego naprawę.

Ponieważ blok kolektorowy to droga przyjemność, aby uchronić się przed rozczarowaniem w przypadku szybkiej awarii systemu, przy wyborze modelu warto kierować się produktami sprawdzonych producentów.

Śmiało można ufać takim producentom jak «GREENoneTEC», «Rehau», «Soletrol», «Oventrop» i «Meibes». W każdej serii wiodących europejskich producentów można dobrać kompletny zestaw niezbędnego dodatkowego wyposażenia.

Elementy pomocnicze i armatura do bloku kolektorowego również powinny odpowiadać normom GOST i TU.

Jako dodatkowe urządzenia do podłączenia kolektora mogą być potrzebne: 1 – automatyczny odpowietrznik, 2 – przejściówka, 3 – kątownik, 4 – zawór, 5 – śrubunek, 6 – kolejny kątownik, 7 – przyłącza rur.

Każdy z dodatkowych elementów konstrukcji pełni swoją funkcję:

• automatyczny odpowietrznik – montowany, jeśli blok i grzejniki znajdują się na tym samym piętrze;
• przejściówka – będzie potrzebna przy montażu odpowietrznika, którego średnica wynosi ½ cala, pod warunkiem że gwint kolektora ma ¾ cala.
• kątownik – umożliwi podłączenie rur i skierowanie odpowietrznika do góry.
• zawór – niezbędny do podłączenia do urządzenia rury biegnącej od kotła;
• śrubunek, wyposażony w nakrętkę złączną – umożliwi w razie potrzeby odcięcie dopływu czynnika grzewczego i, po odkręceniu nakrętki złącznej, odłączenie urządzenia.

Jeśli planowane jest podłączenie od kolektora wodne ogrzewanie podłogowe, dodatkowo konieczne będzie zamontowanie zaworu do uzupełniania.

Do zamocowania kolektora do ściany będą również potrzebne opaski, osadzone na plastikowych kołkach. Przy montażu konstrukcji dopuszczalne jest również zastosowanie specjalnych wsporników.

Takie konstrukcje są wygodne, ponieważ górny kolektor jest w nich wysunięty do przodu, dzięki czemu rury węzła nie przeszkadzają w doprowadzeniu przewodu do dolnego kolektora.

Zasady instalacji i podłączania

Najlepiej wybrać i zamontować kolektor już na etapie projektowania i montażu systemu ogrzewania.

Takie pośrednie konstrukcje instaluje się w pomieszczeniach chronionych przed nadmierną wilgocią. Najczęściej przeznacza się na to miejsce w korytarzu, spiżarni lub garderobie.

Blok kolektorowy zaleca się umieszczać w specjalnie do tego przeznaczonej metalowej szafce, wyposażonej w bocznych ściankach w otwory do wyprowadzenia rur.

W sprzedaży dostępne są modele metalowych szafek natynkowych i podtynkowych. Każdy model jest wyposażony w drzwiczki i wytłoczenia po bokach.

W przypadku braku możliwości zamontowania metalowej szafki, postępuje się prościej, mocując urządzenie bezpośrednio do ściany. Niszę pod urządzenie bloku kolektorowego umieszcza się na niewielkiej wysokości względem podłogi.

Ogólnie przyjętej instrukcji montażu kolektorowych schematów rozdzielczych w zasadzie nie ma. Jest jednak kilka podstawowych kwestii, co do których specjaliści doszli do wspólnego mianownika:

1. Obecność naczynia wzbiorczego. Objętość elementu konstrukcyjnego musi stanowić co najmniej 10% całkowitej ilości wody w systemie.
2. Obecność pompy obiegowej dla każdej ułożonej pętli. Co do tego elementu nie wszyscy specjaliści są zgodni. Mimo to, jeśli planuje się wykorzystać kilka niezależnych pętli, dla każdej z nich warto zainstalować oddzielny agregat.

Przed pompą obiegową na przewodzie powrotnym umieszcza się naczynie wzbiorcze. Dzięki temu staje się ono mniej podatne na turbulencje przepływów wody, często występujące w tym miejscu.

Jeśli natomiast stosuje się strzałkę hydrauliczną – zbiornik montuje się przed główną pompą, której głównym zadaniem jest zapewnienie cyrkulacji w małej pętli.

Miejsce umieszczenia pompy obiegowej nie jest krytyczne. Jednak, jak pokazuje praktyka, żywotność urządzenia jest nieco wyższa właśnie na „powrocie”.

Najważniejsze podczas montażu – ustawić wał ściśle poziomo. W przypadku nieprzestrzegania tego warunku pierwszy pęcherzyk nagromadzonego powietrza pozostawi agregat bez chłodzenia i smarowania.

Sam proces montażu i podłączenia systemu kolektorowego został przedstawiony w bloku wideo.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Poradnik wideo dotyczący sekwencyjnego montażu bloku kolektorowego:

Przegląd wideo instalacji i działania modułowego kolektora plastikowego:

Węzeł rozdzielczy do „ogrzewania podłogowego”:

Prawidłowo dobrane i zamontowane rozdzielenie kolektorowe gwarantuje wydajność i niezawodność systemu ogrzewania.

Dzięki niewielkiej liczbie połączeń i trójników ryzyko wycieków w takich konstrukcjach jest zminimalizowane. A możliwość regulacji temperatury nagrzewania każdego grzejnika sprawia, że eksploatacja systemu grzewczego jest szczególnie komfortowa.

Jeśli posiada Pan/Pani niezbędną wiedzę lub ma Pan/Pani doświadczenie w podłączaniu kolektorowego systemu grzewczego, proszę podzielić się nią z naszymi czytelnikami. Można to zrobić, zostawiając komentarz na dole artykułu.