Je sálavý topný systém vhodný pro vytápění jednopodlažního domu?

Popis systému

Existuje mnoho názorů na původ názvu topného systému Leningradka. Někteří se domnívají, že tento systém poprvé použily leningradské stavební organizace. Vzhledem ke snadné instalaci však mohl být použit v kterékoli oblasti. Jiní tvrdí, že v tomto městě byly vypracovány technické předpisy pro tento systém, které se následně začaly používat v celé zemi. V každém případě byl v době masové výstavby barákových domů a sociálních budov systém Leningradka velmi populární. Důvodem byla nízká cena systému a snadná instalace.

Topný systém Leningradka v soukromém domě je smyčkový systém, na kterém jsou výměníky tepla instalovány v sérii. Horká voda tak proudí z kotle nebo přívodu ústředního topení a prochází všemi radiátory. Jak se však teplonosné médium ochlazuje směrem od kotle, první radiátory se zahřívají více než ty na konci potrubí. Zejména poslední radiátory jsou ochuzeny o tepelnou energii.

V těchto soustavách může teplonosné médium proudit přirozeně nebo pomocí čerpadla, přičemž umístění otopných těles není příliš ovlivněno.

Jednotrubkový topný systém Leningradka s přirozenou cirkulací je nejlepší volbou pro jednopodlažní budovy, kde jsou radiátory umístěny v jedné úrovni. Kromě toho topný systém Leningradka zahrnuje průchod hlavního potrubí, které uzavírá topný okruh, poměrně blízko podlahy. Díky tomu je možné jej co nejvíce skrýt pod podlahovou krytinu.

Pokud topný systém je navržen podle systémového schématu. Vytápění Leningradka ve vícepodlažních budovách vyžaduje instalaci dalšího oběhového čerpadla, protože je téměř nemožné zvýšit topné médium do větší výšky přirozenou cestou. V takovém případě by bylo nutné instalovat kotel o velkém výkonu a přesně vypočítat vertikální a horizontální úseky systému. Tato možnost by však ohrozila ekonomické fungování systému. Jinými slovy, instalace oběhového čerpadla vám sice přinese dodatečné náklady, ale ušetří vám spoustu starostí.

Vodorovné potrubí s jednou trubkou

Nejjednodušší varianta nejjednodušší varianta vodorovné jednotrubkové soustavy Základním principem je připojení chladiče ve spodní části.

Instalace jednotrubkového systému může být nejlevnějším a nejekonomičtějším způsobem pokládky podlahového vytápění v rodinném domě. Je stejně vhodný pro jednopodlažní i dvoupodlažní domy. V případě jednopodlažního domu to vypadá velmi jednoduše - radiátory jsou zapojeny do série - aby byl zajištěn stálý průtok teplonosné látky. Za posledním chladičem se chladicí kapalina vrací jednodílným vratným potrubím do kotle.

Výhody a nevýhody obvodu

Nejprve se podíváme na hlavní výhody tohoto systému:

• snadná implementace;
• vynikající volba pro malé domy;
• úspora materiálu.

Jednotrubkové horizontální topné schéma je vynikající volbou pro malé místnosti s minimálním počtem místností.

Schéma je opravdu velmi jednoduché a přehledné, takže jeho implementaci zvládne i začátečník. Nabízí možnost sériové instalace všech otopných těles. Toto je ideální schéma zapojení pro malý soukromý dům. Pokud máte například dům s jednou nebo dvěma ložnicemi, nemá smysl vytvářet složitější dvoutrubkový systém.

Při pohledu na fotografii tohoto schématu vidíme, že zpětná trubka je jednodílná a neprochází radiátory. Je proto úspornější z hlediska spotřeby materiálu. Pokud nemáte peníze navíc, je pro vás tato elektroinstalace nejlepší - ušetří peníze a zajistí teplo v domě.

Pokud jde o nevýhody, je jich jen málo. Hlavní nevýhodou je, že poslední radiátor v domě bude chladnější než první. Důvodem je postupný průchod chladicí kapaliny bateriemi, při kterém se akumulované teplo uvolňuje do atmosféry. Další nevýhodou horizontálního jednotrubkového systému je, že v případě poruchy jednoho radiátoru je nutné odstavit celý systém najednou.

Navzdory určitým nevýhodám se tento způsob vytápění stále používá v mnoha malých soukromých domech.

Horizontální instalace systému s jedním potrubím

Při vytváření systému ohřevu vody v rodinném domě vlastníma rukama je nejjednodušší horizontální jednotrubkový systém. Při instalaci je nutné otopná tělesa nainstalovat a následně propojit pomocí úseků potrubí. Po připojení posledního radiátoru je třeba systém obrátit - nejlépe tak, aby výtlačné potrubí vedlo podél protější stěny.

V dvoupodlažních domech lze použít také jednotrubkový horizontální topný systém - jednotlivá podlaží jsou připojena paralelně.

Čím větší je váš dům, tím více má oken a tím více je v něm radiátorů. V důsledku toho se zvyšují tepelné ztráty, takže v posledních místnostech je znatelně chladněji. Pokles teploty můžete kompenzovat zvýšením počtu sekcí na posledních radiátorech. Nejlepší je však instalovat systém s obtoky nebo s nuceným oběhem - o tom si povíme o něco později.

Podobné schéma vytápění lze použít i pro vytápění dvoupodlažních domů. Za tímto účelem jsou vytvořeny dva řetězce radiátorů (v prvním a druhém patře), které jsou vzájemně paralelně propojeny. V tomto připojení radiátorů je jedna zpětná trubka, která začíná u posledního radiátoru v přízemí. Tam je také připojeno zpětné potrubí z prvního patra.

Automatické líčení

U topného systému s uzavřeným topným okruhem je nejlepší provést automatické doplňování. I přes vysoké náklady je použití takového zařízení ekonomicky opodstatněné. Kotle na tuhá paliva, které se používají v uzavřených topných systémech, mají vysoký výkon. Pokles hladiny chladicí kapaliny může vést ke kritickému přehřátí výměníku tepla, topeniště i samotného kotle. V tomto případě může intenzivní pohyb chladicí kapaliny okruhem vést k rychlému snížení množství chladicí kapaliny. Absence bezpečnostního zařízení přímo na kotli neumožňuje účinnou kontrolu množství vody v potrubí a radiátorech.

Existují různé typy automatických líčidel zařízení a uzavírací ventily. Nejvhodnější je zakoupit specializované zařízení - redukci make-upu. Spojuje všechny potřebné funkční prvky v jednom tělese:

• Zpětný ventil;
• Bezpečnostní filtr;
• Tlakoměr se šoupátkem;
• Zařízení pro regulaci tlaku.

Na krytu reduktoru tlaku je šroub, kterým se ovládá pracovní tlak zařízení. Doporučuje se nastavit jej na dva bary - optimální tlak v autonomním uzavřeném topném systému.

Samostatný systém automatického doplňování je jedním z technicky nejsložitějších a nejnákladnějších. Je to ekonomicky odůvodněné pro údržbu velkých topných systémů pro několik chat s kotli na tuhá paliva. Takový systém se nejčastěji používá pro komerční účely a instaluje se v turistických lokalitách, lyžařských střediscích a rekreačních centrech, která jsou vzdálená od centralizované infrastruktury. Skládá se z následujících prvků:

• Nádrž na vodu o objemu 50-100 litrů;
• Ponorné čerpadlo;
• regulátor tlaku;
• Sací hadice;
• Odvzdušňovací ventil;
• Snímač hladiny vody;
• Připojení předfiltru;
• Snímač hladiny kapaliny.

Pokud teplonosnou látkou není voda, ale roztoky glykolu, je systém doplněn směšovacím zařízením, aby se zabránilo rozdělení teplonosné látky na frakce o různé hustotě.

Princip činnosti automatického systému doplňování tepla pro velké topné jednotky je následující:

1. Topné médium se do nádrže přivádí přes filtrační přípojku. Tím se zabrání vniknutí nečistot do topného potrubí;
2. K plnění topného systému se používá objemové čerpadlo s omezeným výkonem. Tím je zajištěno, že potrubí a topné zařízení jsou při prvním spuštění rovnoměrně naplněny tepelnou kapalinou;
3. Po dosažení nastaveného tlaku relé vypne čerpadlo a zastaví přívod topného média. Relé automaticky zapne čerpadlo, když se sníží provozní tlak;
4. Signál ze snímače hladiny kapaliny umístěného v nádrži je připojen ke světelné závoře v rozpojeném obvodu;
5. Ve víku nádrže je instalován vzduchový ventil, který vyrovnává tlak při odběru topného média;
6. Všechna řídicí zařízení závislá na napájení, připojená přes jednotku nepřerušitelného napájení, zajistí stálou regulaci tlaku topného média v topném systému.

Nejjednodušší situace u plynových kotlů, které se používají v autonomní systémy vytápění v bytech. Téměř všechny moderní modely, zejména dvouokruhové plynové kotle, mají již zabudovaný redukční ventil. Je připojen k přívodu teplé vody. Při poklesu tlaku automaticky přidá topné médium do potrubí. Instalatér nemusí provádět žádná zvláštní nastavení ani další připojení. Všechny potřebné řídicí a monitorovací prvky jsou již součástí standardní výbavy.

Přečtěte si také:

Konstrukce a princip kapaliny pro přenos tepla

Systém se nazývá jednotrubkový, protože ohřátá voda proudí do radiátorů a z nich přes jediný kolektor. Potrubí je společné pro všechny radiátory připojené k hlavní větvi. To znamená, že vstup a výstup každého topného tělesa je připojen ke stejnému potrubí, jak je znázorněno na příkladu topného okruhu jednopodlažní budovy.

Klasická varianta uzavřeného okruhu s nuceným průtokem topného média připojeného k plynovému kotli.

Jak funguje jednotrubkový radiátorový topný systém:

1. Ohřátá chladicí kapalina přicházející z kotle se dostává do prvního radiátoru a je rozdělena odbočkou na dva nestejné průtoky. Většina vody pokračuje přímo v rozvodné síti, menší část (přibližně 1/3) teče do chladiče.
2. Po předání tepla stěnám radiátoru a ochlazení o 10-15 °C (v závislosti na výkonu a skutečné účinnosti radiátoru) se malý proud vrací výstupním potrubím zpět do hlavního kolektoru.
3. Smícháním s hlavním proudem se teplota chlazené chladicí kapaliny sníží o 0,5 až 1,5 stupně. Smíchaná voda se přivádí do dalšího radiátoru, kde se opakuje cyklus výměny tepla a chlazení hlavního proudu.
4. Každý další radiátor tak dostává chladnější vodu. Na konci se ochlazená voda vrací stejným hlavním tokem zpět do kotle.

Barva a velikost šipek na obrázku označuje teplotu a množství vody. Nejprve se proudy oddělí, pak se smísí a ochladí o několik stupňů.

Čím nižší je teplota cirkulační vody, tím méně tepla se dodává do posledních topných těles. Problém se řeší třemi způsoby:

• Na konci sítě jsou instalovány baterie se zvýšenou kapacitou - zvyšuje se počet sekcí nebo se zvětšuje plocha ocelových panelových radiátorů;
• Zvětšením průměru potrubí a výkonu čerpadla se zvýší průtok hlavním sběračem;
• kombinace obou předchozích možností.

Připojení otopných těles k jednomu rozvodu je hlavním rozdílem mezi jednotrubkovým rozvodem a jinými dvoutrubkovými systémy, kde je přívod a zpátečka topného média organizována ve dvou samostatných větvích.

Jak vypočítat průměr potrubí

Při instalaci jednotrubkového nebo rozdělovacího systému ve venkovském domě do 200 m² nemusíte provádět žádné výpočty. V doporučeních zohledněte průřez rozvodných a přívodních potrubí:

• Pro přívod teplonosné látky do radiátorů v budově o rozloze 100 m2 a méně postačí potrubí Du15 (vnější rozměr 20 mm);
• Připojení potrubí Du10 k radiátorům (vnější průměr 15-16 mm);
• ve dvoupodlažním domě o rozloze 200 metrů čtverečních je stoupací potrubí DN20-25;
• Pokud je počet radiátorů na podlaze vyšší než 5, rozdělte systém na několik větví, které vycházejí ze stoupačky Ø32 mm.

Gravitační a smyčkový systém je navržen podle technického výpočtu. Pokud chcete průřez potrubí určit sami, vypočítejte nejprve topné zatížení každé místnosti s ohledem na větrání a poté podle vzorce zjistěte potřebný průtok topného média:

• G - hmotnostní průtok ohřáté vody v úseku potrubí, který zásobuje otopná tělesa určité místnosti (nebo skupiny místností), kg/h;
• Q - množství tepla potřebné k vytápění dané místnosti, W
• Δt - vypočtený rozdíl teplot mezi přívodem a zpátečkou, berte 20ºC.

Příklad. K vytápění prvního patra na teplotu +21 °C je zapotřebí 6000 W tepelné energie. Topný proud procházející podlahou musí přivést 0,86 x 6000 / 20 = 258 kg/h teplé vody z kotle.

Při znalosti hodinové spotřeby topného média není obtížné vypočítat průřez přívodního potrubí podle vzorce:

• S - plocha požadovaného průřezu potrubí, m²;
• V - objemový průtok horké vody, m³/h;
• ʋ je rychlost proudění chladicí kapaliny, m/s.

Pokračování příkladu. Čerpadlo zajišťuje vypočtený průtok 258 kg/h, rychlost vody je 0,4 m/s. Průřez přívodního potrubí je 0,258 / (3600 x 0,4) = 0,00018 m². Přepočítáme-li plochu průřezu na průměr podle vzorce pro plochu kruhu, dostaneme 0,02 m - trubka Du20 (vnější Ø25 mm).

Všimněte si, že jsme zanedbali rozdíl v hustotě vody při různých teplotách a do vzorce dosadili hodnotu hmotnostního průtoku. Chyba je malá a lze ji při hrubém výpočtu tolerovat.

Schéma zapojení pro radiální rozvod

Trubky se obvykle vkládají do cementové mazaniny. Jeden konec je připojen k příslušnému sběrači, druhý konec vystupuje z podlahy pod příslušným radiátorem. Potěr je zakončen potěrovou podlahou. Při instalaci sálavého vytápění v bytovém domě se svislé vedení instaluje do potrubí. Každé patro má vlastní dvojici kolektorů. V některých případech, pokud je k dispozici dostatečná výška čerpadla a v horním patře je málo spotřebitelů, jsou připojeni přímo ke kolektorům v přízemí.

Schéma sálavého topného systému

Pro účinný boj s ucpáváním jsou na rozdělovači a na konci každého nosníku instalovány vzduchové ventily.

Přípravky

Během předinstalační přípravy se provedou následující přípravy.

• určení umístění radiátorů a dalších spotřebičů tepla (podlahové vytápění, věšáky na ručníky atd.).
• provést výpočet tepla pro každou místnost s ohledem na velikost místnosti, výšku stropu, počet a velikost oken a dveří;
• Vyberte model radiátorů s ohledem na výsledky tepelných výpočtů, typ chladicí kapaliny, tlak v systému, vypočítejte výšku a počet sekcí;
• Vyznačte trasu přímého a zpětného potrubí od kolektoru k otopným tělesům s ohledem na umístění dveří, stavební konstrukci a další prvky.

Existují dva typy směrování:

• pravoúhle kolmé, trubky jsou položeny rovnoběžně se stěnami;
• Trubky jsou volně položeny po nejkratší trase mezi dveřmi a radiátorem.

První typ má krásný, estetický vzhled, ale vyžaduje výrazně vyšší spotřebu trubek. Všechnu tuto krásu zastíní povrchová úprava podlahy a podlahové krytiny. Proto se majitelé častěji rozhodnou pro bezplatné směrování.

Pro trasování potrubí se hodí bezplatný software, který lze použít ke sledování potrubí, určení přesných délek potrubí a poskytnutí seznamu armatur, které je třeba zakoupit.

Instalace systému

Instalace sálavého systému na podklad bude vyžadovat řadu opatření ke snížení ztrát při přenosu tepla a zabránění zamrzání, pokud byla jako teplonosné médium zvolena voda.

Mezi podkladem a hotovou podlahou musí být dostatečná vzdálenost, aby byla zajištěna tepelná izolace.

Pokud je podkladem betonová deska (nebo základová deska), je třeba na ni položit vrstvu tepelně izolačního materiálu.

Pro sálavé vedení se používají kovové plastové nebo polyethylenové trubky s dostatečnou pružností. Radiátory s příkonem do 1500 W se dodávají s trubkami o průměru 16 mm, zatímco u radiátorů s vyšším příkonem se průměr zvyšuje na 20 mm.

Jsou uloženy ve vlnitých pouzdrech, která poskytují dodatečnou tepelnou izolaci a potřebný prostor pro tepelnou deformaci. Každého půldruhého metru připevněte pouzdro k podkladu pomocí stahovacích pásků nebo svorek, aby se zabránilo jeho posunu během provádění cementového potěru.

Poté se položí nejméně 5 cm silná vrstva tepelně izolačního materiálu z husté čedičové vlny, pěnového plastu nebo pěnového polystyrenu. I tato vrstva by měla být k podkladu připevněna hmoždinkami. Nyní můžete vylít potěr. Pokud rozvedete rozvody v prvním patře nebo výše, nemusíte instalovat tepelnou izolaci.

Je důležité si uvědomit, že pod hotovou podlahou nesmí být žádné spáry. Pokud je v prvním patře málo spotřebitelů a výtlak vytvořený oběhovým čerpadlem je dostatečný, často se používá systém s jedním párem rozdělovačů.

Potrubí je vedeno od kolektorů v přízemí ke spotřebičům v prvním patře. Trubky jsou svázány a vedeny ve svislém potrubí do prvního patra, kde jsou ohnuty v pravém úhlu k místům zákazníků.

Pokud je v prvním patře málo odběratelů a výtlak vytvořený oběhovým čerpadlem je dostatečný, často se používá jednopárový systém. Potrubí je vedeno od kolektorů v přízemí ke spotřebičům v prvním patře. Potrubí se svážou a vedou svislým potrubím do prvního patra, kde se ohýbají v pravém úhlu k místům, kde jsou umístěny spotřebiče.

Při ohýbání je důležité dodržet minimální poloměr ohybu pro daný průměr trubky. To lze zjistit na webových stránkách výrobce a pro ohýbání je lepší použít ruční ohýbačku.

Na výstupu svislého potrubí musí být dostatečný prostor pro umístění zaobleného průřezu.

Hlavní konstrukční prvky

Nejdůležitější součástí sálavého rozvodu jsou rozdělovače. Při návrhu sálavého vytápění ve dvoupodlažním (nebo vícepodlažním) domě je třeba v každém podlaží umístit rozdělovací skříň. Rozdělovače a regulační ventily (ruční nebo automatické) jsou instalovány ve skříních, kde jsou snadno přístupné během provozu a pravidelné nebo havarijní údržby.

Malý počet přípojek v porovnání s trojúhelníkovými přípojkami zajišťuje větší hydrodynamickou stabilitu celého topného systému.

Druhou součástí je oběhové čerpadlo, které slouží k vytvoření výšky v systému, aby se ohřívané médium dostalo potrubím do radiátorů a aby se zachytil zpětný tok.

Výběr a instalace oběhového čerpadla

Převažující volbou pro sálavé topné systémy je nižší průtok topné vody do radiátorů. K nucenému oběhu se používá oběhové čerpadlo. Musí být dostatečně výkonný, aby poskytoval dostatečnou výšku, aby se teplonosné médium dostalo i do nejvzdálenějších výměníků tepla, včetně podlahového vytápění.

Nucený oběh urychluje cirkulaci topného média skrz prstence systému. Tím se sníží rozdíl mezi vstupní a výstupní teplotou topného okruhu. Toto zvýšení účinnosti vytápění umožňuje buď snížit výkon kotle, nebo mít větší rezervu pro případ extrémního počasí.

Při výběru jednotky se berou v úvahu dva hlavní parametry, které určují její výkon a počet otáček:

• kapacita, metry krychlové za hodinu;
• hlava v metrech;
• hladina hluku.

Při výběru správného oběhového čerpadla je třeba zohlednit jeho výkon a výtlak.

Pro správný výběr je třeba vzít v úvahu průměr a celkovou délku rozvodů, maximální výškový rozdíl ve vztahu k instalační výšce čerpadla. Pro vodovodní výpočty se používají výběrové tabulky výrobce.

Odborníci doporučují následující pravidla pro montáž čerpadla:

• Spotřebiče s mokrým rotorem musí být instalovány tak, aby hřídel byla ve vodorovné poloze;
• jednotky s integrovaným termostatem musí být namontovány ve vzdálenosti nejméně 70 cm od topného kotle, aby se zabránilo chybnému vypnutí;
• oběhové čerpadlo by mělo být instalováno v systému vratného potrubí, protože jeho teplota je nižší a zařízení vydrží déle;
• moderní tepelná čerpadla lze instalovat i do přívodního potrubí;
• topný okruh musí být vybaven odvzdušňovacím zařízením, které lze nahradit čerpadlem s integrovaným odvzdušňovacím ventilem;
• Zařízení by mělo být instalováno co nejblíže expanzní nádobě;
• Před instalací čerpadla je třeba systém propláchnout, aby se odstranily veškeré mechanické nečistoty.

Pokud je síťové napájení v místě instalace nestabilní, doporučuje se připojit čerpadlo a řídicí systém kotle přes vhodný regulátor napětí. Pokud je napájení často přerušováno, měl by být k dispozici nepřerušitelný zdroj napájení - buď bateriový, nebo samočinný generátor.

Při optimalizaci nákladů na systém je často lákavé obejít se bez oběhového čerpadla. To je v zásadě přijatelné pro malé jednopodlažní budovy. Účinnost vytápění se pak sníží. Pokud se používá přirozená cirkulace, měl by se použít větší průřez potrubí. Kromě toho by expanzní nádoba měla být umístěna v nejvyšším bodě budovy.

Výběr a úloha rozdělovače

Tento důležitý prvek systému rozvádí průtok teplé vody dodávaný kotlem do jednotlivých rozdělovačů. Druhý sběrač shromažďuje kapalinu, která odevzdala své teplo, a vrací ji do výměníku tepla k opětovnému ohřevu. Zpětný ventil může část zpětného toku odvést do hlavního okruhu, pokud je třeba snížit teplotu topného média, aniž by se změnil provozní režim kotle.

Na trhu jsou k dispozici rozdělovače podporující 2 až 18 nosníků. Rozdělovače jsou vybaveny uzavíracími nebo regulačními armaturami nebo automatickými termostatickými ventily. Slouží k nastavení požadované teploty pro každý paprsek.

Funkční princip a typy řízení uzlů

Hlavním úkolem doplňovací stanice je možnost doplnění chybějící části topného média do topného systému za účelem normalizace provozního tlaku.

V současné době existuje několik možností, jak doplnit ztracený objem topného média:

• Ruční ovládání je nejvhodnější pro malé topné systémy, kde je možné regulovat úroveň tlaku přesně podle údajů manometru. V tomto případě je topné médium dodáváno gravitačně nebo pomocí doplňovacího čerpadla.
• Režim automatického doplňování se aktivuje nezávisle, když tlak v systému klesne pod nastavené limity. V tomto případě se uvede do činnosti doplňovací ventil a otevře se průtokový otvor s nuceným průtokem topného média. Po vyrovnání tlaku se ventil uzavře a čerpací zařízení se jako obvykle vypne.

Ačkoli je druhá možnost výhodná, je třeba mít na paměti, že automatické doplňování vyžaduje zapojení dalšího prvku do systému, který vyžaduje elektrické napájení. Pokud je napájení často přerušováno, doporučuje se duplikovat automatické ovládání ruční doplňovací pákou.

Jednoduchý gravitační podavač v manuální variantě provádí obvyklé čerpání vody z vodovodu, dokud přebytečná voda neopustí přepadové potrubí na expanzní nádrži, a výhodou automatického řízení je, že téměř není třeba kontrolovat napájení systému.