Schéma vytápění z plynového kotle v dvoupatrovém domě: přehled a srovnání nejlepších schémat vytápění

Stavíte nový nebo rekonstruujete starý dům a dospěli jste k systému vytápění? Nevíte, jaký typ rozvodu zvolit? Správně sestavené schéma vytápění plynovým kotlem v dvoupodlažním domě je zárukou nejen tepla a pohodlí v zimním období, ale také bezporuchového provozu zařízení.

Kvalitní projekt vytápění zohledňuje mnoho faktorů – od klimatu a finančních možností až po potřebu bodového nastavení a estetické otázky. V tomto článku si podrobně rozebereme všechny možné typy topných systémů, uvedeme a porovnáme hotová schémata s nejvhodnějším souborem parametrů pro různé případy a také uvedeme možnosti jejich modifikace.

Druhy soukromých plynových topných systémů

Existuje mnoho parametrů, které určují typ topného systému, výběr plynového kotle jako hlavního zdroje tepla je pouze prvním krokem. Topný okruh lze uspořádat propojením všech zařízení jednou trubkou nebo vést samostatné přívodní a vratné potrubí.

Konstrukce systému také závisí na použitých topných tělesech, typu expanzní nádoby, dispozici a ploše domu. Kromě toho lze systém rozdělit na několik samostatných okruhů a zajistit možnost přirozeného oběhu pro případ výpadku proudu, a mnoho dalšího.

Správně navržená a namontovaná kotelna je zárukou komfortní teploty v domě během topného období a bezporuchového provozu zařízení

Všechny možnosti, výhody a nevýhody každého typu systému podrobněji rozebereme níže.

Jednotrubková a dvoutrubková schémata zapojení

V rámci těchto dvou typů lze rozlišit 5 základních schémat zapojení.

Podívejme se na ně v pořadí podle rostoucí složitosti konstrukce a nákladů:

1. Jednoduché jednotrubkové.
2. Jednotrubková „Leningradka“.
3. Dvoutrubkové slepé.
4. „Tichelmannova smyčka“.
5. Kolektorové, neboli paprskové schéma.

Nejjednodušší jednotrubkové schéma zapojení radiátorů předpokládá, že topné médium vstoupí do druhého radiátoru teprve až po průchodu prvním, a tak dále. Do takového systému lze zařadit i podlahové vytápění – to se zapojuje jako poslední, z vratného potrubí nejvzdálenějšího radiátoru.

Tato varianta umožňuje maximálně ušetřit na trubkách, tvarovkách a uzavíracích armatůrách a zároveň zaručuje průtok topného média přes všechny radiátory.

Jednoduché jednotrubkové schéma lze nejen navrhnout a vypočítat, ale také samostatně namontovat. Navíc není obtížné jej vybavit možností přirozené cirkulace.

Tento systém má však vážnou nevýhodu: teplota s každým radiátorem výrazně klesá a není možné to nijak regulovat. Pokud se termostatickým ventilem omezí teplota přívodu do prvního radiátoru, proporcionálně se sníží teplota ve všech – částečně pomáhá pouze zvýšení počtu článků posledních radiátorů.

V dvoupatrových domech je však plocha obvykle značná a systémy jsou příliš dlouhé na to, aby takové schéma fungovalo produktivně. Kvůli nemožnosti nastavení se jednoduchý jednotrubkový systém prakticky nepoužívá.

Vylepšené jednotrubkové schéma, tzv. «Leningradka», předpokládá bypass u každého radiátoru. Tímto způsobem část topného média prochází kolem radiátoru a do dalšího se dostává teplejší směs.

Instalací regulačních a uzavíracích armatur na přívod, vratné potrubí a bypass každého radiátoru lze regulovat teplotu v jednotlivých místnostech.

Pokud se do schématu přidají ventily a termostaty, vznikne systém, který je cenově i funkčně mezi jednoduchým jednotrubkovým a dvoutrubkovým – poměrně oblíbené řešení.

Dvoutrubkový systém předpokládá rozdělení přívodu a vratného potrubí na dvě samostatné trubky přivedené ke každému radiátoru. Bude potřeba výrazně více materiálu, ale horké topné médium se nebude mísit s vratným, a proto účinně prohřeje mnohem větší počet radiátorů.

Slepá ramena je vhodné vést tam, kde není možné místnost propojit trubkami do okruhu, například kvůli balkonovým dveřím. Směr proudění v přívodu a vratném potrubí je protisměrný, a proto existuje pravděpodobnost, že voda půjde cestou nejmenšího odporu a uzavře cirkulační okruh již přes první radiátor, a do ostatních se vůbec nedostane.

Problém se řeší použitím vyvažovacích ventilů a také trubek menšího průřezu pro připojení k radiátoru, než jsou trubky pro hlavní rozvody.

Lze kombinovat různá schémata: zde jsou v suterénu vedena slepá ramena, v prvním patře Tichelmannova smyčka a ve druhém patře kolektorové zapojení.

Tichelmannova smyčka je nejúspěšnější a nejoblíbenější řešení z hlediska poměru ceny a účinnosti. Její odlišnost spočívá v tom, že směr proudění v přívodu a zpátečce je paralelní, takže kterýmkoli radiátorem protéká topné médium, délka cirkulačního okruhu je stejná, neexistuje cesta nejmenšího odporu. Výsledkem je, že všechny radiátory topí rovnoměrně, ale každý z nich lze samostatně nastavit nebo úplně vypnout bez poškození systému.

Kolektorové schéma předpokládá existenci dvou kolektorů, pro přívod a zpátečku, od kterých jsou paprskovitě vedeny páry trubek ke každému otopnému tělesu. Pro nejlepší účinnost kolektor umisťujeme tak, aby vzdálenost od něj ke každému otopnému tělesu byla přibližně stejná. Obvykle se na každé patro instaluje samostatný kolektor.

Pouze v takovém systému bude každému radiátoru dodáváno topné médium stejné teploty a právě tento systém lze nejsnáze ovládat a měnit výkon vytápění jednotlivých míst.

Hlavní nevýhodou paprskového schématu zapojení je nutnost velkého množství trubek, což nejen zvyšuje náklady, ale také komplikuje montáž. Na druhou stranu, přívod těchto systémů je zcela skrytý, což vypadá esteticky.

Další důležitý bod – kolektorový systém, na rozdíl od všech předchozích, nemůže být gravitační. To znamená, že i při energeticky nezávislém kotli se topení vypne, jakmile se vypne světlo a zastaví čerpadlo.

Pro nastavení paprskového systému není třeba chodit ke každému otopnému tělesu: všechny ventily jsou shromážděny v kolektorové skříni, stačí je při připojení přesně označit.

Často se ve dvoupatrových domech používají různá schémata rozvodů vytápění pro různé místnosti v závislosti na jejich dispozici, ploše a použitých otopných tělesech.

Ve dvoupatrovém domě se jednopotrubní projekty s jedinou přívodní trubkou prakticky nepoužívají, protože poslední radiátory v okruhu pracují velmi neefektivně. V závislosti na ploše domu odpovídají jednotlivé okruhy každému patru, několika nebo dokonce každé místnosti.

Také je obvyklé oddělovat okruh radiátorů od podlahového vytápění, kvůli potřebě rozdílného pracovního tlaku a teploty.

Dělení přívodu z kotle na různé okruhy může být realizováno přes hydraulický separátor, kolektor nebo jejich kombinaci. První zajišťuje toky různého tlaku a teploty pro různé systémy, druhý je účinný pro okruhy s jednotnými zařízeními, například paprskového zapojení radiátorů.

Otevřené a uzavřené systémy

Tento parametr udává, zda dochází ke kontaktu topného média se vzduchem, a je určen typem expanzní nádoby.

Expanzní nádoba kompenzuje zvětšení objemu kapaliny při ohřevu, čímž zabraňuje zvýšení tlaku v systému. Otevřená expanzní nádoba má nahoře otvor a funguje jednoduše na základě zásoby objemu, plní se do různé úrovně. Aby voda z ní nepřetékala na principu spojených nádob, musí být tato nádoba instalována v nejvyšším bodě systému. V dvoupatrovém domě je to zpravidla vrchol stoupacího potrubí přívodu.

Nedostatků takového systému je mnoho. Teplonosná látka je v kontaktu s otevřeným vzduchem, což znamená – odpařuje se a obohacuje se kyslíkem. V důsledku toho je zakázáno plnit takový systém nemrznoucí směsí, vodu bude nutné pravidelně doplňovat a přebytečný vzduch neustále vyvolává korozi a vzduchové kapsy. Kromě toho, při umístění na půdu vyžaduje nádoba důkladné zateplení a v místnosti ve druhém patře je její maskování problematické.

U moderních plynových kotlů může být expanzní nádoba uzavřeného typu již zabudována – šetří to místo a usnadňuje připojení.

Uzavřená expanzní nádoba je hermetická, skládá se ze dvou komor oddělených membránou. Funguje díky schopnosti vzduchu stlačovat se: když je systém zahřátý, voda zabírá větší část nádoby, tlak ve vzduchové komoře se zvyšuje. Při ochlazování právě tento tlak vytlačuje vodu zpět do systému.

Takovou expanzní nádobu lze instalovat na libovolném místě systému, nejčastěji na vratném potrubí před čerpadlem. Systém s uzavřenou nádobou je zcela hermetický, lze jej naplnit i toxickým roztokem etylenglykolu. I běžná voda se za těchto podmínek postupně čistí od příměsí a rozpuštěných plynů a mění se v téměř ideální teplonosné médium.

Podle typu topných těles

Do jednoho topného systému mohou být zahrnuta různá zařízení: radiátory, podlahové vytápění, konvektory a další. Lze je kombinovat i v rámci nejjednoduššího jednopotrubního schématu, ale u gravitačního typu cirkulace je lepší použít běžné radiátory.

Všechna zařízení vytápění zabudovaná do podlahy se obvykle nazývají konvektory. U nich dochází k předávání tepla cirkulací vzduchu v dutinách zařízení.

Podlahové vytápění není jen příjemné a pohodlné, ale také úsporné, protože teplý vzduch vyplňuje spodní, obytnou část místnosti, zatímco u stropu se ochlazuje. Toto řešení je obzvláště nepostradatelné, pokud je v domě dítě. Často se také instaluje v koupelně a kuchyni.

Systémy skládající se pouze z podlahových vytápění mohou být vybaveny pouze v dobře zateplených budovách a v mírném podnebí, jinak bude v mrazu buď v domě chladno, nebo bude nemožné chodit po rozpálené podlaze. Obvykle se v jednom schématu kombinuje podlahové vytápění s malým množstvím radiátorů – to je jak estetické, tak úsporné a pohodlné.

Radiátory jsou nejoblíbenější z dobrého důvodu: fungují jak na sálání tepla z vnější plochy, ohřívajíce vzduch a předměty před sebou, tak na konvekčním principu, propouštějíce vzduch skrz žebra.

Účinnost radiátoru závisí na připojení přívodního a zpětného potrubí, a tedy na rozložení proudů teplonosného média v sekcích.

Hlavní nevýhodou tradičních radiátorů je obtížnost jejich umístění bez narušení interiérového designu, neboť jakékoli maskovací panely snižují účinnost.

Podle typu oběhu topného média

Voda nebo nemrznoucí směs jsou v systému nejčastěji poháněny oběhovým čerpadlem: vytváří potřebný tlak, zajišťující rychlé, účinné a rovnoměrné vytápění. Avšak přítomnost čerpadla činí každý systém závislým na elektřině – to znamená, že v případě výpadku elektřiny se vypne i topení.

Alternativní možností jsou gravitační systémy. Jsou zkonstruovány tak, že teplonosné médium cirkuluje díky zvýšení hustoty při ochlazování a také působením gravitace – díky spádu všech trubek okruhu.

Stoupačky topení (4) a zpátečky (5) musí mít menší průměr než hlavní potrubí (3 a 6), a expanzní nádoba (7) se instaluje buď na začátku přívodu (2), nebo před kotlem (1).

Takové schéma vytápění rodinného dvoupatrového domu s energeticky nezávislým plynovým kotlem bude fungovat, i když elektřina není vůbec připojena, ale rychlost cirkulace, a tedy i účinnost, bude výrazně nižší. Navíc pomalý proud zanechává mnohem více usazenin na stěnách systému.

Zajímavá je schopnost systémů s přirozenou cirkulací k samočinnému nastavení: čím chladněji je v domě, tím rychleji chladne teplonosné médium v radiátorech, zvyšuje se teplotní rozdíl mezi přívodem a zpátečkou, a tedy i rychlost proudění a účinnost vytápění.

Pokud jsou pravidelné výpadky elektřiny tvrdou realitou a dům je malý, nejlepším řešením je systém se smíšeným typem cirkulace. Jeho plán musí být navržen jako pro gravitační systém – se spády trubek, kotlem v nejnižším bodě atd.

Pro instalaci oběhového čerpadla je určena speciální «kapsa» – bypass před kotlem, přepínání typu cirkulace se provádí pomocí ventilů.

V takovém systému lze instalovat i podlahové vytápění, ale bude fungovat pouze tehdy, když je čerpadlo zapnuto.

Horizontální a vertikální rozvod

V dvoupatrovém domě se nelze obejít pouze horizontálním potrubím – alespoň jedna stoupačka do druhého patra musí dodávat teplonosné médium. To ale typ rozvodů jako celek nemění.

Horizontální rozvod lze provést v rámci každého podlaží. Při něm trubky spojují všechny radiátory jedné úrovně do jednoho okruhu. Je nejuniverzálnější a nejoblíbenější, realizovatelný při jakémkoli uspořádání.

Rozlišujeme také horní a dolní rozvod, který se týká svislé části potrubí. Pro systémy s gravitačním typem cirkulace je vhodný pouze horní.

Jednotrubkový svislý rozvod si lze snadno představit na příkladu systému vytápění bytových domů. Dispozice každého podlaží, včetně umístění radiátorů, se v nich dokonale shoduje. Každý radiátor je spojen stoupačkou s takovým u sousedů dole a nahoře, a v bytě nejsou žádné horizontální topné trubky.

Pokud dispozice vašeho domu umožňuje umístit všechny radiátory přesně nad sebe, bude vertikální schéma pracovat efektivněji, zejména při gravitačním typu cirkulace. Kromě toho se stoupačky snáze maskují než horizontální potrubí.

Při instalaci systému však bude nutné mnohokrát překonávat stropy, což je složitější než vést trubku skrz zeď.

Doplňkové zařízení – výhody a nevýhody

Jakékoli schéma vytápění lze vylepšit přidáním termoregulačních ventilů pro nastavení činnosti každého radiátoru, termostatů, hydraulického vyvažovače, oběhového čerpadla pro každý okruh a dalších doplňkových zařízení.

Ventily Majevského a odvzdušňovače na vrcholu každé stoupačky jsou povinné v systémech s uzavřenou expanzní nádobou. Každé další zařízení činí systém efektivnějším, úspornějším a umožňuje jemnější a pohodlnější nastavení.

Je třeba mít na paměti, že nadměrné komplikování systému nejen zvyšuje jeho náklady, ale také výrazně zvyšuje riziko poruchy.

Používejte pouze nezbytné součásti, protože čím méně zařízení, tím nižší je pravděpodobnost selhání některého z nich a zastavení systému.

Nejlepší schémata pro dvoupodlažní dům

V každém jednotlivém případě je nutné vypracovat individuální projekt vytápění, který zajistí efektivní a úsporný provoz.

Pro správnou volbu je třeba zvážit tyto faktory:

• klima a kvalita zateplení budovy;
• počet a účel místností. Je všude nutné stálé a rovnoměrné vytápění;
• stabilita dodávky elektřiny a přítomnost generátoru do značné míry určují typ cirkulace;
• individuální přání obyvatel – podlahové nebo stěnové vytápění v jednotlivých místnostech nebo v celém domě atd.;
• dispozici místností – je možný obvodový rozvod;
• designové požadavky a fáze rekonstrukce. V mnoha případech lze všechny trubky a někdy i topná tělesa skrýt v podlaze a stěnách;
• Rozpočet – náklady na instalaci vytápění v jedné budově se mohou lišit několikanásobně i desítkykrát.

Po zodpovězení všech těchto otázek a se znalostí vlastností různých schémat získáte představu o potřebné variantě.

Nehoňte se za příliš složitými schématy: někdy primitivní fungují spolehlivěji a stejně efektivně a není třeba jemného dolaďování.

Dále vám doporučujeme vybrat jedno z osvědčených efektivních schémat připojení topných těles ke kotli a upravit jej podle vašeho půdorysu.

Jednotrubková Leningradka – spolehlivě a levně

Toto jednotrubkové schéma je jedno z nejlevnějších, nejjednodušších a nejstarších, ale stále aktuální a oblíbené. Použití pouze radiátorů umožňuje zajistit smíšený typ cirkulace pro případ výpadku proudu. K tomu musí být plynový kotel nezávislý na elektřině a všechny trubky musí být vedeny se spádem 5–10 mm na 1 bm.

Pro usnadnění nastavení lze umístit termoregulátory na přívod každého radiátoru, regulační ventily na bypassy radiátorů. Další ventil na stoupačce umožní odpojení topného okruhu jednotlivého patra.

Podlahové vytápění může být do systému zahrnuto jako samostatný, třetí okruh, nebo může nahradit radiátory v jednom patře. Avšak v takovém případě musí být rozdělení toků provedeno přes termostatický směšovač nebo hydraulickou výhybku, aby se podlaha v mrazech neohřívala na 70–80 °C jako radiátory.

Také mějte na paměti, že při výpadku elektřiny budou pracovat pouze radiátory, a ve striktně vodorovném okruhu podlahového vytápění bude topné médium stát.

Pro efektivní provoz systému „Leningradka“ je nutné použít trubky různých průměrů: přívod od kotle po rozdělení do jednotlivých okruhů podlaží – nejtlustší, hlavní vedení podlaží střední a připojení radiátorů – nejmenšího průměru.

Hlavní omezení při zařizování takového systému se týká vytápěné plochy: dům větší než 100 m² se při přirozené cirkulaci topného média nevytopí. Takový systém ušetří pouze před rozmrazením trubek a prasknutím výměníku kotle při dlouhodobém výpadku, ale ne před chladem.

Navíc ani s nuceným oběhem nelze takový topný okruh prakticky nastavit, pokud zahrnuje více než 5–7 radiátorů. To znamená, že pro pohodlné užívání ve velkém domě je nutné rozdělit schéma na větší počet okruhů.

Více o zařízení jednotrubkového topného systému Leningradka si můžete přečíst v tomto materiálu.

Tichelmannova smyčka s nuceným oběhem

Jak jsme již zmínili, toto schéma zapojení zajišťuje nejefektivnější provoz a pohodlné nastavení každého radiátoru při relativně nízkých nákladech na materiál.

Systém může jednou smyčkou pokrýt celý dům, dělit se na 2 okruhy podle pater, jak je znázorněno na schématu, nebo být použit pouze pro jedno patro nebo jeho část.

Systém je vhodný pro nastavení a údržbu, v případě potřeby lze část otopných těles vypnout nebo dokonce demontovat, aniž by se zastavil kotel.

Moderní radiátorové topné systémy jsou často uspořádány podle takového plánu, pokud je možné maskovat potrubí. Kromě toho lze do jednoho okruhu zahrnout zařízení různého typu: radiátory, konvektory, tepelné clony.

Kolektorové zapojení a smíšené systémy

Použití kolektoru k rozdělení nejen topných okruhů, ale také k individuálnímu připojení každého zařízení – to je nejmodernější a nejpohodlnější řešení.

Má řadu výhod:

• krásně – všechny trubky jsou schovány v podlaze a stěnách;
• pohodlně – regulace libovolného zařízení v kolektorové skříni;
• efektivně – na všechna zařízení je přiváděno stejně horké teplonosné médium, ale každé z nich topí přesně na tolik, kolik je Vám třeba;
• univerzálně – k jednomu kolektoru lze připojit zařízení různých typů nezávisle na dispozici.

Hlavní nevýhoda takového řešení – vysoká cena jak materiálů, tak montáže. Trubek bude potřeba mnohem více než u jakéhokoli jiného schématu zapojení, a pokládka vedení do podlahy, zvláště pokud je již zalitý betonový potěr, vyjde nemalé peníze.

Také je třeba zvážit, že takové připojení zcela vylučuje možnost přirozené cirkulace.

Pro pohodlí připojení a údržby se někdy používají trubky různých barev, červené a modré pro přívod a zpátečku.

V dvoupatrových domech se obvykle instaluje jeden kolektor ve středu každého patra, ale při velkém počtu topných zařízení a kolektorů jich může být více. Pro systémy podlahového topení se používají samostatné kolektory s nižší teplotou teplonosného média.

Vertikální gravitační schéma

Kromě popsaných standardních variant se vyskytují i exotičtější, jako je vertikální dvoutrubkové s přirozenou cirkulací. Je to pravděpodobně nejlepší řešení pro dvoupatrový dům, ve kterém často dochází k výpadkům proudu.

Díky tomu, že ve vertikálním systému voda cirkuluje snadněji než v horizontálním, a velká expanzní nádoba pod střechou plní roli kolektoru, je zajištěno maximálně efektivní a rovnoměrné vytápění i bez použití čerpadla.

Je velmi důležité při budování takového systému používat trubky různých průměrů v závislosti na tom, kolik radiátorů obsluhují.

Trubka přívodu horké vody do expanzní nádoby a hlavní zpáteční potrubí by měly být nejtlustší; stoupačky přívodu napájející 2. patro – o něco tenčí, jejich spodní část v přízemí – ještě menšího průměru, a trubky připojení radiátorů – s nejmenším průřezem.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak se v praxi realizuje dvoutrubková soustava v dvoupatrovém domě, můžete vidět na tomto videu:

O vybudování kombinovaného systému s radiátory a podlahovým topením se můžete dozvědět zde:

Toto video se bude hodit těm, kteří se chystají zařídit vytápění s gravitačním nebo smíšeným typem cirkulace:

Shrneme-li to, lze říci, že neexistuje ideální a univerzální schéma vytápění: v každém konkrétním případě je třeba zohlednit mnoho faktorů a stanovit priority. Pokusili jsme se vám popsat všechny dostupné možnosti, aby byl výběr jednodušší a správnější.

A jaké schéma vytápění máte ve svém domě? Jak jste s ním spokojeni a co byste chtěli změnit? Připojte se k diskusi níže.