Dvoutrubková soustava vytápění rodinného domu: schémata zapojení + přehled výhod

Zajištění tepla v domě je nejdůležitější úkol pro jeho majitele. Lze ho řešit různými způsoby, avšak podle statistik je většina budov v naší zemi vytápěna pomocí vodní topné soustavy.

Právě vodní varianta je nejúčinnější a nejpraktičtější v našich poměrně drsných klimatických podmínkách. Dvoutrubková topná soustava rodinného domu je považována za jednu z jejích nejžádanějších variant.

Nabízíme seznámit se s variantami a technologiemi montáže vytápění s přívodním a odvodním potrubím topného média. Informace se opírá o stavební normy a požadavky. Pro úplnost vnímání nelehké tématu jsou uvedené informace doplněny výběry fotografií, názornými schématy, videem.

Vlastnosti dvoutrubkového vytápění

Jakákoli topná soustava s kapalným topným médiem zahrnuje uzavřený okruh, spojující radiátory, vytápějící místnost, a kotel, který ohřívá topné medium.

Vše probíhá následovně: kapalina, pohybující se po tepelném výměníku topného zařízení, se ohřeje na vysokou teplotu, poté vstupuje do radiátorů, jejichž počet je určen potřebami budovy.

Zde kapalina předává teplo vzduchu a postupně chladne. Poté se vrací do výměníku tepla topného zařízení a cyklus se opakuje.

Nejjednodušeji probíhá cirkulace v jednotrubkovém systému, kde ke každému radiátoru vede pouze jedna trubka. V takovém případě však každý následující radiátor dostává teplonosné médium, které vystoupilo z předchozího, a tedy chladnější.

Charakteristickým rysem dvoutrubkového systému – je přítomnost přívodní a vratné trubky vedoucí ke každému radiátoru

Pro odstranění tohoto významného nedostatku byl vyvinut složitější dvoutrubkový systém.

V této variantě jsou ke každému radiátoru připojeny dvě trubky:

• První – přívodní, kterou teplonosné médium vstupuje do radiátoru.
• Druhá – odvodní, nebo jak říkají odborníci „zpátečka“, kterou ochlazená kapalina odchází ze zařízení.

Tímto způsobem je každý radiátor vybaven individuálně regulovatelným přívodem teplonosného média, což umožňuje organizovat vytápění maximálně efektivně.

Jelikož dodávka ohřátého teplonosného média k zařízením probíhá téměř současně jednou trubkou a sběr ochlazené vody druhou, vyznačují se dvoutrubkové systémy optimální tepelnětechnickou rovnováhou – všechny radiátory systému a k němu připojené okruhy pracují s téměř stejným tepelným výkonem.

Proč se volí takový systém?

Dvoutrubkové vodní vytápění postupně vytlačuje tradiční jednotrubkové konstrukce, protože jeho výhody jsou zřejmé a velmi závažné:

• Každý z radiátorů zapojených do systému dostává teplonosné médium o určité teplotě, přičemž pro všechny je stejná.
• Možnost provádět regulace pro každý radiátor. Pokud si majitel přeje, může na každé topné těleso umístit termostat, což mu umožní dosáhnout požadované teploty v místnosti. Přitom tepelný výkon ostatních radiátorů v budově zůstane stejný.
• Relativně malé tlakové ztráty v systému. To umožňuje používat pro provoz systému úsporné oběhové čerpadlo s poměrně malým výkonem.
• Při poruše jednoho nebo dokonce několika radiátorů může systém pokračovat v provozu. Přítomnost uzavírací armatury na přívodních trubkách umožňuje provádět opravné a montážní práce bez zastavení systému.
• Možnost montáže v budově libovolného počtu podlaží a rozlohy. Bude pouze třeba zvolit optimálně vhodný typ dvoutrubkového systému.

K nevýhodám takových systémů obvykle patří složitost montáže a vyšší náklady ve srovnání s jednotrubkovými konstrukcemi. To je způsobeno dvojnásobným množstvím trubek, které je nutné instalovat.

Je však třeba vzít v úvahu, že pro vybudování dvoutrubkového systému se používají trubky a komponenty malého průměru, což přináší určitou úsporu nákladů. Výsledná cena systému tak není o mnoho vyšší než u jednotrubkové varianty, přičemž poskytuje mnohem více výhod.

Jednou z významných výhod dvoutrubkového topného systému – je možnost efektivní regulace teploty v místnosti

Druhy systémů s přívodem a zpátečkou

Dvoutrubková konstrukce se vyznačuje mnoha variantami, které lze klasifikovat podle různých kritérií. Podívejme se na ty hlavní.

Otevřená topná rozvodná síť

Jakýkoli hydraulický topný systém představuje uzavřený okruh, do kterého je zahrnuta expanzní nádoba. Tento prvek je nezbytný, protože ohřívající se kapalina zvětšuje svůj objem.

Pro otevřené rozvody se volí nádoba, která umožňuje kapalině komunikovat s atmosférou. V tomto případě se její část nevyhnutelně odpařuje, což vede k nutnosti neustále kontrolovat její hladinu.

Dvoutrubkové schéma topení otevřeného typu – nejjednodušší a nejlevnější varianta stavby systému. Jeho zásadní nevýhodou je, že v mrazivém období teplonosné médium, které je v přímém kontaktu s atmosférou, rychle chladne.

To je velmi důležitý detail, ke kterému je třeba přistupovat velmi zodpovědně. Nedostatečná hladina kapaliny v systému vede k „vaření“ kotle a jeho poruše. Kromě toho otevřený systém předpokládá použití pouze vody jako teplonosného média.

Praktičtější v tomto ohledu jsou směsi glykolů nebo nemrznoucí kapaliny, které při odpařování vytvářejí toxické výpary, proto se používají pouze v uzavřených konstrukcích.

Uzavřený cirkulační systém

Liší se od otevřené přítomností uzavřené expanzní nádoby. Nevyžaduje neustálou kontrolu ze strany vlastníka. Konstrukce předpokládá instalaci expanzní nádoby membránového typu, která je určena ke kompenzaci náhlého poklesu nebo zvýšení tlaku v systému. Tím zabraňuje poškození zařízení v důsledku náhlých přetížení.

V uzavřeném schématu je instalována expanzní nádoba membránového typu, která není v kontaktu s okolním prostředím, proto se teplonosná látka z systému neodpařuje.

Membránová nádoba umožňuje udržovat v systému optimální tlak pro čerpadlo a kotel. Kromě toho uzavřená konstrukce umožňuje použít jako teplonosnou látku jakoukoli kapalinu vhodnou svými parametry.

To umožňuje získat maximálně účinný a hospodárný systém s požadovanými parametry. Například systém, který se nebojí zamrznutí, pokud je v něm použit nemrznoucí prostředek.

Podle způsobu oběhu kapalné teplonosné látky se dvoutrubkové topné systémy dělí do dvou velkých skupin.

Konstrukce s přirozenou cirkulací

Základní princip fungování systému je následující: kotel ohřívá teplonosnou látku, která se při zvýšení teploty roztahuje. Hustota kapaliny se přitom snižuje.

Díky tomu chladnější a tedy hustší voda postupně vytlačuje ohřátou kapalinu vzhůru. Stoupá až k nejvyššímu bodu systému, kde začíná pomalu chladnout a samospádem se pohybuje do radiátorů.

V radiátorech voda odevzdává nahromaděné teplo a dále se ochlazuje a zvyšuje svou hustotu, putuje zpět ke kotli. Je zřejmé, že teplonosná látka prochází celým cyklem samospádem, bez použití dalšího zařízení.

Vzhledem k tomu, že se to děje poměrně pomalu, stihne vzduch vytlačovaný vodou přemístit do nejvyššího bodu systému, což umožňuje zbavit se nadměrného provzdušnění.

Na obrázku je znázorněno jednoduché schéma dvoutrubkového otopného systému s přirozenou cirkulací teplonosné látky. Mezi jeho charakteristické rysy patří potrubí velkých průměrů, díky kterému se snižuje hydraulický odpor, a povinný spád ve směru pohybu teplonosné látky přibližně 2 – 3 mm na běžný metr.

Nespornou výhodou konstrukce přirozeného typu je dlouhá životnost. Absence pohyblivých částí a oběhového čerpadla, stejně jako uzavřený okruh systému s omezeným množstvím minerálních solí a nečistot, výrazně prodlužuje dobu jejího provozu.

Odborníci tvrdí, že životnost konstrukcí s přirozenou cirkulací, vybavených polymerovými trubkami a bimetalickými radiátory, může činit přibližně padesát let.

Nevýhodou takových schémat je poměrně nízký tlakový rozdíl. Je třeba brát v úvahu také určitý odpor, který kladou radiátory a trubky pohybu teplonosné látky. Proto bude akční rádius takového systému omezen. Stavební normy doporučují používat vytápění s přirozenou cirkulací v okruhu do 30 m.

Kromě toho má tento systém poměrně vysokou setrvačnost, takže od zažehnutí kotle až do stabilizace teploty v vytápěné budově uplyne poměrně dlouhá doba.

Negativním aspektem je také to, že všechny trubky musí být položeny v určitém spádu, aby kapalina mohla proudit správným směrem. Otopný systém s přirozenou cirkulací je schopen samoregulace.

Dvoutrubkový systém s přirozenou cirkulací je schopen samoregulace: čím nižší je teplota ve vytápěné místnosti, tím vyšší je rychlost pohybu teplonosné látky

Čím nižší je teplota okolí, tím vyšší je rychlost cirkulace teplonosné látky. Kromě toho ovlivňují pohyb kapaliny v otopném okruhu ještě několik faktorů: průřez a materiál rozvodných trubek, poloměr a počet ohybů ve schématu dvoutrubkového vytápění rodinného domu, stejně jako přítomnost a typ instalovaných uzavíracích armatur.

Ovlivňováním uvedených faktorů lze dosáhnout nejvyšší účinnosti otopného systému.

Rozvod s nucenou cirkulací topného média

Výše popsané schéma zahrnuje oběhové čerpadlo, které pohybuje teplonosnou látkou v uzavřeném topném okruhu. To přináší značné výhody. Především se zvyšuje rychlost pohybu kapaliny, díky čemuž se budova vytápí mnohem rychleji.

Všechny radiátory připojené k systému přitom získávají teplonosnou látku přibližně stejné teploty. To jim umožňuje se zahřívat maximálně rovnoměrně.

Při použití schématu s přirozenou cirkulací to není možné, protože teplota kapaliny vstupující do radiátoru závisí na vzdálenosti, o kterou je vzdálen od kotle. Čím dále je baterie, tím chladnější je teplonosná látka. Nucená cirkulace umožňuje regulovat úroveň zahřívání jednotlivých prvků sítě. Kromě toho lze v případě potřeby uzavřít její jednotlivé úseky.

Použití oběhového čerpadla umožňuje zahrnout do systému membránovou expanzní nádobu, tedy provést ji v uzavřené variantě. Tím se množství odpařované kapaliny výrazně snižuje.

Kromě toho se montáž konstrukce výrazně zjednodušuje, protože není nutné pokládat trubky přesně pod určitým úhlem, přesně vypočítávat jejich průměr a výšku zdvihu.

Na obrázku je schéma dvoutrubkového topného systému s nuceným oběhem. Je zde přítomno čerpadlo, které pohybuje kapalinou v okruhu.

Další výhodou konstrukce s nuceným oběhem je možnost poměrně bezbolestně provádět potřebné změny v jejím schématu a uspořádání. Pro vybudování takové konstrukce se používají trubky a komponenty menšího průměru, což ji výrazně zlevňuje.

Kromě toho jsou tyto systémy hospodárnější díky tomu, že rozdíl teplot kapalné teplonosné látky na vstupu a výstupu kotle je mnohem menší než u analogu s přirozeným oběhem.

Přítomnost čerpadla ve schématu zabraňuje vzniku vzduchových kapes v topném potrubí. Celkově jsou rozvody s použitím nuceného oběhu považovány za účinnější, ale mají také své nevýhody.

Nejvýznamnější z nich je závislost na elektrické energii. Čerpadlo nemůže pracovat bez připojení ke zdroji napájení. Při výpadcích elektřiny se takový topný systém zastaví. Při častých výpadcích je vhodné mít záložní zdroj energie.

Mezi nevýhody obvykle patří také finanční náklady. Část z nich představuje cena oběhového čerpadla a také cena armatur, které jsou nutné pro jeho normální fungování. To celkově zvyšuje cenu montáže systému. Kromě toho bude nutné měsíčně platit účty za elektřinu, která zajišťuje provoz oběhového čerpadla.

Na správném výběru čerpadla do značné míry závisí účinnost fungování topného systému s nuceným oběhem.

Schéma vytápění může být sestaveno dvěma různými způsoby, které určují umístění stoupaček a potrubí v prostoru.

Horizontální a vertikální typ uspořádání

Znamená připojení topných těles k horizontálnímu hlavnímu potrubí. Převážně se montuje v jednopodlažních budovách velké plochy. Stoupačky je v tomto případě optimální umístit do chodeb nebo technických místností.

Výhodou tohoto typu uspořádání je nižší cena samotného systému a jeho montáže. Hlavní nevýhodou je sklon konstrukce k zavzdušnění, proto je nutná instalace odvzdušňovacích ventilů (Maevského ventily).

Horizontální rozvod se liší od vertikální varianty tím, že počet vertikálních hlavních potrubí je v něm minimální. Jeho výhodou je, že přívodní a zpětné potrubí lze položit pod podlahu, nevýhodou je, že pro skryté vedení není vhodné používat polymerové trubky a je nutné na okruh instalovat oběhové čerpadlo.

Připojení radiátorů se provádí k vertikálně umístěným stoupačkám. Tato varianta je obzvláště vhodná pro budovy s několika podlažími, protože umožňuje připojit každé podlaží k topné stoupačce samostatně. Hlavní výhodou systému je absence vzduchových kapes. Vybudování topného schématu s vertikálním uspořádáním přitom bude dražší než u horizontální varianty.

Vertikální uspořádání systému umožňuje připojit ke vytápění každé podlaží samostatně, což je velmi výhodné.

Dvoutrubková vytápěcí soustava s horním rozvodem

Hlavní charakteristický rys takové konstrukce – vedení přívodního potrubí v horní části místnosti, zpátečka je odváděna po její spodní části.

Důležitá výhoda takového systému: vysoký tlak v potrubí, což je způsobeno výrazným rozdílem v úrovních zpětného a přívodního potrubí. Díky této okolnosti může být jejich průměr stejný i při uspořádání schématu s přirozenou cirkulací.

Ale přitom expanzní nádoba, která je umístěna v nejvyšším bodě soustavy, se nejčastěji ocitá na nevytápěné půdě, což může způsobit problémy. Jako možnost lze zvážit uspořádání nádoby uvnitř stropu, kdy její spodní polovina zůstává ve vytápěné místnosti a horní část je vyvedena na půdu a maximálně zaizolována.

Pokud majitel není příliš znepokojen přítomností trubek pod stropem místnosti, je vhodné umístit přívodní potrubí nad úroveň oken.

V tomto případě lze expanzní nádobu umístit pod strop, za předpokladu, že výška stoupačky bude dostatečná pro zajištění normální rychlosti teplonosné látky. Zpátečku bude potřeba namontovat co nejblíže k úrovni podlahy nebo ji dokonce spustit pod ni. Pravda, v posledním případě při budování hlavního potrubí nebude možné použít spojovací prvky, aby se zabránilo vzniku netěsnosti.

Na obrázku jsou znázorněna schémata horního rozvodu se souběžným a protiproudým přirozeným pohybem teplonosné látky. Jsou uvedeny varianty dvouokruhového a jednookruhového rozvodu.

Vzhled místnosti s trubkami vedenými pod stropem není dostatečně estetický. Kromě toho část tepla uniká nahoru, což činí otopný systém s horním rozvodem málo účinným.

Proto lze zkusit sestavit schéma s přívodním potrubím vedeným pod radiátory, ale to zlepší pouze vzhled systému, nijak to neovlivní jeho nedostatky.

Připojení čerpadla umožňuje snadno dosáhnout optimálního tlaku v systému i při použití trubek minimálního průměru. Maximálního účinku otopného systému s rozvodem horního typu lze dosáhnout v dvoupatrovém rodinném domě, protože přirozená cirkulace je stimulována velkým rozdílem výšky instalace kotle v suterénu a baterií v druhém patře.

V další řadě bude ohřátá teplonosná látka směřována do expanzní nádoby, která je umístěna na půdě nebo v druhém patře. Odtud po nakloněném potrubí začne kapalina proudit do radiátorů.

V tomto případě lze dokonce spojit rozdělovací nádrž odpovědnou za přítomnost teplé vody a expanzní nádobu. Pokud bude v domě instalován energeticky nezávislý kotel, vznikne zcela autonomní otopný systém.

Další velmi výhodná varianta pro dvoupatrový dům – kombinovaný systém, který spojuje dvoutrubkové a jednotrubkové úseky. Například jednotrubková konstrukce je instalována v druhém patře ve formě vodního podlahového vytápění a dvoutrubková je instalována v prvním patře. Možnost regulovat teplotu ve všech místnostech je přitom plně zachována.

Dvoutrubkový topný systém s horním rozvodem nezdobí místnost. Přiváděcí potrubí musí být umístěno nad oknem, pokud budova není vybavena zatepleným půdním prostorem.

Hlavní výhodou dvoutrubkového topného systému s horním rozvodem je vysoká rychlost pohybu teplonosné látky a absence zavzdušnění potrubí.

Právě proto se používá poměrně často, aniž by se braly v úvahu významné nevýhody:

• neestetický vzhled místností;
• velká spotřeba trubek a příslušenství;
• nemožnost vytápění prostorů velké plochy;
• problémy s umístěním expanzní nádoby, kterou nelze vždy sloučit s rozdělovačem;
• dodatečné náklady na dekoraci, aby bylo možné zamaskovat trubky.

Celkově je systém s horním rozvodem zcela životaschopný, a při správně provedených výpočtech dokonce velmi účinný.

Dvoutrubková konstrukce se spodním rozvodem

Schéma předpokládá montáž přívodu a zpátečky zespodu od radiátorů. Na rozdíl od systému s horním rozvodem je zde změněn směr pohybu teplonosné látky. Začíná se pohybovat zdola nahoru, prochází radiátory a směřuje zpátečkou do topného kotle.

Systémy se spodním rozvodem mohou zahrnovat jeden nebo několik okruhů. Kromě toho je možné uspořádání slepého rozvodu a schéma s průchozím pohybem kapalné teplonosné látky.

Na obrázku je znázorněn topný systém dvoutrubkového typu se spodním rozvodem. Spodní schéma vedení přívodního potrubí je výhodné tím, že nevyžaduje tak silné zateplení potrubí jako při jeho vedení v nevytápěném podkroví. Tepelné ztráty jsou také výrazně nižší.

Hlavní nevýhodou konstrukce je zavzdušnění. K jeho odstranění se používají ventily Maevského. Navíc, pokud je systém instalován v domě o dvou nebo více podlažích, předpokládá se, že takový ventil by měl být na každém radiátoru. To je samozřejmě nepříliš pohodlné, proto se doporučuje vedení speciálních vzduchových linek, které jsou do systému zahrnuty.

Tyto odvzdušňovače shromažďují vzduch z topného potrubí a směřují ho do centrální stoupačky. Dále se vzduch dostává do expanzní nádoby, odkud je odváděn. Topná schémata se spodním rozvodem a přirozenou cirkulací se používají poměrně zřídka, protože mají řadu omezení. Především je to tím, že většina radiátorů zapojených do obvodu jsou koncové.

Z tohoto důvodu je nutné je vybavit odvzdušňovacími ventily. Pokud je v systému přítomna otevřená expanzní nádoba, bude nutné vypouštět vzduch prakticky denně. Montáž vzduchových potrubí, která propojují přívodní trubky do smyčky, umožňuje tuto nevýhodu eliminovat. Nicméně výrazně komplikují schéma a činí ho objemnějším. Navíc je „vzduchovka“ vedena po horní části místnosti.

Významná výhoda spodního rozvodu, spočívající v absenci viditelně vedeného hlavního potrubí, se tím ztrácí. Počet trubek použitých pro montáž je v tomto případě plně srovnatelný s počtem dílů potřebných pro horní rozvod. Proto se pro uspořádání dvoutrubkového systému se spodním rozvodem nejčastěji používá varianta s nuceným oběhem.

Zvenčí vypadají systémy se spodním rozvodem mnohem atraktivněji. Potrubí je provedeno z trubek malého průměru, vede pod radiátorem a je téměř neviditelné.

Mezi významné přednosti takového systému lze uvést:

• Kompaktní umístění oblasti řízení celého systému. Nejčastěji se instaluje do sklepa.
• Snížení tepelných ztrát, které přináší pokládka potrubí po spodní části místnosti.
• Možnost připojení a provozu topného systému před úplným dokončením stavebních nebo renovačních prací. Například první patro může být vytápěno, zatímco ve druhém budou probíhat potřebné práce.
• Významná úspora tepla díky možnosti jeho distribuce do vytápěných místností.

K nevýhodám spodního rozvodu patří velké množství trubek a komponentů potřebných pro montáž a nízký tlak kapaliny v přívodním potrubí. Kromě toho lze za negativní aspekt považovat i nutnost montáže ventilů Mayevského na topná tělesa a také neustálé odvzdušňování systému.

Závěry a užitečné video k tématu

Video č. 1. Přehled a zhodnocení výhod a nevýhod topných systémů s přirozeným a nuceným oběhem:

Video č. 2. Podrobný rozbor schématu dvoutrubkového vytápění pro třípatrový venkovský dům:

Video č. 3. Jak samostatně uspořádat dvoutrubkový topný systém ve venkovském domě:

Dvoutrubkový topný systém je široce rozšířený způsob praktického a efektivního vytápění obydlí. Existuje mnoho modifikací tohoto schématu. Je důležité správně zvolit optimální variantu pro svůj dům a provést kvalifikovaný výpočet všech parametrů systému. Jen tak bude v domě zaručeně teplo a útulno.

Zaujala vás téma článku, chcete si objasnit nejasné body? Vznikly otázky nebo máte chuť podělit se o cenné zkušenosti? Pište prosím komentáře do bloku umístěného pod textem.