Jednotrubková soustava vytápění Leningradka: schémata a princip organizace

K vytápění malého obytného prostoru nebo dvoupodlažního rodinného domu není nutné používat složité drahé technologie. Známý již z dob Sovětského svazu topný systém “Leningradka” se dnes efektivně používá k zajištění tepla pro malé obytné budovy.

Zůstává populární díky jednoduchosti návrhu a úsporné spotřebě materiálů. Vždyť uznáte, že dražší a složitější – není vždy lepší.

Jednotrubkovou “Leningradku” lze vybudovat svépomocí. Pomůžeme vám pochopit princip fungování systému, uvedeme základní technologická schémata a popíšeme krok za krokem technologii montáže topného systému. Názorný foto- a video materiál pomůže naplánovat postup realizace projektu.

Princip činnosti schématu vytápění “Leningradka”

Nástup moderního topného zařízení a nových technologií umožnil vylepšit “Leningradku”, učinit ji ovladatelnou a zvýšit její funkční možnosti.

Klasická “Leningradka” představuje systém topných zařízení (radiátorů, konvektorů, panelů) spojených jedním potrubím. Tímto systémem volně cirkuluje teplonosné médium – voda nebo směs nemrznoucí kapaliny. Jako zdroj tepla slouží kotel. Radiátory se instalují po obvodu obydlí podél stěn.

Topný systém se podle umístění potrubí dělí na dva typy:

• horizontální;
• vertikální.

Potrubí systému může být umístěno buď dole, nebo nahoře. Horní umístění trubek je považováno za nejefektivnější z hlediska přenosu tepla, zatímco spodní trubky se snadněji montují.

Spodní připojení přístrojů vyžaduje povinné použití čerpadla, čímž se ekonomické priority systému poněkud snižují. U horní varianty je nutný přesný výpočet v době projektování a zařízení rozběhového úseku, čímž se zvyšuje délka potrubí a náklady na jeho stavbu.

Při spodním připojení topných těles k topné větvi je nutné zajistit zúžení trubek v úseku potřebném pro nasměrování teplonosné látky do radiátoru.

Cirkulace teplonosné látky může probíhat nuceně (pomocí oběhového čerpadla) nebo přirozeně. Systém může být také uzavřeného nebo otevřeného typu. O zvláštnostech každého typu systému povíme v následující sekci.

Nazývaná “Leningradkou” jednotrubková soustava vytápění je vhodná pro jedno- a dvoupodlažní obytné budovy malé plochy, optimální počet radiátorů je do 5 kusů.

Při použití 6-7 radiátorů je nutné provést pečlivé výpočty konstrukce. Při 8 a více radiátorech může být systém nedostatečně účinný a jeho instalace a úpravy jsou neospravedlnitelně nákladné.

Diagonální varianta zapojení v jednotrubkovém schématu sice umožňuje zvýšit tepelný výkon systému o 10 – 12 %, ale nezbavuje “zkosení” v teplotním režimu mezi prvními od kotle a krajními radiátory.

Přehled základních technologických schémat

Každé z topných schémat Leningradky má své vlastní zvláštnosti praktické realizace, výhody a nevýhody, se kterými se seznámíme níže.

Vlastnosti horizontálních schémat

V jednopatrových rodinných domech nebo místnostech malé plochy se obvykle instaluje „Leningradka“ podle horizontálního schématu. Při praktické realizaci horizontálních schémat je třeba vzít v úvahu, že všechny topné prvky (radiátory) jsou umístěny na stejné úrovni a jejich instalace probíhá podél stěn po obvodu zařizované místnosti.

Podívejme se na nejjednodušší klasické horizontální schéma otevřeného typu s nucenou cirkulací.

Na horizontálním schématu „Leningradky“: 1 — kotel; 2 — hrdlo; 3 — nádrž; 4 — oběhové čerpadlo; 5 — vypouštěcí kulový kohout; 6 — rozdělovací kolektor; 7 — Mayevského ventil; 8 — radiátory; 9 — odváděcí potrubí; 10 — kanalizace; 11 — kulový kohout; 12 — filtr; 14 — přívodní potrubí. Šipkami je znázorněn směr, kterým se pohybuje teplonosné médium.

Ze schématu je patrné, že systém se skládá z:

1. Topného kotle, který je připojen k systému přívodu vody a ke kanalizační síti;
2. Expanzní nádoby s hrdlem – díky přítomnosti této nádoby se systém nazývá otevřený. K ní je připojeno hrdlo, ze kterého vychází přebytečná voda při plnění okruhu a vzduch, který se může objevit při varu kapaliny v kotli;
3. Oběhového čerpadla, které je zabudováno do zpětného potrubí. Zajišťuje cirkulaci vody v okruhu;
4. Potrubí pro přívod horké vody a potrubí pro odvod ochlazeného teplonosného média;
5. Radiátorů s instalovanými Mayevského ventily, přes které probíhá odvzdušnění;
6. Filtru, kterým prochází voda před vstupem do kotle;
7. Dvou kulových kohoutů – při otevření jednoho z nich se systém začíná plnit teplonosným médiem-vodou až po hrdlo. Druhý je tajný, pomocí něj dochází k vypouštění vody ze systému přímo do kanalizace.

Radiátory jsou ve schématu připojeny potrubím zespodu, ale lze zorganizovat diagonální připojení, které je z hlediska přenosu tepla považováno za účinnější.

Toto schéma ilustruje princip diagonálního připojení. Teplonosné médium přichází shora potrubím připojeným k horní části radiátoru a odchází z opačné strany zařízení v dolní části.

Výše uvedené schéma má podstatné nedostatky. Například pokud je nutná oprava nebo výměna radiátoru, bude nutné zcela vypnout topný systém a vypustit vodu, což je v topné sezóně velmi nežádoucí.

Schéma také neumožňuje regulovat tepelný výkon baterií, snižovat nebo zvyšovat teplotu v místnostech. Vylepšené schéma uvedené níže tyto úkoly řeší.

Hlavní rozdíl oproti předchozímu schématu spočívá v tom, že na potrubí byly z obou stran umístěny kulové kohouty (označeny modře) a do spodní trubky byly vloženy bypassy s jehlovými ventily (označeny zeleně).

Kulové kohouty instalované po obou stranách baterie slouží k tomu, aby bylo možné zastavit přívod vody do radiátoru. Pro demontáž baterie za účelem opravy nebo výměny bez vypouštění vody ze systému lze kulové kohouty uzavřít.

Díky přítomnosti bypassů může být baterie demontována bez vypnutí systému – voda bude protékat okruhem přes spodní trubku.

Bypassy také umožňují regulovat velikost průtoku topného média. Pokud je jehlový ventil zcela uzavřen, radiátor přijímá a odevzdává maximální množství tepla.

Pokud je jehlový ventil mírně otevřen, část topného média projde bypassem a druhá část – přes kulový kohout. V tomto případě se objem topného média vstupujícího do radiátoru sníží.

Tímto způsobem lze regulací jehlového ventilu řídit teplotu v dané místnosti.

Podívejme se na horizontální uzavřené schéma vytápění s nuceným oběhem.

Na obrázku je znázorněna realizace uzavřeného schématu “Leningradky” s nuceným oběhem. Přívod ohřátého topného média je proveden jednou sběrnou trubkou, která shromažďuje ochlazenou vodu a odvádí ji do kotle k dalšímu zpracování.

Na rozdíl od otevřeného schématu je systém uzavřeného typu pod tlakem kvůli přítomnosti uzavřené expanzní nádoby. V systému je také přítomen ovládací a kontrolní panel.

Skládá se z těla, na které se instalují:

1. Pojistný ventil. Vybírá se na základě technických parametrů kotle, konkrétně podle maximálního povoleného tlaku. Pokud dojde k poruše termostatu, přebytečná voda unikne ventilem, čímž se tlak v systému sníží.
2. Odvzdušňovač. Zařízení odvádí přebytečný vzduch ze systému. Pokud selže systém regulace teploty, při varu kapaliny v kotli se objeví přebytečný vzduch, který automaticky unikne odvzdušňovačem;
3. Manometr. Přístroj, který umožňuje kontrolovat a měnit tlak v systému. Obvykle optimální tlak činí 1,5 atmosféry, ale hodnota může být jiná – obvykle závisí na parametrech kotle.

Uzavřený systém je považován za nejmodernější řešení díky automatizaci některých procesů.

Použití vertikálních schémat

Vertikální schémata instalace «Leningradky» se používají v dvoupatrových domech malé plochy. Mohou být analogicky otevřeného nebo uzavřeného typu, jsou zastoupena okruhy s nuceným oběhem a s gravitačním tokem.

Systémy s oběhovým čerpadlem jsme uvedli výše. Podívejme se na vertikální schéma s přirozenou cirkulací uzavřeného typu.

Na schématu je potrubí umístěno vertikálně a přívod vody probíhá shora dolů přes expanzní nádobku.

Realizovat schéma s přirozenou cirkulací je poměrně složité. Zde se potrubí montuje do horní části stěny pod určitým úhlem ve směru pohybu vody. Topné médium proudí z kotle do expanzní nádoby, odkud se pod tlakem pohybuje potrubím a radiátory.

Pro efektivní provoz systému musí být kotel umístěn pod úrovní instalace radiátorů.

Ve schématu může být také zajištěna možnost vyjmutí radiátorových baterií bez zastavení topného systému díky instalaci bypassů s jehlovými ventily a kulovými kohouty na potrubí.

Srovnání gravitačního a čerpadlového systému

Panuje názor, že organizace gravitačního topného systému umožňuje ušetřit na oběhovém čerpadle.

Aby bylo možné organizovat přirozený pohyb teplonosné látky v okruhu, je nutné správně vypočítat úhly sklonu, průměr a délku trubek, což není snadné. Navíc gravitační systém může bezporuchově a efektivně fungovat pouze v malých jednopodlažních prostorách, v jiných domech může jeho provoz způsobovat řadu problémů.

Další nevýhodou gravitačního systému je, že pro jeho uspořádání jsou zapotřebí trubky většího průměru než při budování nucených topných okruhů. Jsou dražší a kazí interiér.

Na schématu je znázorněna realizace gravitačního systému pro horizontální rozvod. Zde je kotel umístěn pod úrovní radiátorů, teplonosná látka stoupá po přísně vertikálně orientované trubce, vstupuje do expanzní nádoby a odtud přes urychlovací kolektor vstupuje do radiátorů.

V místnosti musí být vybaven sklep pro kotel, protože zdroj tepla musí být umístěn pod úrovní radiátorů. K organizaci gravitačního systému bude také zapotřebí dobře zařízené a zateplené podkroví, na kterém bude instalována expanzní nádoba.

Problémem každého gravitačního systému v dvoupodlažním domě je, že v druhém patře topí radiátory silněji než v prvním. Instalace vyvažovacích ventilů a bypassů pomůže tento problém částečně vyřešit, ale ne výrazně.

Navíc zavedení dodatečného zařízení vede k zdražení samotného systému a jeho provoz může zůstat nestabilní.

Nejracionálnějším řešením problému rozdílu teploty teplonosné látky vystupující z kotle a dosahující vzdálených zařízení v prvním patře je instalace radiátorů se zvýšeným počtem článků.

Zvětšení teplosměnné plochy tímto způsobem umožňuje prakticky vyrovnat charakteristiky vytápění v různých úrovních systému.

Gravitační «Leningradka» není vhodná pro domy mansardového typu, protože umístit trubku rovně je možné pouze v domě s plnohodnotnou střechou. Systém také nelze zavést v případě, že lidé žijí v domě nepravidelně.

Specifika montáže topného systému

Jednotrubkový systém „Leningradka“ je složitý na výpočet i provedení. Pro jeho zavedení do domu jako účinného topného systému je nutné předem provést pečlivé profesionální výpočty.

Hlavní prvky systému „Leningradka“:

• topný kotel;
• potrubí kovové nebo polypropylenové (ale ne kovoplastové);
• sekce radiátorů;
• expanzní nádoba (pro uzavřený systém) nebo nádoba s ventilem (pro otevřený);
• t-kusy.

Dále může být potřeba oběhové čerpadlo (pro systémy s nuceným oběhem teplonosné látky).

Pro zlepšení možností systému se používají:

• kulové kohouty (na jeden radiátor připadají 2 kulové kohouty);
• bypassy s jehlovým ventilem.

Je třeba poznamenat, že hlavní potrubí systému může být zapuštěno do roviny stěny nebo umístěno na povrchu této roviny. Pokud je trubka ve zdi, stropu nebo v podlaze, je důležité zajistit její tepelnou izolaci jakýmkoli materiálem. Tím se zlepšuje přenos tepla trubek a pokles teploty v posledních radiátorech bude minimální.

Potrubí je možné instalovat na povrch stěny, aniž by bylo nutné drážkování, ale v tomto případě trpí interiér místnosti

Pokud se potrubí instaluje do roviny podlahy, montáž samotné podlahové krytiny se provádí nad trubkou. Pokud se potrubí pokládá na povrch podlahy, umožní to v budoucnu provést některé změny v konstrukci systému.

Přívodní trubka a zpětné potrubí u schémat s přirozeným oběhem teplonosné látky se obvykle montují se sklonem 2 – 3 mm na běžný metr ve směru pohybu vody nebo jiné teplonosné látky v systému. Topná tělesa se instalují ve stejné úrovni. U schémat s nuceným oběhem není dodržení sklonu nutné.

Přípravné práce v místnosti

Pokud bude potrubí skryto ve stavebních konstrukcích, před montáží systému se provádějí drážky po obvodu v místech, kde budou trubky umístěny.

Při drážkování ve zdi vznikají mikrotrhliny, průchozí kanály se objevují jak zvenčí, tak zevnitř. To může vést k pronikání studeného venkovního vzduchu a vzniku nežádoucího kondenzátu na trubce. Výsledkem jsou zvýšené tepelné ztráty radiátorů a nadměrná spotřeba plynu.

Proto je při instalaci potrubí ve zdi, podlaze nebo pod stropem důležité izolovat trubku jakýmkoli tepelně izolačním materiálem.

Výběr radiátorů a trubek

Polypropylenové trubky se vyznačují jednoduchostí montáže, avšak nehodí se pro domy v severních oblastech. Polypropylen se taví při teplotě od +95 °C, a proto se zvyšuje pravděpodobnost prasknutí trubky při maximálním tepelném výkonu kotle.

Je vhodné používat výhradně kovové trubky, i když jejich instalace je spojena s obtížemi.

Kovové potrubí je považováno za nejspolehlivější. Odolává vysokým teplotám topného média, ale pro jeho instalaci jsou nutné svařovací práce.

Při výběru průměru trubky je nutné zohlednit počet radiátorů. Pro 4–5 radiátorů postačí hlavní potrubí o průměru 25 mm a bypass o průměru 20 mm. Pro schéma sestávající ze 6–8 radiátorů se použije hlavní potrubí 32 mm a bypass 25 mm.

Pokud systém předpokládá samospád, je nutné zvolit hlavní potrubí o průměru 40 mm a více. Čím více radiátorů je v systému zapojeno, tím větší by měl být průměr trubek, jinak bude později obtížné provést vyvážení.

Počet sekcí radiátorů je také důležité správně vypočítat. Topné médium, které se dostane do prvního radiátoru, má nejvyšší účinnost. V něm dochází k ochlazení vody minimálně o 20 stupňů. Výsledkem je, že na výstupu se voda o teplotě 50 stupňů mísí s látkou o teplotě +70 stupňů.

V důsledku toho se do druhého radiátoru dostane topné médium s nižší teplotou. Při průchodu každým radiátorem bude teplota média klesat stále níž.

Pro kompenzaci tepelných ztrát a zajištění potřebného tepelného výkonu každého radiátoru je třeba zvyšovat počet sekcí. U prvního radiátoru je třeba uvažovat 100% výkonu, u druhého 110%, u třetího – 120% atd.

Spojení topných prvků a trubek

Bypass se zabudovává do stávajícího hlavního potrubí, vyrábí se samostatně s odbočkami. Vzdálenost mezi odbočkami se uvažuje s tolerancí 2 mm, aby se během svařování rohových ventilů s amerikankou radiátor vešel.

Přípustná vůle při dotažení amerikaniky je obvykle 1–2 mm. Pokud se tato vzdálenost překročí, amerikanika se zdeformuje a začne unikat. Pro získání přesných rozměrů je třeba vyšroubovat rohové ventily v radiátoru a změřit vzdálenost mezi středy spojek.

K odbočkám se přivařují nebo připojují T-kusy, jeden otvor se vyhradí pro bypass. Druhý T-kus se bere podle měření – změří se vzdálenost mezi středovými osami odboček s ohledem na rozměr usazení bypassu na T-kus.

Provádění svářečských prací

Při svařování, pokud jsou trubky kovové, je důležité zabránit vnitřnímu nánosu. Pokud je v trubce uzavřena polovina průměru, topné médium pod tlakem raději projde prostornějším hlavním potrubím. V důsledku toho mohou radiátory nedostávat dostatečné množství tepla.

Pokud se při svařování prvků vytvoří nános, je nutné práci okamžitě přepracovat a prvky přivařit znovu.

Při svařování bypassu a hlavní trubky je třeba předem určit, který konec je třeba přivařit jako první, protože nastávají situace, kdy po přivaření jednoho konce není možné z druhého konce mezi trubku a T-kus vsunout páječku.

Po přípravě všech prvků se radiátory zavěšují pomocí rohových ventilů a kombinovaných spojek, do drážky se ukládá bypass s odbočkami, změří se délka odboček, odstřihne se přebytek, sejmou se kombinované spojky a přivaří se k odbočkám.

Závěrečné momenty prací

Před spuštěním systému je nutné odstranit vzduch z potrubí a radiátorů pomocí Mayevského ventilů.

Také po spuštění a kontrole všech uzlů a spojů je důležité provést vyvážení systému – vyrovnat teplotu ve všech radiátorech regulací jehlového ventilu.

U vertikálních schémat je voda přiváděna shora stoupačkami. Expanzní nádoba musí být umístěna výše než úroveň radiátorů a potrubí se obvykle montuje do zdi. Do systému je také důležité začlenit zařízení pro nucenou cirkulaci.

Výhody a nevýhody systému

Hlavní výhody “Leningradky” – jednoduchá montáž, vysoká účinnost, úspora na spotřebním materiálu, montáži (drážka se vytváří pro jednu trubku nebo se nedělá vůbec, pokud je zvolen otevřený typ instalace).

Díky zavedení bypassů, kulových kohoutů, řídicího panelu se objevila možnost regulovat teplotní režim v místnostech bez snížení úrovně tepla v jiných místnostech; provádět výměnu, opravu radiátorů bez zastavení systému.

Hlavní nevýhodou systému je složitost výpočtů, nutnost vyvážení, která často vyúsťuje v dodatečné náklady – instalaci dalšího zařízení, opravárenské práce atd.

Závěry a užitečné video k tématu

Poučné video o schématech realizace systému “Leningradka”:

Systém vytápění nazývaný “Leningradkou” je levným efektivním řešením pro vytápění domů o malé ploše.

Máte co doplnit k uvedenému materiálu nebo máte dotazy k tématu – prosím, zanechte komentáře k publikaci, podělte se o osobní zkušenost se zařizováním “Leningradky”. Kontaktní formulář se nachází v dolním bloku.