Vlastnosti tlakového topného systému

Typy nuceného oběhu topného média

Ve dvoupodlažních domech se kvůli délce vedení systému (více než 30 m) používají systémy vytápění s nuceným oběhem. Tato metoda se provádí pomocí oběhového čerpadla, které čerpá kapalinu z okruhu. Instaluje se na vstupu do ohřívače, kde je teplota topného média nejnižší.

V uzavřeném okruhu je stupeň převýšení, který čerpadlo vytvoří, nezávislý na podlahové ploše a velikosti budovy. Rychlost proudění vody je větší, takže se teplonosné médium při průchodu potrubím příliš neochlazuje. To znamená, že teplo je rovnoměrněji rozloženo v celém systému a generátor tepla se používá úsporněji.

Expanzní nádoba může být umístěna nejen v nejvyšším bodě systému, ale také vedle kotle. Za účelem vylepšení systému přidali konstruktéři do systému přepadový rozdělovač. V případě výpadku proudu a následného zastavení čerpadla bude systém nadále pracovat v konvekčním režimu.

• s jednou trubkou;
• dva;
• rozdělovač.

Každou z nich si můžete nainstalovat sami nebo ji může nainstalovat odborník.

Možnost systému s jedním potrubím

Na přívodu do radiátoru je také instalován uzavírací ventil, který slouží k regulaci teploty v místnosti a je také nezbytný při výměně zařízení. Na horní straně chladiče je nainstalován ventil pro vypouštění vzduchu.

Ventil na chladiči

Pro zvýšení rovnoměrnosti rozvodu tepla jsou otopná tělesa instalována v obtokovém okruhu. Pokud toto uspořádání nepoužijete, budete muset zvolit různé výkony radiátorů v závislosti na ztrátách teplonosného média, tj. čím dále od kotle, tím více sekcí.

Použití uzavíracích ventilů je volitelné, ale bez nich je manévrovatelnost celého topného systému snížena. V případě potřeby není možné odpojit druhé nebo přízemní podlaží od sítě, aby se ušetřilo palivo.

Aby se zabránilo nerovnoměrnému rozvodu topného média, používají se dvoutrubková schémata.

• slepá ulička;
• odbočka;
• rozdělovač.

Možnosti systému downpipe a bypassu

Varianta s obtokem umožňuje snadnou regulaci úrovně tepla, je však nutné zvětšit délku potrubí.

Nejúčinnější je rozdělovací systém, který umožňuje připojit ke každému radiátoru samostatné potrubí. Teplo je dodáváno rovnoměrně. Má to jednu nevýhodu - náklady na zařízení jsou vysoké, protože se zvyšuje množství spotřebního materiálu.

Horizontální schéma ohřevu rozdělovače

Existují také vertikální verze průtoku topného média, které se nacházejí ve spodním a horním rozdělovači. V prvním případě prochází proud topného média podlahami, ve druhém případě stoupací potrubí vede od kotle nahoru do podkroví, kde jsou trubky vedeny k topným tělesům.

Vertikální uspořádání

Dvoupodlažní domy mohou mít rozlohu od několika desítek až po stovky metrů čtverečních. Liší se také uspořádáním pokojů, přístavbami a vyhřívanými verandami a orientací ke světovým stranám. Na základě těchto a mnoha dalších faktorů je třeba rozhodnout, zda bude teplonosné médium cirkulovat přirozeně nebo nuceně.

Jednoduchý okruh topné vody v rodinném domě s topným systémem s přirozenou cirkulací.

Systémy vytápění s přirozenou cirkulací se vyznačují jednoduchostí. Chladicí kapalina se zde pohybuje potrubím samostatně, bez pomoci oběhového čerpadla - vlivem tepla stoupá vzhůru, vstupuje do potrubí, rozvádí se po radiátorech, ochlazuje se a vstupuje do vratného potrubí, aby se vrátila zpět do kotle. To znamená, že chladicí kapalina se pohybuje působením gravitace a řídí se fyzikálními zákony.

Schéma uzavřeného dvoutrubkového topného systému dvoupodlažního domu s nuceným oběhem

• Rovnoměrnější vytápění celého domu;
• Výrazně delší vodorovné úseky (v závislosti na výkonu použitého čerpadla mohou dosáhnout až několika set metrů);
• Efektivnější připojení radiátorů (např. diagonální vzor);
• Možnost instalace dalších armatur a ohybů bez rizika poklesu tlaku pod minimální mez.

V moderních dvoupodlažních domech je proto nejvhodnější používat topné systémy s nuceným oběhem. Je také možné nainstalovat bypass, který vám pomůže zvolit mezi nuceným a přirozeným oběhem, abyste si vybrali tu nejlepší variantu. Vybíráme systémy s nuceným oběhem, protože jsou účinnější.

Nucený oběh má několik nevýhod, například nutnost zakoupit oběhové čerpadlo a zvýšenou hlučnost spojenou s jeho provozem.

Uměle vyvolané oběhové systémy

Otevřená schémata topných systémů s čerpadlem v každém případě předpokládají použití vhodného zařízení. To umožňuje zvýšit rychlost proudění kapaliny a zkrátit dobu potřebnou k vytápění domu. Proud topného média se v tomto případě pohybuje rychlostí přibližně 0,7 m/s, takže přenos tepla je účinnější a všechny části topného systému jsou ohřívány rovnoměrně.

Při instalaci otevřeného topného systému s čerpadlem je třeba vzít v úvahu několik zvláštností:

• Přítomnost integrovaného oběhového čerpadla vyžaduje připojení k napájecímu systému. Doporučuje se, aby bylo čerpadlo instalováno na bypassu pro nepřetržitý provoz v případě výpadku proudu.
• Čerpadlo musí být instalováno na zpětném potrubí před vstupem do kotle, ve vzdálenosti do 1,5 metru od kotle.
• Čerpadlo se instaluje do potrubí s ohledem na směr proudění topného média.

Obecné informace

Nejdůležitější informace

Díky absenci oběhového čerpadla a dalších pohyblivých částí a skutečnosti, že čerpadlo je instalováno v uzavřeném okruhu, kde se přirozeně nevyskytují žádné suspendované částice nebo minerální soli, je životnost tohoto typu topného systému velmi dlouhá. Při použití pozinkovaných nebo plastových trubek a bimetalových radiátorů vydrží nejméně půl století.
Přirozená cirkulace tepla znamená poměrně malý tlakový rozdíl. Potrubí a radiátory nevyhnutelně kladou určitý odpor pohybu topného média. Proto se doporučený poloměr pro zájmový topný systém odhaduje na přibližně 30 metrů. To samozřejmě neznamená, že při poloměru 32 metrů voda zamrzne - tato hranice je spíše arbitrární.
Setrvačnost systému bude poměrně vysoká. Mezi zapálením nebo spuštěním kotle a ustálením teploty ve všech vytápěných místnostech může uplynout několik hodin. Důvody jsou jasné: kotel musí zahřát výměník tepla a teprve poté začne voda cirkulovat, a to poměrně pomalu.
Všechna vodorovná potrubí musí mít sklon ve směru proudění vody. Tím je zajištěno, že chladicí voda proudí volně gravitačně s minimálním odporem.

Stejně důležité - v tomto případě budou všechny vzduchové uzávěry posunuty do horního bodu otopné soustavy, kde je namontována expanzní nádoba - vzduchotěsná, s odvzdušněním nebo otevřená.

Veškerý vzduch se shromažďuje v horním bodě.

Samoregulace

Vytápění domů s přirozeným oběhem je samoregulační systém. Čím je v domě chladněji, tím rychleji topné médium cirkuluje. Jak to funguje?

Skutečnost je taková, že cirkulační hlava závisí na:

Výškový rozdíl mezi kotlem a spodním radiátorem. Čím nižší je výška kotle vzhledem ke spodnímu radiátoru, tím rychleji bude voda gravitačně proudit do radiátoru. Princip komunikačních nádob, vzpomínáte? Tento parametr je během provozu topného systému stabilní a neměnný.

Schéma přehledně ukazuje princip fungování ohřevu.

S klesající teplotou teplonosné látky se zvyšuje její hustota a ta začne rychleji vytlačovat ohřátou vodu ze spodní části okruhu.

Rychlost cirkulace

Rychlost cirkulace topného média je kromě hlavy určena řadou dalších faktorů.

• Průměr rozvodů. Čím menší je vnitřní průřez potrubí, tím větší odpor klade pohybu kapaliny v něm. Z tohoto důvodu se pro rozvody v případě přirozeného oběhu používají trubky se záměrně naddimenzovaným průměrem - DN32 - DN40.
• Materiál trubek. Ocel (zejména zkorodovaná a usazeninami pokrytá ocel) má několikanásobně větší odpor proti proudění než například polypropylenová trubka stejného průřezu.
• Počet a poloměr zatáček. Proto je nejlepší, aby hlavní instalace byla co nejpřímější.
• Přítomnost, množství a typ uzavíracích ventilů, různých podpěrných podložek a redukcí průměru potrubí.

Každý ventil, každé ohnutí způsobuje pokles tlaku.

Právě z důvodu velkého množství proměnných se přesný výpočet topného systému s přirozenou cirkulací provádí jen velmi zřídka a dává velmi přibližné výsledky. V praxi stačí použít výše uvedená doporučení.

Jak cirkuluje voda v topných systémech

Pohyb vody v uzavřeném topném okruhu (okruzích) může být přirozený nebo nucený. Voda ohřátá topným kotlem proudí do radiátorů. Tato část topného okruhu se nazývá přímý tok (proud). Po vložení do baterií se topné médium ochladí a vrátí se zpět do kotle, kde se ohřívá. Tato část smyčky se nazývá zpětná cesta (proud). Pro urychlení cirkulace topného média se používají speciální oběhová čerpadla, která se vkládají do potrubí na "zpátečce". Existují topné kotle, které jsou s takovým čerpadlem konstruovány.

Přirozená cirkulace topného média

Při přirozené cirkulaci je pohyb vody v systému "gravitační". To je možné díky fyzikálnímu efektu změny hustoty vody. Horká voda má nižší hustotu. Vratná kapalina má vyšší hustotu, a proto snadno vytěsňuje vodu, která je již v kotli ohřátá. Horká voda stoupá stoupacím potrubím a je rozváděna po vodorovných trasách, které mají sklon maximálně 3-5 stupňů. Přítomnost sklonu umožňuje, aby se kapalina pohybovala potrubím gravitačně.

Schéma ohřevu založené na přirozené cirkulaci chladicí kapaliny je nejjednodušší, a proto je snadno realizovatelné v praxi. Kromě toho nejsou nutné žádné další instalace. Je však vhodný pouze pro malé soukromé domy, protože délka okruhu je omezena na 30 metrů. Mezi nevýhody patří potřeba větších průměrů potrubí a nízký tlak v systému.

Nucený oběh topného média

Autonomní topné systémy s nuceným oběhem vody (chladiva) v uzavřené smyčce jsou nutně vybaveny oběhovým čerpadlem, které zajišťuje rychlý tok ohřáté vody do radiátorů a ochlazené vody do topného tělesa. Pohyb vody je možný díky rozdílu tlaku mezi přímým a zpětným tokem topného média.

Při instalaci tohoto systému není nutné dodržovat sklon potrubí. To je výhoda, ale významnou nevýhodou je energetická závislost takového topného systému. Proto by v případě výpadku proudu v soukromém domě měl být k dispozici generátor (minielektrická stanice), který zajistí provoz topného systému v extrémní situaci.

Tlakový systém cirkulace vody lze použít při instalaci vytápění v domě jakékoli velikosti. Je vybráno čerpadlo s vhodným výkonem a je zajištěno nepřetržité napájení.

Dvoutrubkový spodní rozvod

V následujícím textu se podíváme na dvoutrubkové systémy, které se vyznačují tím, že rozvádějí teplo rovnoměrně i v těch největších domech s řadou místností. Jedná se o dvoutrubkový systém, který se používá k vytápění bytových domů s velkým množstvím bytů a nebytových prostor - zde funguje skvěle. Podíváme se na programy pro soukromé domy.

Dvoutrubkový spodní topný systém.

Dvoutrubkový topný systém se skládá z přívodního a vratného potrubí. Mezitím se nainstalují otopná tělesa - přívod otopného tělesa se připojí k přívodnímu potrubí a vývod otopného tělesa ke zpětnému potrubí. Co z toho plyne?

• Rovnoměrné rozložení tepla v místnostech.
• Možnost regulace teploty v místnosti úplným nebo částečným překrytím jednotlivých radiátorů.
• Možnost vytápění vícepodlažních soukromých domů.

Existují dva hlavní typy dvoutrubkových systémů - spodní a horní. Nejprve se podíváme na dvoutrubkový systém se spodním připojením.

Spodní rozvod se používá v mnoha soukromých domech, protože umožňuje, aby topení bylo méně viditelné. Přívodní a vratné potrubí zde vede vedle sebe, pod radiátory nebo dokonce v podlaze. Vzduch je odváděn pomocí speciálních Maevského kohoutů. Topné systémy v soukromém domě z polypropylenu nejčastěji poskytují právě tento druh vedení.

Výhody a nevýhody dvoutrubkového spodního rozvodu

Pokud instalujete systém podlahového vytápění, můžete trubky skrýt v podlaze.

Podívejme se na pozitivní vlastnosti dvoutrubkového systému se spodním průtokem.

• Možnost maskování potrubí.
• Možnost použití radiátorů se spodním připojením - to poněkud usnadňuje instalaci.
• Tepelné ztráty jsou minimalizovány.

Možnost alespoň částečně zviditelnit vytápění láká mnoho lidí. V případě spodního připojení máte dvě paralelní trubky, které vedou rovnoběžně s podlahou. Pokud si přejete, můžete je vést pod podlahou tak, že s touto možností počítáte již ve fázi návrhu topného systému a návrhu stavby rodinného domu.

Pokud použijete radiátory se spodním připojením, můžete téměř úplně skrýt všechny trubky v podlaze - připojení radiátorů se zde provádí pomocí speciálních jednotek.

Nevýhodou je nutnost pravidelného ručního odvzdušňování a potřeba oběhového čerpadla.

Instalace dvoutrubkového spodního rozvodu

Plastové spojovací prvky pro topné trubky různých průměrů.

Aby bylo možné takto instalovat topný systém, musí být kolem domu položeno přívodní a vratné potrubí. K tomuto účelu jsou k dispozici plastové spojovací prvky. Pokud jsou použity radiátory s bočním připojením, vytvořte odbočku z přívodního potrubí do horního bočního otvoru a odvádějte chladicí kapalinu dolním bočním otvorem do vratného potrubí. Odvzdušňovače by měly být instalovány vedle každého chladiče. Kotel je v tomto uspořádání instalován v nejnižším bodě.

Radiátory jsou zde zapojeny diagonálně, což zvyšuje jejich tepelný výkon. Spodní připojení radiátorů snižuje tepelný výkon.

Toto uspořádání se nejčastěji provádí jako uzavřený okruh s použitím uzavřené expanzní nádoby. Systém je pod tlakem pomocí oběhového čerpadla. Pokud se má vytápět dvoupodlažní soukromý dům, položte potrubí v horním a dolním podlaží a poté vytvořte paralelní připojení obou podlaží k topnému kotli.

Rozdíl mezi jednotrubkovými a dvoutrubkovými systémy

Existují dva základní typy teplovodních topných systémů - jednotrubkové a dvoutrubkové. Tyto systémy se liší způsobem připojení radiátorů k elektrické síti.

Jednotrubkový topný rozvod je uzavřený kruhový okruh. Potrubí je vedeno od topné jednotky, radiátory jsou zapojeny do série a vedou zpět ke kotli.

Jednotrubkové vytápění se jednoduše instaluje a nemá velký počet komponentů, a proto výrazně šetří náklady na instalaci.

Jednotrubkové topné okruhy s přirozeným průtokem jsou k dispozici pouze s horním připojením. Charakteristickým rysem je, že obvody mají přívodní stoupačky, ale nemají zpětné stoupačky.

Ve dvoutrubkovém topném systému proudí topné médium ve dvou potrubích. První slouží k dodávce teplé vody z topného zařízení do topných okruhů, druhý slouží k odvodu ochlazené vody do kotle.

Radiátory jsou zapojeny paralelně - ohřívaná kapalina vstupuje do každého z nich přímo z přívodního okruhu, takže má téměř stejnou teplotu.

V chladiči odevzdává teplonosné médium svou energii a odchází při ochlazování do zpětného okruhu. Toto schéma vyžaduje dvojnásobný počet armatur, trubek a tvarovek, ale umožňuje stavbu složitých rozvětvených struktur a snižuje náklady na vytápění individuálním nastavením otopných těles.

Dvoutrubkový systém účinně vytápí velké plochy a vícepodlažní budovy. V nízkopodlažních budovách (1-2 podlaží) s plochou menší než 150 m² je vhodnější jednotrubkový topný systém, a to jak z estetického, tak z ekonomického hlediska.

Dvoutrubkové zapojení radiátorů není v individuálních domovních topných zařízeních rozšířené, protože je náročnější na instalaci a údržbu. Dvojnásobný počet trubek navíc působí neesteticky.

Vlastnosti jednotrubkových rozvodů

Instalace všech částí systému uvnitř domu je poměrně snadná. V tomto případě začíná v místě přívodu vody a končí u topného zařízení. Diagonální spojení je nejefektivnější, proto se volí častěji. V budově by měla být umístěna expanzní nádoba.

Existuje i jednodušší možnost, kterou lze snadno implementovat vlastními silami. V tomto případě je nutné na schodiště umístit dveře. Tím se podlahy od sebe vzájemně oddělí. Tato možnost je poměrně účinná, i když není příliš estetická.

Tip! Před zapojením byste si měli prostudovat různá schémata zapojení. Pak bude rozhodování o výběru systému mnohem snazší.

2 Požadavky na instalaci a provoz

Dvoutrubkové systémy jsou konstrukčně o něco složitější a nákladnější. To je však odůvodněno řadou výhod, které převažují nad nevýhodami jednotrubkové verze. Voda se ohřívá na jednotnou teplotu a poté se současně dodává do všech spotřebičů. Ochlazená chladicí kapalina se zase vrací zpětným potrubím, místo aby procházela dalším chladičem.

Při zřizování otevřeného topného systému s čerpadlem a expanzní nádobou je třeba zdůraznit několik pravidel a požadavků na prováděné práce. Jedná se o tyto položky:

1. 1. Kotelní systém musí být instalován v nejnižším bodě potrubí a expanzní nádoba v nejvyšším bodě potrubí.
2. 2. V ideálním případě by měl být kotel umístěn v podkrovní místnosti. V chladných obdobích je třeba nádrž a přívodní stoupačku izolovat.
3. 3. Při pokládání sítě se vyhněte velkému počtu ohybů, spojů a armatur.
4. 4. V gravitačních systémech voda cirkuluje pomalou rychlostí maximálně 0,1-0,3 metru za sekundu. To znamená, že voda se musí ohřívat postupně, aby nedošlo k jejímu varu. V opačném případě se výrazně zkrátí životnost potrubí.
5. 5. Pokud není topný systém v provozu během chladného období, je lepší topné médium vypustit. Tento postup zabrání předčasnému poškození potrubí, radiátorů a kotle.
6. 6. Objem chladicí kapaliny v expanzní nádobě je třeba sledovat a obnovovat, jakmile kapalina dojde. V opačném případě se zvyšuje riziko vzniku vzduchových kapes, které snižují účinnost radiátorů.
7. 7. Nejvhodnějším médiem pro přenos tepla je voda. Nemrznoucí směs totiž obsahuje toxické látky, které mohou být při interakci s atmosférou škodlivé pro lidské zdraví. Tento typ kapaliny lze použít, pokud není možné vypustit chladicí kapalinu během chladného období.

Současné konstrukční normy jsou upraveny SNiP pod číslem 2.04.01-85. V gravitačních cirkulačních systémech je průměr potrubí výrazně větší než v čerpacích systémech.

Gravitační cirkulace

V systémech, kde teplonosná kapalina cirkuluje přirozeně, neexistují žádné mechanismy, které by pohyb kapaliny usnadňovaly. Proces probíhá expanzí zahřátého média. Aby tento typ okruhu fungoval efektivně, instaluje se prodlužovací stoupačka o délce 3,5 metru nebo více.

Délka rozvodů v přirozeně cirkulujícím topném systému je omezena, zejména nesmí přesáhnout 30 metrů. Proto lze tento systém vytápění použít i v menších budovách; za nejlepší variantu se v tomto případě považují domy o velikosti do 60 m2. Při instalaci stoupacího potrubí je důležitá také výška domu a počet podlaží. Dalším faktorem, který je třeba vzít v úvahu, je skutečnost, že v systému vytápění s přirozeným oběhem musí být topné médium ohřáto na určitou teplotu; v nízkoteplotním systému se nevytváří potřebný tlak.

Schéma s gravitačním prouděním kapaliny má určité možnosti:

• Kombinace se systémy podlahového vytápění. V tomto případě je na vodním okruhu vedoucím k topným tělesům instalováno oběhové čerpadlo. V ostatních případech probíhá provoz obvyklým způsobem bez přerušení i při výpadku napájení.
• Provoz s kotlem. Spotřebič je instalován v horní části systému, ale níže než expanzní nádoba. V některých případech je na kotli instalováno čerpadlo, které pracuje nepřetržitě. Je však třeba si uvědomit, že v takové situaci se systém stává nuceným, a proto je nutné instalovat zpětný ventil, aby se zabránilo recirkulaci kapaliny.

Obecné informace

Nejdůležitější informace

Díky absenci oběhového čerpadla a dalších pohyblivých částí a uzavřenému okruhu, kde je samozřejmě množství suspendovaných pevných látek a minerálních solí, je životnost tohoto typu topného systému velmi dlouhá. Při použití pozinkovaných nebo plastových trubek a bimetalových radiátorů vydrží nejméně půl století.
Přirozená cirkulace tepla znamená poměrně malý tlakový rozdíl. Potrubí a radiátory nevyhnutelně kladou určitý odpor pohybu topného média. Proto se doporučený poloměr zájmového topného systému odhaduje na přibližně 30 metrů. To samozřejmě neznamená, že při poloměru 32 metrů voda zamrzne - tato hranice je spíše libovolná.
Setrvačnost systému bude poměrně vysoká. Mezi zapálením nebo spuštěním kotle a ustálením teploty ve všech vytápěných místnostech může uplynout několik hodin. Důvody jsou jasné: kotel musí zahřát výměník tepla a teprve poté začne voda cirkulovat, a to poměrně pomalu.
Všechna vodorovná potrubí musí mít sklon ve směru proudění vody. Tím se zajistí volný pohyb chladicí vody gravitací s minimálním odporem.

Co je neméně důležité - v tomto případě budou všechny vzduchové bubliny vytlačeny do horního bodu otopné soustavy, kde je namontována expanzní nádoba - vzduchotěsná, s odvzdušněním nebo otevřená.

Veškerý vzduch se shromažďuje v horním bodě.

Samoregulace

Vytápění domu s přirozenou cirkulací je samoregulační systém. Čím je v domě chladněji, tím rychleji topné médium cirkuluje. Jak to funguje?

Skutečnost je taková, že cirkulační hlava závisí na:

Výškový rozdíl mezi kotlem a spodním radiátorem. Čím nižší je výška kotle vzhledem ke spodnímu radiátoru, tím rychleji do něj voda gravitačně proudí. Princip komunikačních nádob, vzpomínáte? Tento parametr je stabilní a během provozu topného systému neměnný.

Schéma přehledně ukazuje princip fungování ohřevu.

Zvědavost: Proto se doporučuje instalovat topný kotel ve sklepě nebo co nejníže uvnitř místnosti. Autor však viděl perfektně fungující topný systém, kde byl výměník tepla v peci znatelně výše než radiátory. Systém byl plně funkční.

Rozdíl hustoty vody mezi výstupem z kotle a zpětným potrubím. Ta se pochopitelně odvíjí od teploty vody. A právě díky této vlastnosti je přirozené vytápění samoregulační: jakmile teplota v místnosti klesne, topná tělesa se ochladí.

S klesající teplotou topného média se zvyšuje jeho hustota a začne rychleji vytlačovat ohřátou vodu ze spodní části okruhu.

Rychlost cirkulace

Rychlost cirkulace topného média je kromě hlavy určena řadou dalších faktorů.

• Průměr rozvodů. Čím menší je vnitřní průřez trubky, tím větší odpor klade pohybu kapaliny v ní. Z tohoto důvodu se pro rozvody v případě přirozeného oběhu používají trubky se záměrně naddimenzovaným průměrem - DN32 - DN40.
• Materiál trubek. Ocel (zejména zkorodovaná a usazeninami pokrytá ocel) má několikanásobně větší odpor proti proudění než například polypropylenová trubka stejného průřezu.
• Počet a poloměr ohybů. Proto je nejlepší, aby hlavní přípojka byla co nejpřímější.
• Přítomnost, počet a typ uzavíracích ventilů.

Každý ventil, každé ohnutí způsobuje pokles tlaku.

Právě z důvodu velkého množství proměnných se přesný výpočet přirozeně cirkulačního otopného systému provádí velmi zřídka a dává velmi přibližné výsledky. V praxi stačí použít výše uvedená doporučení.

Klasifikace teplovodních topných systémů podle principu činnosti

Vytápění je možné přirozenou nebo tlakovou cirkulací.

S přirozeným oběhem

Slouží k vytápění malého domu. Voda se v potrubí pohybuje díky přirozené konvekci.

Obrázek 1. Schéma systému ohřevu vody s přirozenou cirkulací. Potrubí musí být instalováno s mírným sklonem.

Podle fyzikálních zákonů stoupá teplá kapalina vzhůru. Voda při ohřívání v kotli stoupá a poté stéká potrubím do posledního radiátoru v systému. Když se voda ochladí, vstupuje do vratného potrubí a vrací se do kotle.

Použití systémů pracujících na základě přirozené cirkulace vyžaduje vytvoření svahu - to zjednodušuje pohyb chladicí kapaliny. Délka vodorovného potrubí nesmí překročit 30 metrů - vzdálenost od nejvzdálenějšího radiátoru v systému ke kotli.

Tyto systémy jsou velmi atraktivní díky své nízké ceně, bez nutnosti nákupu dalšího vybavení a bez velkého hluku při provozu. Nevýhodou je, že trubky potřebují velký průměr a měly by být položeny co nejrovnoměrněji (není zde téměř žádný tlak teplonosné látky). Velkou budovu není možné vytápět.

Systém nuceného oběhu

Schéma využívající čerpadlo je složitější. Zde je kromě radiátorů instalováno také oběhové čerpadlo, které pohybuje topným médiem v topném systému. Tlak v topném systému je proto vyšší:

• Je možné pokládat trubky s ohyby.
• Je snazší vytápět velké budovy (i několikapatrové).
• Vhodné jsou malé trubky.

Obrázek 2. Schéma topného systému s nuceným oběhem. Chladicí kapalina se v potrubí pohybuje pomocí čerpadla.

Tyto systémy jsou často uzavřené, což zabraňuje vnikání vzduchu do chladičů a chladicí kapaliny - přítomnost kyslíku vede ke korozi kovu. V takovém systému jsou nutné uzavřené expanzní nádoby doplněné pojistnými ventily a odvzdušňovači. Ty vytápějí jakoukoli velikost domu a jsou spolehlivější v provozu.

Možnosti instalace

Pro malý dům se 2-3 místnostmi se používá jednotrubkový systém. Topné médium prochází sériově všemi radiátory, dosáhne posledního bodu a vrací se zpětným potrubím zpět do kotle. Radiátory jsou připojeny zespodu. Nevýhodou je, že vzdálenější místnosti jsou méně vytápěné, protože jsou zásobovány o něco chladnější kapalinou.

Dvoutrubkové systémy jsou pokročilejší - ke vzdálenějšímu radiátoru je položena trubka, ze které jsou vedeny vývody k ostatním radiátorům. Teplonosná látka na výstupu z radiátorů proudí do vratného potrubí a přechází do kotle. Toto schéma vytápí rovnoměrně všechny místnosti a umožňuje vypnout nepotřebné radiátory, ale hlavní nevýhodou je složitost instalace.

Ohřev kolektorů

Hlavní nevýhodou systému s jednou a dvěma trubkami je rychlé ochlazení chladicí kapaliny, zatímco systém s kolektorovým připojením tuto nevýhodu nemá.

Foto 3. Kolektorový systém ohřevu vody. Používá se speciální distribuční jednotka.

Hlavním prvkem a základem rozdělovače je speciální rozdělovací jednotka, lidově nazývaná hřeben. Speciální vodovodní armatury potřebné k rozvodu topného média do jednotlivých vedení a nezávislých kroužků, oběhové čerpadlo, bezpečnostní zařízení a expanzní nádoba.

Rozdělovací jednotka pro dvoutrubkový topný systém se skládá ze 2 částí:

• Přívod - je připojen k topnému zařízení, kde přijímá a rozvádí horkou chladicí kapalinu do okruhů.
• Výstup - je připojen ke zpětnému potrubí okruhů a slouží ke sběru ochlazené chladicí kapaliny a jejímu přívodu do kotle.

Hlavní rozdíl oproti rozdělovacímu systému spočívá v tom, že každý radiátor v domě je připojen nezávisle, což umožňuje nastavit nebo vypnout teplotu každého radiátoru. Někdy se používá smíšené zapojení: k rozdělovači je nezávisle připojeno několik obvodů, ale uvnitř obvodu jsou baterie zapojeny sériově.

Teplonosné médium dodává teplo do radiátorů s minimálními ztrátami, účinnost tohoto systému se zvyšuje, což umožňuje používat kotel s nižším výkonem a plýtvat méně palivem.

Systém kolektorového vytápění však není bez nevýhod, mezi které patří:

• Spotřeba potrubí. Je nutné vynaložit 2-3krát více trubek než v případě sériového zapojení radiátorů.
• Nutnost instalace oběhových čerpadel. Vyžaduje vyšší tlak v systému.
• Energetická závislost. Nevyplatí se používat tam, kde hrozí výpadky proudu.

Sami si vypočítáme jednotrubkový topný systém

Základní fáze výpočtu ohřevu vody:

• Výpočet požadovaného výkonu kotle;
• výpočet výkonu všech topných zařízení, která budou připojena k systému;
• výběr velikosti potrubí.

Výpočet výkonu kotle

Výkon kotle se vypočítá s ohledem na tepelné ztráty podlahou, stěnami a střechou domu.

Při určování výkonu je třeba vzít v úvahu plochu, materiál konstrukce a teplotní rozdíl mezi vnějším a vnitřním prostorem domu při vytápění.

Výpočet výkonu radiátoru a velikosti potrubí

Potřebné průměry potrubí můžete vypočítat podle následujícího postupu:

• Určete cirkulační tlak, který závisí na výšce a délce potrubí a na rozdílu teplot mezi kapalinou a výstupem z kotle;
• Vypočítejte tlakové ztráty v přímých úsecích, v ohybech a v každém topném zařízení.

Takové výpočty jsou pro člověka bez speciálních znalostí velmi obtížné, stejně jako výpočet celého topného systému s přirozenou cirkulací. Malá chyba může vést k obrovským tepelným ztrátám. Proto je nejlepší svěřit tyto výpočty a následnou instalaci topného systému odborníkům.

Jak správně nainstalovat topný systém

Aby prefabrikovaný topný systém s přirozenou cirkulací fungoval správně a efektivně, je důležité při jeho instalaci dodržovat některá pravidla.

Obecně je instalační schéma následující:

• Radiátory by měly být instalovány pod okny, nejlépe ve stejné úrovni a s potřebnými odstupy.
• Poté se nainstaluje generátor tepla, tj. vybraný kotel.
• Je instalována expanzní nádoba.
• Trubky se vedou a dříve instalované prvky se spojují do jednoho systému.
• Topný okruh se naplní vodou a zkontroluje se těsnost spojů.
• Poslední fází je uvedení topného kotle do provozu. Pokud vše funguje správně, znamená to, že v domě bude teplo.

Věnujte pozornost některým detailům:

1. Kotel musí být umístěn v nejnižším bodě systému.
2. Potrubí musí být instalováno se sklonem směrem ke zpětnému toku.
3. V potrubí by mělo být co nejméně ohybů.
4. Pro zvýšení účinnosti topného systému jsou zapotřebí trubky o větším průměru.

Doufáme, že pro vás bude tento článek užitečný a že budete schopni sami nainstalovat topný systém bez oběhového čerpadla ve svém venkovském domě.

Teoretický tip - jak funguje gravitace

Přirozená cirkulace vody v topných systémech funguje díky gravitaci. Jak to funguje:

1. Vezmeme otevřenou nádobu, naplníme ji vodou a začneme ji zahřívat. Nejprimitivnější variantou je hrnec na plynovém vařiči.
2. Teplota spodní vrstvy kapaliny stoupá, hustota klesá. Voda se stává lehčí.
3. Gravitace způsobuje, že horní, těžší vrstva klesá ke dnu a vytlačuje méně hustou horkou vodu. Začíná přirozená cirkulace kapaliny, tzv. konvekce.

Příklad: Zahřejete-li 1 m³ vody mezi 50 a 70 °C, bude o 10,26 kg lehčí (viz níže uvedená tabulka hustot při různých teplotách). Pokud budeme pokračovat v zahřívání na 90 °C, ztratí kapalná krychle 12,47 kg, ačkoli teplotní delta zůstane stejná, tedy 20 °C. Závěr: Čím blíže je voda bodu varu, tím aktivnější je cirkulace.

Stejně tak topná voda cirkuluje gravitačně v domovní topné síti. Voda ohřátá v kotli ztrácí na hmotnosti a je vytlačována ochlazeným teplonosným médiem vracejícím se z radiátorů. Rychlost proudění při teplotním rozdílu 20-25 °C je pouze 0,1...0,25 m/s ve srovnání s 0,7...1 m/s u moderních čerpacích systémů.

Tyto účinky způsobuje nízká rychlost kapaliny v rozvodné síti a v radiátorech:

1. Radiátory mají čas odevzdat více tepla a teplonosné médium má čas se ochladit o 20-30 °C. V běžné topné síti s čerpadlem a membránovou expanzní nádobou klesne teplota o 10-15 stupňů.
2. Proto musí kotel po spuštění hořáku vyrobit více tepelné energie. Udržování generátoru při teplotě 40 °C nemá smysl - proud se zpomalí na mezní hodnotu a chladiče vychladnou.
3. Aby se do radiátorů dostalo potřebné množství tepla, je třeba zvětšit průřez potrubí.
4. Šroubení a armatury s vysokým hydraulickým odporem mohou snížit nebo dokonce zastavit průtok. Patří sem zpětné a trojcestné ventily, ostré 90° ohyby a zúžení potrubí.
5. Drsnost vnitřních stěn potrubí nehraje významnou roli (v rozumných mezích). Nízká rychlost kapaliny - nízký třecí odpor.
6. Kotel na tuhá paliva + gravitační topný systém může pracovat bez potřeby akumulační a směšovací jednotky. Díky pomalému toku vody se ve spalovací komoře netvoří kondenzát.

Jak vidíte, konvekční proudění topného média má pozitivní i negativní aspekty. Ty první by měly být využívány, ty druhé minimalizovány.