Otevřený topný systém: schémata zapojení a detaily uspořádání

Uzavřený systém vytápění - co to je

Topný systém v rodinném domě má expanzní nádobu. Jedná se o nádrž, která obsahuje určitý objem teplonosné látky. Tato nádrž kompenzuje tepelnou roztažnost v různých provozních režimech. Expanzní nádoby mohou být podle své konstrukce otevřené nebo uzavřené a topné systémy se nazývají otevřené, resp. uzavřené.

Dvoutrubkový uzavřený topný systém

Uzavřený systém vytápění je automatizovaný, pracuje dlouhodobě bez zásahu člověka. Používá se libovolný typ teplonosného média, včetně nemrznoucí směsi a roztoku topné vody, a tlak se udržuje konstantní. Pro instalaci a provoz platí několik výhod:

• Nedochází k přímému kontaktu mezi teplonosným médiem a vzduchem, a proto se v něm nevyskytuje (nebo téměř nevyskytuje) nevázaný kyslík, který je silným oxidačním činidlem. To znamená, že topná tělesa neoxidují, což prodlužuje jejich životnost.
• Uzavřená expanzní nádoba by měla být umístěna kdekoli, obvykle v blízkosti kotle (plynové závěsné kotle se dodávají s expanzní nádobou). Otevřený typ nádrže by měl stát v podkroví, a to je - další trubky, stejně jako opatření pro izolaci, takže teplo není "tok" přes střechu.
• V systému uzavřeného typu je automatické odvzdušnění, takže nedochází k nadýmání.

Obecně uzavřený topný systém je považována za pohodlnější. Jeho hlavní nevýhodou je energetická závislost. Pohyb chladicí kapaliny zajišťuje oběhové čerpadlo (nucený oběh), které nefunguje bez elektrické energie. Přirozenou cirkulaci v uzavřených systémech lze organizovat, ale je to obtížné - je nutné řídit průtok pomocí tloušťky potrubí. Jedná se o složitý výpočet, a proto se často předpokládá, že uzavřený topný systém funguje pouze s čerpadlem.

Aby se snížila energetická závislost a zvýšila spolehlivost vytápění, používá se pro nouzové napájení nepřerušitelný zdroj energie s bateriemi a/nebo malými generátory.

Typy distribuce

Horizontální rozvod topení může být v závislosti na jeho konstrukci:

Jednotrubkové .

Připojení jednou trubkou

Jak je patrné z obrázku, v této variantě prochází teplá a studená kapalina stejným potrubím a otopná tělesa jsou vůči sobě zapojena do série.

Cena takové konstrukce je samozřejmě díky úspoře materiálu mnohem nižší, ale jsou zde i některé významné nevýhody:

Voda se ochladí za dobu, než projde celým okruhem, což výrazně snižuje koeficient účinnosti a zvyšuje náklady na vytápění místnosti.

• Mezi teplotami prvního a posledního chladiče v okruhu je znatelný rozdíl. To má negativní vliv na rovnoměrnost rozložení tepla.
• Obtížně se upravuje vlastníma rukama. Každá změna v provozu jednoho chladiče ovlivní provoz všech ostatních.

Nastavení topného tělesa

Opravy nejsou snadné, protože i ty nejmenší opravy vyžadují odpojení celého systému.

Dvoutrubkový systém

Schéma dvoutrubkového připojení

Oproti předchozí verzi má mnoho výhod a naplno využívá potenciál horizontálního uspořádání:

• Kapalina protékající radiátory nemá čas se ochladit, protože přívod teplonosné látky probíhá v jednom potrubí a odvod ochlazené vody v druhém.
• Radiátory jsou vytápěny paralelně, což umožňuje dosáhnout stejné teploty, a tím i lepšího mikroklimatu v domě.
• Možnost regulace teplotního režimu. To umožňuje hospodárnější využití topného systému snížením jeho výkonu v době, kdy se venku otepluje.

Dvoutrubkový sálavý

Dvoutrubkové radiální připojení

Jedná se také o rozdělovací připojení, protože umožňuje instalaci rozdělovače v každém bytě, který rozvádí průtok topného média do každého radiátoru zvlášť.

Příklad rozdělovače pro horizontální topný systém

Takové rozdělení trubek má několik nevýhod:

• Velké množství materiálu, které výrazně zvyšuje náklady na systém.
• Potřeba oběhových čerpadel.

Díky velkému množství výhod je však nejprogresivnější a nejžádanější:

• Výkon každého radiátoru je možné nastavit individuálně. To poskytuje jedinečné možnosti regulace klimatu v domě.
• Každý okruh je samostatný, soběstačný systém. Mohou být vybaveny přídavnými zařízeními a v případě potřeby opravy nemusíte vypínat celé topení, stačí vypnout požadovaný radiátor.
• Vzduchové otvory u chladičů nejsou nutné, jsou již na rozdělovači.

Příklad měřiče tepla

Jednotrubkový topný systém

Od topného kotle je nutné vést hlavní vedení, které představuje odbočku. Po této operaci bude obsahovat potřebný počet chladičů nebo baterií. Vedení, instalované podle projektu budovy, se připojuje ke kotli. Při této metodě cirkuluje teplonosná látka uvnitř potrubí a vytápí celou budovu. Cirkulace teplé vody se nastavuje individuálně.

Je plánován uzavřený okruh vytápění Leningradky. V tomto procesu se instaluje jednotrubkový systém podle současného návrhu soukromých domů. Prvky se přidávají na žádost vlastníka:

• Regulátory chladiče.
• Regulátory teploty.
• Vyvažovací ventily.
• Kulové kohouty.

Reguluje vytápění některých radiátorů.

Radiální distribuční systém: vlastnosti

Pokud má budova několik podlaží nebo velký počet místností, je sálavý rozvod topného systému obzvláště vhodný. Tím je možné výrazně zvýšit účinnost všech zařízení, zaručit kvalitní přenos tepla a vyloučit zbytečné tepelné ztráty.

Jedna z variant uspořádání sběrného schématu potrubí

Princip fungování rozdělovacího topného systému je poměrně jednoduchý, ale zároveň má i některé zvláštní vlastnosti. Například sálavý topný systém zahrnuje instalaci několika kolektorů v každém patře budovy a z těchto kolektorů, organizaci rozvodů potrubí a přímý a zpětný tok topného média. Pokyny pro takové rozvodné schéma zpravidla zahrnují instalaci všech prvků do cementového potěru.

Prvky systému topných trubek

Moderní sálavé vytápění je celá konstrukce, která se skládá z několika základních prvků:

Kotel. Výchozí bod, jednotka, ze které je topné médium přiváděno do potrubí a radiátorů. Výkon spotřebiče musí nutně odpovídat množství tepla, které topný systém spotřebuje;

Sběrač pro topný okruh

Při výběru oběhového čerpadla pro uspořádání rozdělovače (rovněž vyžadované návodem) je třeba vzít v úvahu řadu parametrů, od výšky a délky potrubí (tyto prvky vytvářejí hydraulický odpor) až po materiály chladiče.

Výkon čerpadla není hlavním parametrem (určuje pouze množství spotřebované energie) - pozornost je třeba věnovat rychlosti čerpání kapaliny. Tento parametr udává, jaké množství teplonosné kapaliny bude oběhové čerpadlo schopno převést za danou časovou jednotku;

Instalace plastových trubek v rozdělovacím topném systému

Kolektory pro tyto systémy mohou být navíc vybaveny různými termostatickými nebo uzavíracími a regulačními prvky, díky nimž lze zajistit určitý průtok topného média v každé větvi systému (paprsku). Volitelná instalace automatických odlučovačů vzduchu a teploměrů navíc umožňuje efektivnější a úspornější provoz systému.

Jedna z možností instalace plastových trubek do rozdělovacího systému

Výběr konkrétního typu kolektoru (na domácím trhu je jich celá řada) se řídí počtem připojovaných radiátorů nebo topných okruhů. Všechny rozdělovače jsou také k dispozici v široké škále materiálů - z plastu, oceli nebo mosazi;

Panely. Radiální rozvod topného systému vyžaduje, aby všechny prvky (rozdělovač, potrubí, uzavírací ventily) byly ukryty ve speciálních rozdělovacích skříních. Tyto konstrukce jsou poměrně jednoduché, ale zároveň funkční a praktické. Mohou být vnější nebo zabudované do stěn.

Výběr přívodního a zpětného potrubí

Před zahájením jakýchkoli prací na topném systému je důležité zjistit základní parametry potrubí. Na úvod je třeba poznamenat, že výstupy na kotli, přívodní síť a vstup na rozdělovači musí mít stejné rozměry.

Průměry potrubí se volí podle těchto vlastností a v případě potřeby se používají speciální adaptéry.

Odběr teplonosné látky ze zásobníku a její rozvod v potrubním systému

Možné materiály pro přívodní a odvodní potrubí se mohou lišit, ale nejlepší volbou jsou plastové výrobky. Jde především o jejich praktičnost, snadnou instalaci a dostupnost.

Kde se používá?

Je logické předpokládat, že horizontální schéma rozvodu tepelných okruhů je vhodnější pro soukromé domy s individuálním vytápěním. V praxi se však toto rozdělení úspěšně používá pro služby bytových domů. Každý byt dostává vlastní větev rozvodu tepla s vlastním měřením, ale nepředpokládá se žádná regulace bez speciální propojky.

Pro použití těchto systémů výhradně v soukromém strojírenství však hovoří i další argument - prémiovost materiálů. Zatímco vertikální systémy jsou obvykle založeny na kovových trubkách, horizontální systémy se instalují do polymerních materiálů s tepelně odolným povlakem. Je zřejmé, že zesíťovaný polyethylen PEX výrazně zvyšuje i náklady na technickou realizaci takového systému. Trvanlivost a spolehlivost tohoto materiálu však umožňuje použití horizontálních topných systémů v bytových domech nižší třídy. Snižují se náklady na instalaci i údržbu. Zatímco například svařování kovových trubek ve svislých stoupačkách vyžaduje vysoce kvalifikovaného svářeče, plastové trubkové okruhy může sestavit i domácí technik. Díky pevným spojům je montáž konstrukce snadná a pouze v extrémních případech se zesíťovaný propylen svařuje pomocí speciálních pájecích stanic na spojích.

Jednotrubkové rozvody

V tomto systému je několik zdrojů tepla, kterými prochází topné potrubí. Teplonosná látka je vedena tímto systémem a předává teplo spotřebičům ve vymezených oblastech okruhu. Jednotrubkové horizontální vytápění v bytovém domě má dobrou účinnost a je relativně levné.

Výhody takového systému jsou následující:

• Minimální náklady;
• Snadná instalace;
• Odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost;
• Možnost kompletního vytápění budovy libovolné velikosti.

Existují i nevýhody:

• Možnost nastavení teploty na každé jednotlivé jednotce je omezená;
• Slabá odolnost proti mechanickému poškození.

Rozdíl mezi fungováním uzavřeného a otevřeného obvodu je následující:

• Rozpínání kapaliny, ke kterému dochází v důsledku ohřevu v kotli, je kompenzováno v membránové expanzní nádobě. Jakmile se kapalina, která vstoupila do nádrže, ochladí, vrátí se zpět do systému. Tímto způsobem se v systému udržuje konstantní tlak.
• Požadovaný tlak se vytváří již ve fázi instalace topného okruhu.
• Kapalina cirkuluje pouze pomocí čerpadla. V důsledku toho je uzavřený okruh zcela závislý na dostupnosti elektřiny (pokud není připojen nezávislý generátor).
• Oběhové čerpadlo nemá přísná omezení na průměr použitých trubek. Potrubí navíc nemusí být skloněné. Hlavním předpokladem je umístění čerpadla na "zpátečce", aby do něj mohla proudit chladicí kapalina.
• Nedostatek spádu v potrubí může být škodlivý. I při malém sklonu bude systém fungovat bez elektřiny. Při horizontálním uspořádání potrubí tento systém nefunguje. Tato nevýhoda uzavřeného okruhu převažuje nad jeho vysokou účinností a dalšími výhodami.
• Instalace je jednoduchá a lze ji použít ve všech místnostech bez ohledu na jejich velikost. Kromě toho není třeba izolovat rozvody, protože potrubí se velmi rychle zahřívá.
• U uzavřeného systému je možné použít jako teplonosné médium místo vody nemrznoucí směs. Díky své těsnosti je tento systém méně náchylný ke korozi.

• Přestože je systém utěsněn vůči okolí, může být jeho těsnost narušena. K tomu může dojít na spojích v obvodu nebo během fáze plnění. Obzvláště důležité jsou také ohyby potrubí a vysoké body. Aby se síť zbavila vzduchových kapes, měla by být vybavena speciálními ventily a Meyvského kohouty. Ve schématu hliníkových ohřívačů jsou povinné rozdělovače vzduchu (při styku hliníku a teplonosné látky se přiděluje kyslík).

• Chladicí kapalina musí proudit stejným směrem jako vzduch. Tedy odspodu nahoru.
• Po zapnutí systému otevřete odvzdušňovací ventil a zavřete ventil pro vypouštění vody.
• Jakmile z odvzdušňovacího ventilu vytéká voda, zavřete jej.
• Oběhové čerpadlo spusťte až po provedení výše uvedených úkonů.

Jak to funguje

Princip fungování

Schéma takového topného systému je poměrně jednoduché. Základem všeho je jakýkoli kotel. Ohřívá topné médium přiváděné potrubím z kotle. Proč se mu říká systém s jednou trubkou? Protože z kotle a do něj vede jediná trubka po celém obvodu. Radiátory jsou namontovány na držácích na správných místech a připojeny k potrubí. Teplonosná látka (nejčastěji voda) se pohybuje z kotle a plní první radiátor v uzlu, pak druhý atd. Na konci se voda vrátí do výchozího bodu a cyklus se opakuje. Proces cirkulace probíhá nepřetržitě.

Je třeba poznamenat, že po sestavení takového schématu se může vyskytnout jedna obtíž. Protože rychlost pohybu topného média může být nízká, může docházet k teplotním ztrátám. Proč? Pokud hovoříme o dvoutrubkovém systému, princip jeho fungování je následující: jednou trubkou voda do baterie vstupuje, druhou z ní odchází. V tomto případě prochází jeho pohyb všemi radiátory najednou a nedochází ke ztrátám tepla.

V jednotrubkovém systému však teplonosné médium vstupuje do všech radiátorů postupně a při průchodu jimi ztrácí teplotu. Například pokud mělo médium při výstupu z kotle teplotu 60˚C, může po průchodu všemi trubkami a radiátory klesnout na 50˚C. Co v takovém případě dělat? K překonání těchto výkyvů můžete zvýšit tepelnou kapacitu baterií na konci řetězce zvýšením jejich tepelného výkonu nebo zvýšit teplotu v samotném kotli. To vše však povede k dodatečným nákladům, které jsou nerentabilní a prodražují náklady na vytápění.

Abyste se tohoto problému zbavili bez vysokých nákladů, je nutné zvýšit rychlost pohybu teplonosné látky potrubím. Existují 2 způsoby, jak to udělat:

Existují dva způsoby instalace čerpadla do topného systému

Nainstalujte oběhové čerpadlo. Tímto způsobem je možné výrazně zvýšit rychlost vody v systému. Tímto způsobem se výrazně sníží tepelné ztráty na výstupu. Maximální ztráta může být několik stupňů. Tato čerpadla jsou poháněna elektřinou. Je třeba poznamenat, že pro venkovské domy, kde dochází k častému přerušení dodávky elektřiny, není tento způsob ideální.

Instalace hlavice přímo za kotel

Nainstalujte sběrné potrubí. Jedná se o vysoké přímé potrubí, díky němuž voda, která jím protéká, získává větší rychlost. Teplonosná látka v systému s přirozenou cirkulací pak rychleji obíhá celý kruh, což řeší i problém tepelných ztrát. Tuto metodu je vhodné použít zejména ve vícepodlažním domě, protože v jednopodlažním domě s nízkými stropy je tato operace neúčinná. Aby sběrač správně fungoval, měl by být vyšší než 2,2 metru. Je třeba vědět, že čím vyšší je rozdělovač, tím rychlejší, účinnější a tišší je pohyb v potrubí.

V takovém systému musí být expanzní nádoba, kterou je nejlépe instalovat v nejvyšším bodě. Působí jako stabilizátor, který řídí zvětšování objemu topného média. Jak to funguje? Objem vody se při zahřívání zvětšuje. Tento přebytek jde do nádrže, čímž se zabrání přetlaku. Při poklesu teploty se objem sníží a proudí z expanzní nádoby zpět do topné sítě.

To je celý princip jednotrubkového topného systému. Jedná se o uzavřený okruh, který zahrnuje kotel, hlavní potrubí, radiátory, expanzní nádobu a prvky, které zajišťují cirkulaci vody. Rozlišuje se nucený oběh, kdy veškerou práci vykonává čerpadlo, a přirozený oběh, kdy je instalován rozdělovač. Rozdíl v tomto provedení spočívá v tom, že nemá zpětné potrubí, které by vracelo vodu do kotle. Druhá polovina takového distribučního systému se nazývá návrat.

Základní prvky systému ohřevu vody

Mezi základní prvky systému ohřevu vody patří:

• topný kotel;
• zařízení přivádějící vzduch do spalovací komory;
• zařízení odpovědné za odstraňování zplodin hoření;
• Čerpadlové jednotky, které zajišťují cirkulaci topného média v topném okruhu;
• Potrubí a armatury (tvarovky, uzavírací ventily atd.);
• radiátory (litinové, ocelové, hliníkové atd.).

Výběr kotle podle počtu okruhů

Pro vytápění chaty je možné zvolit jednookruhový nebo dvouokruhový kotel. Jaký je rozdíl mezi těmito modely kotlů? Jednookruhový kotel je určen pouze k ohřevu topného média určeného k cirkulaci v topném systému. Jednookruhové modely jsou připojeny k nepřímo ohřívaným kotlům, které objekt zásobují technickou teplou vodou. Dvouokruhové modely umožňují provoz jednotky ve dvou směrech, které se vzájemně nepřekrývají. Jeden okruh je zodpovědný pouze za vytápění, druhý za dodávku teplé vody.

Výběr kotle podle typu paliva

Nejhospodárnějším a nejvhodnějším palivem pro moderní kotle vždy byl a zůstává plyn. Účinnost plynových kotlů je nesporná, protože jejich účinnost je 95 % a u některých modelů přesahuje 100 %. Mluvíme o kondenzačních jednotkách, které jsou schopny "vytáhnout" teplo z produktů spalování, které u jiných modelů odlétá jednoduše "do potrubí".

Vytápění venkovské chalupy nástěnným plynovým kotlem je jedním z oblíbených způsobů vytápění obytných prostor v plynofikovaných oblastech.

Ne všechny oblasti jsou však plynofikovány, a proto jsou velmi oblíbená kotlová zařízení na tuhá a kapalná paliva i na elektřinu. Vytápění chaty elektrickými kotli je ještě pohodlnější a bezpečnější než vytápění plynem, pokud je v regionu stabilní elektrická síť. Mnoho majitelů odrazují náklady na elektřinu a také omezení sazby dodávky na nemovitost. Požadavek na připojení elektrokotle k třífázové síti s napětím 380 V také není každému po chuti a není pro něj cenově dostupný. Využití alternativních zdrojů energie (větrné turbíny, solární panely atd.) může učinit elektrické vytápění chat ekonomičtějším.

V chatách postavených v odlehlých oblastech, odříznutých od rozvodů plynu a elektřiny, se instalují kotle na kapalná paliva. Jako palivo se v těchto jednotkách používá motorová nafta (diesel) nebo použitý olej, pokud je k dispozici zdroj jeho stálého doplňování. Velmi rozšířené jsou kotle na tuhá paliva na uhlí, dřevo, rašelinové brikety, pelety apod.

Vytápění venkovské chalupy kotlem na tuhá paliva na pelety - granulované dřevěné pelety válcovitého tvaru a určité velikosti

Výběr kotle podle výkonu

Po určení typu kotle podle kritéria paliva se provede správná volba kotle potřebného výkonu. Čím vyšší je tento parametr, tím dražší je model, a proto je nutné, aby se výkon zařízení, které má být zakoupeno pro konkrétní chalupu, špatně odhadl. Není možné jít cestou: čím méně, tím lépe. V takovém případě totiž zařízení plně nezvládne úkol vytápět celý prostor chaty na příjemnou teplotu.

Schémata vytápění chat - potrubí

Schéma vytápění chaty geotermálním systémem

Každý projekt vytápění začíná výběrem uspořádání potrubí. Od toho se odvíjí rychlost zahřátí radiátorů, možnost údržby systému a možnost jeho rozšíření pro vytápění dalších místností nebo obytných budov.

Jednotrubkový systém v domku

Jednotrubkový okruh

Instalace jednotrubkového systému je jedním z nejjednodušších způsobů vytápění chaty na klíč. Jeho konstrukční princip spočívá v instalaci pouze jednoho hlavního vedení, ke kterému jsou radiátory připojeny sériově.

K vytápění chaty je zapotřebí výkonných plynových kotlů, protože při průtoku teplé vody radiátory dochází k výraznému poklesu její teploty. Systém s jednou trubkou se vyznačuje snadnou instalací a nízkými náklady na materiál. V současné době se však tento systém vytápění chat prakticky nepoužívá z následujících důvodů:

• Problémy s hydraulickými a tepelnými výpočty. Je obtížné předpovědět možný tlak v systému vytápění chaty, protože vlastnosti topného média se při ochlazování mění;
• Je obtížné regulovat stupeň ohřevu radiátorů. Omezení průtoku chladicí kapaliny do jednoho z nich změní tepelný provoz celého systému;
• Omezený počet připojitelných baterií.

Dvoutrubkové schéma vytápění chaty

Dvoutrubkový topný systém

Pro zlepšení výkonnostních parametrů se doporučuje instalace dvoutrubkového vytápění chaty. Od výše uvedeného se liší přítomností dalšího zadního potrubí. Radiátory jsou zapojeny paralelně.

Pokud má být chata vytápěna plynem - je třeba dbát na snížení spotřeby. Toho lze dosáhnout několika způsoby. Nejoptimálnější je však instalace dvoutrubkového vytápění chaty. Pro navrhovat a vybírat si vlastní materiály Při instalaci podle tohoto schématu je třeba vzít v úvahu následující body:

• Je nezbytné vypočítat průměr potrubí, aby se minimalizovaly hydraulické ztráty a zabránilo se poklesu tlaku v systému vytápění chaty;
• Spotřeba materiálu se ve srovnání s jednotrubkovým systémem minimálně zdvojnásobí. To ovlivní celkový rozpočet na vytvoření projektu vytápění chaty;
• Povinná instalace termostatů na radiátory. S jejich pomocí je možné měnit ohřev zařízení, aniž by byly ovlivněny celkové parametry systému.

Toto schéma vytápění chaty se vyznačuje flexibilitou konstrukce. V případě potřeby je možné instalovat další stoupačky (vodorovné nebo svislé) pro připojení nových radiátorů nebo přívodu tepla do jiné místnosti nebo budovy.

Vytápění sběrných domů

Kolektorové vytápění chaty

Jak provést správné vytápění v chatě, pokud je její plocha rovna nebo přesahuje 200 metrů čtverečních. Ani dvoutrubkový systém by v tomto případě nebyl proveditelný. Nejlepším způsobem, jak tento problém vyřešit, je použít rozdělovací systém.

V současné době se jedná o jeden z nejsložitějších způsobů vytápění chaty vlastníma rukama. Pro rovnoměrnou distribuci chladicí kapaliny na velké ploše budovy se používá schéma distribuce s více paprsky. Hned za kotlem jsou hlavní a vratný sběrač, ke kterým je připojeno několik nezávislých vedení. Na rozdíl od dvoutrubkové otopné soustavy v domku umožňuje kolektorový systém regulovat provoz vytápění pro každý jednotlivý okruh. K tomuto účelu jsou instalovány regulační přístroje - termostatické regulátory a průtokoměry.

Mezi vlastnosti kolektorového vytápění chalupy, vyrobené rukama, patří:

• Rovnoměrné rozložení tepla ve všech okruzích bez ohledu na jejich vzdálenost;
• Lze použít malé průměry trubek do 20 mm. To je způsobeno krátkou délkou jednotlivých součástí systému;
• Zvýšená spotřeba potrubí. Aby bylo možné správně provést vytápění kolektoru v chatě - je nutné předem vytvořit schéma instalace potrubí. Lze je namontovat na stěnu nebo do podlahy;
• Povinná instalace čerpadla pro každý okruh. Důvodem je vysoký hydraulický odpor, který se vyskytuje v rozdělovači. Může bránit cirkulaci topného média.

Při výběru hotového nebo vlastního projektu vytápění domu je třeba vzít v úvahu tepelné ztráty budovy. Na nich závisí vypočtená kapacita celého systému.