Rozdělovací hřeben topného systému: účel, princip činnosti, pravidla připojení

Majitelé venkovských chat a rodinných domů stále častěji opouštějí tradiční jedno- nebo dvoutrubkové rozvody a dávají přednost kolektorovému rozdělovači. To umožňuje hospodárněji využívat palivo a vytvářet komfortní podmínky v každé místnosti zvlášť. Přiznejte si, že by bylo nerozumné odmítat snížení nákladů na vytápění, tím spíše, že teplota v místnostech tím neutrpí.

Vy jste také přemýšleli o připojení kolektoru a chcete se o tomto zařízení dozvědět více? Pomůžeme vám zorientovat se v tématu – v tomto článku podrobně rozebereme, co představuje rozdělovací hřeben topného systému a jaké jsou jeho výhody.

Zdůrazníme podstatné nevýhody jejího použití, podrobně popíšeme proces připojení a materiál doplníme názornými fotografiemi. A také se zastavíme u hlavních pravidel připojení, která je vhodné dodržovat. Uvedeme užitečná video doporučení pro montáž a vlastnoruční výrobu hřebene.

Účel rozdělovacího hřebene

Kolektory (rozdělovací hřebeny) pro vytápění jsou důležitým komponentem moderního topného systému. Ve zjednodušené podobě si lze hřeben představit jako trubku se zátkou na konci a několika odbočkami ve tvaru hrdel, které umožňují směrovat teplonosné médium do jednotlivých bodů.

Počet odboček se liší – závisí na konkrétním topném systému a počtu topných zařízení plánovaných k připojení.

Pomocí kolektoru se optimalizují toky teplonosného média v topném okruhu. Také vyhlazuje tlakové rázy (vodní rázy), které vznikají v důsledku činnosti kotlové automatiky regulující teplotní režimy.

Topné hřebeny jsou potřebné pro zařízení podlahových topení, ale používají se také v radiátorových topných systémech. K kolektoru jsou radiátory připojeny podle paprskového schématu, tj. každý z nich má své přívodní a vratné potrubí, kterým se teplonosná látka vrací do kolektoru.

Takové rozložení tepla zajišťuje rovnoměrný ohřev radiátorů a umožňuje regulovat teplotu v samostatné místnosti nebo ji zcela odpojit od topného systému.

Rozdělovací hřebeny se používají v páru: přívodní (s trubkami červené barvy) a vratná (modrá barva). Společně tvoří kolektorový rozdělovač topného systému.

Dalším účelem hřebene je připojení dalších zařízení — například v domě, kde již je topení, je postaven bazén a nyní je třeba zajistit ohřev vody v něm.

K němu lze připojit i vedlejší energetické zdroje — například solární panely.

Nejjednodušší rozdělovací hřeben je obyčejná trubka z nerezové oceli s přivařenými vývody. Hodí se pouze pro ty kutilů, kteří chtějí a mohou sestavit topný kolektor vlastníma rukama.

Uvedeme, v čem bude výhodné pořízení hřebenu:

• rovnoměrné rozvádění teplonosné látky, usnadnění regulace teploty;
• lokální nastavení požadovaných teplot, vytápění pouze potřebných místností;
• ochrana otopné sítě před hydraulickými rázy.

Distribuční hřebeny, které jsou dnes v prodeji, představují ekonomicky efektivní a vysoce technologické zařízení s množstvím senzorů, které sledují teplotu, reagují na odchylky, signalizují poruchy atp.

Konstrukce různých typů hřebenů

Cenově nejdostupnější bude rozdělovací hřeben s ručními uzavíracími ventily z Číny nebo Turecka. Na upínací spoje, které jsou na něm umístěny, se nasazují trubky z kovoplastu.

Levnější rozdělovací hřeben s ventily má jednu podstatnou nevýhodu – z pod rukojeti může kapat voda. Podtékání vzniká v důsledku opotřebení pryžových těsnění.

Závity na koncích jsou určeny pro připojení uzavíracích armatur a centrálního přívodu/odvodu horké vody. Celkově bude takový hřeben plnit svou funkci, ale doba jeho bezvadného provozu není příliš dlouhá.

Pokud demontáž ventilů a výměna opotřebovaných těsnění neobnoví původní těsnost, bude nutné koupit nový kolektor.

Konstrukčně složitější bude hřeben se zátkami na zpětném kolektoru (a také na přímém). Místo nich lze později instalovat průtokoměry a termostatické hlavice. Přímý a zpětný hřeben jsou u těchto modelů již spojeny konzolou pro upevnění na stěnu.

Přítomnost zátek umožňuje v případě potřeby vylepšit rozdělovací kolektor vytápění. Aby instalace termoregulátorů a dalších součástí v budoucnu nečinila potíže, je třeba zajistit pohodlný přístup k hřebenu ve fázi jeho instalace.

A konečně složitý a nákladný, ale nejúčinnější rozdělovací hřeben s tovární instalací průtokoměrů a termostatických hlavic.

Průtokoměry regulují rovnoměrné dodávání teplonosné látky podle určení, a pomocí termostatických hlavic lze nastavovat teplotu pro každou odbočku zvlášť, přesně stejně jako u radiátoru topení. Podrobněji typy termostatických hlavic, princip jejich fungování a specifika instalace jsou rozebrány v jiném našem článku.

Kryty průtokoměrů umožňují vizuálně sledovat průtok teplonosného média v okruzích. Termohlavicemi se reguluje přísun množství teplonosného média do každého z nich.

Ještě v procesu projektování je třeba provést volbu mezi různými typy hřebenů, ale v každém případě je kolektorový systém výhodnější volbou ve srovnání s běžným rozvodem podle kritérií jako je pohodlí provozu, životnost.

Princip činnosti rozdělovacího kolektoru

V moderních topných systémech se používají dva typ y rozdělovacích kolektorů – pro kotelny a lokální. Mají různé rozměry a poněkud odlišný princip činnosti.

V kotelním kolektoru dodává přívodní hřeben teplonosné médium do článků topného systému, proto je vybaven nejen kohouty, ale také oběhovými čerpadly. Druhý hřeben je přijímací.

Kromě toho se na kolektor instalují snímače tlaku, teploty a velmi důležitý prvek – hydraulická výhybka. Ta udržuje optimální teplotní rozdíl mezi přívodem a zpátečkou.

Kotelní kolektor je rozdělovací uzel poměrně impozantních rozměrů, jeho hřebeny se vyrábějí z trubek o průměru až 100 mm a více.

Lokální rozdělovací hřeben se liší od centrálního kolektoru instalovaného v kotelně jak rozměry, tak principem činnosti. V topném systému jich může být několik.

Jestliže se v hlavním kolektoru ochlazená voda zcela nahrazuje horkou z kotle, v malých hřebenech dochází k ředění cirkulující vody.

Teplonosné médium se v nich pohybuje v uzavřeném kruhu, dokud jeho teplota neklesne pod stanovenou úroveň.

Dodržování teplotního režimu kontroluje snímač, který při kritickém poklesu teploty otevře ventil, který uzavírá cestu vodě z kotlové hlavní trasy. Horká voda přitéká a mísí se s ochlazenou.

Plně vybavený lokální hřeben s regulátory, odvzdušňovacím zařízením, čerpadlem, manometrem, teploměry umožňuje plně kontrolovat pohyb teplonosného média v topném systému.

Hydraulická výhybka v takových kolektorech chybí, nahrazuje ji přídavné oběhové čerpadlo. To protlačuje teplonosné médium v kruhovém prostoru, periodicky vhání dávku horké vody z přívodního potrubí. Přitom se stejné množství ochlazené vody vrací zpět, ale do jiné trubky – zpátečky.

Lokální hřebeny se používají jak v podlahovém vytápění, tak pro připojení radiátorů.

Jelikož voda v topných trubkách s rozdělovacím kolektorem je nuceně pohybována čerpadlem, při výpadku elektřiny systém nebude fungovat.

Aby bylo dosaženo vysoce efektivního fungování topného systému v celém domě, doporučuje se do něj zabudovat centrální rozdělovací kolektor a potřebný počet místních rozdělovacích hřebenů. Dohromady přinesou požadovaný výsledek.

Výpočet průtokové kapacity hřebenů

Výpočet parametrů rozdělovacího hřebenu zahrnuje určení jeho délky, plochy průřezu a vývodů, počtu topných okruhů. Je lepší, když výpočty provádějí inženýři pomocí počítačových programů; ve zjednodušené podobě jsou vhodné pouze pro fázi návrhu.

Pro dodržení hydraulické rovnováhy musí být průměry vstupního a výstupního hřebenu kolektoru shodné a celková průtoková kapacita vývodů se musí rovnat obdobnému parametru kolektorové trubky (pravidlo součtu průřezů):

n=n1+n2+n3+n4,

Kde:

• n — plocha průřezu kolektoru
• n1,n2,n3,n4 — plochy průřezů vývodů.

Volba rozdělovacího hřebenu musí odpovídat maximu tepelného výkonu topného systému. Na jaký výkon je tovární výrobek dimenzován, je uvedeno v technickém listu.

Například průměr rozdělovací trubky 90 mm se používá pro výkon nepřesahující 50 kW, a pokud je výkon dvojnásobný, průměr se musí zvětšit na 110 mm. Jen tak se vyloučí riziko nevyváženosti topného systému.

Průřez kolektorové trubky se rovná 3 průměrům připojených vývodů, vzdálenost mezi přívodním a zpětným hřebenem je 6 průměrů, odstup vývodů od sebe je 3 průměry.

Užitečné je také pravidlo 3 průměrů (viz obrázek výše). Co se týče výpočtu výkonu oběhového čerpadla, základem je měrná spotřeba vody v topném systému.

Každé čerpadlo se počítá samostatně – podle okruhů a pro celý systém. Získané číselné hodnoty se zaokrouhlují nahoru. Malá rezerva výkonu je lepší než nedostatek.

Pravidla připojení a zvláštnosti montáže

Montáž rozdělovacího hřebenu začíná připevněním pomocí konzol ke zdi, kde bude umístěn otevřeně nebo ve skříni. Poté je třeba připojit na konce hlavní trubky od zdroje tepla a začít s propojováním.

Varianta #1 – bez dodatečných čerpadel a hydraulické výhybky

Tato jednoduchá varianta předpokládá, že rozdělovací hřeben bude obsluhovat několik okruhů (například 4-5 radiátorů), teplota je předpokládaná stejná, její regulace není zajištěna. Všechny okruhy se připojují přímo k hřebenu, je zapojeno jedno čerpadlo.

Charakteristiky čerpacího zařízení by měly odpovídat výkonu topného systému a tlaku v něm vytvářeném. Abyste si mohli vybrat nejlepší čerpadlo, které ideálně vyhovuje parametry i cenou, doporučujeme se seznámit s žebříčkem oběhových čerpadel.

Mistr se zkušenostmi s rozdělovacím zařízením ví, jak správně nainstalovat rozdělovací hřeben a schovat ho do skříně tak, aby skryl všechny trubky.

Jelikož odpor v okruzích je různý (kvůli různé délce atd.), je nutné zajistit optimální průtok otopné látky pomocí vyvážení.

K tomu se na hrdla zpětného hřebenu místo uzavíracích ventilů instalují vyvažovací ventily. Lze jimi regulovat (i když ne přesně, ale odhadem) průtok otopné látky v každém okruhu.

Varianta #2 – s čerpadly na každé větvi a hydraulickou šipkou

Jedná se o složitější variantu, která bude potřeba při nutnosti napájet odběrná místa s různými teplotními režimy.

Tak například u radiátorového topení se ohřev vody pohybuje od 40 do 70 °C, pro podlahové topení stačí rozsah 30–45 °C, teplou vodu pro domácí potřebu je třeba ohřát na 85 °C.

V potrubním propojení nyní hraje svou zvláštní roli hydraulická šipka – kus trubky s uzavřenými oběma konci a dvěma páry odboček. První pár je určen k připojení hydraulické šipky ke kotli, s druhým párem se napojují rozdělovací hřebeny. Jedná se o hydraulickou bariéru, vytvářející zónu nulového odporu.

Pro kotle s výkonem 50 kW a vyšším se důrazně doporučuje používat rozdělovací hřeben spolu s hydraulickou šipkou. Svisle se připevňuje na zeď samostatnými konzolami, aby se předešlo nadměrnému horizontálnímu zatížení.

Na samotném hřebenu jsou směšovací uzly, vybavené třícestnými ventily – regulačními teplotními zařízeními. Na každém odváděcím hrdle pracuje nezávisle na ostatních vlastní čerpadlo, které zajišťuje danému okruhu potřebné množství otopné látky.

Důležité je, aby výkon těchto čerpadel v součtu nepřekračoval výkon hlavního kotlového čerpadla.

Oba uvažované varianty se používají při montáži rozdělovacích kolektorů pro kotelny. Vše potřebné je k dostání ve specializovaných prodejnách. Lze tam koupit libovolný celek smontovaný nebo po jednotlivých prvcích (s ohledem na úsporu díky vlastní montáži).

Aby se ještě více snížily budoucí náklady, rozdělovací hřeben topení lze vyrobit vlastníma rukama.

Kolektor pro kotelnu se nachází v bezprostřední blízkosti topného zařízení a je vystaven vysokým teplotám, které vydrží pouze kov.

Na lokální rozvodný hřeben nejsou kladeny tak přísné požadavky na odolnost vůči teplu, k jeho výrobě se hodí trubky nejen kovové, ale také polypropylenové nebo kovoplastové.

Pro lokální rozvodný kolektor je nejjednodušší vybrat vhodné hřebeny z těch, které jsou k dostání. Přitom je třeba zohlednit materiál, ze kterého jsou vyrobeny – mosaz, ocel, litina, plast. 

Spolehlivější jsou lité hřebeny, které vylučují možnost úniku. S připojením trubek k hřebenům není problém – i ty nejlevnější modely mají závit.

Rozvodné hřebeny sestavené z polypropylenových dílů lákají svou nízkou cenou. Ale v havarijní situaci spoje mezi T-kusy nevydrží přehřátí a začnou téct.

Kutilové si mohou sestavit kolektor z polypropylenu nebo kovoplastu, ale závitové koncovky stejně budou muset koupit, takže cenově vyjde výrobek jen o málo levněji než hotový z obchodu.

Navenek to bude sada T-kusů spojených mezi sebou trubkami. Slabým místem takového kolektoru je nedostatečná pevnost při vysokých teplotách ohřevu teplonosné látky.

Hřeben může být kulatý, obdélníkový nebo čtvercový v průřezu. Zde je na prvním místě příčná plocha, nikoli tvar průřezu, i když z hlediska hydraulických zákonitostí je kulatý tvar výhodnější. Pokud má dům několik pater, je lepší umístit lokální rozvodné kolektory na každé z nich.

Co je třeba vědět o nevýhodách?

Poté, co jsou výhody použití rozvodných hřebenů v topných systémech zřejmé, má smysl se zastavit u některých nevýhod:

1. Vysoká cena. Kolektory jsou vyrobeny z pevného kvalitního kovu, jehož cena je nadprůměrná. Vysoce přesná uzavírací armatura je také drahá. Čím více okruhů hřeben obsluhuje, tím vyšší jsou náklady na jeho vybavení.
2. Závislost na elektřině. Kolektorové vytápění bez oběhového čerpadla nefunguje. Je tedy třeba se připravit na dodatečné platby za elektřinu.
3. Vysoká spotřeba trubek. Spotřeba trubek v kolektorových topných systémech je několikrát vyšší než v běžných, protože ke každému spotřebiči je třeba táhnout samostatnou smyčku. To vše komplikuje a prodražuje montážní práce.

Kolektorový systém je podle názoru odborníků a těch, kteří jej již používají, nejmodernější, nejspolehlivější a nejúčinnější.

Ale přitom je její zařízení i provoz nákladný.

Závěry a užitečné video k tématu

Montáž topného zařízení s připojením k rozdělovacímu hřebenu:

Výroba hřebenu vlastníma rukama:

Ve srovnání s tradičním uspořádáním topného systému zvyšují rozdělovací hřebeny jeho účinnost, a pouze finanční otázka poněkud brzdí zájem spotřebitele o tento způsob vytápění. Ale pokud je peněz dost, použití rozdělovacích hřebenů je vaší ideální volbou.

Realizovali jste ve svém domě kolektorový topný systém? Nebo teprve plánujete jeho uspořádání a něco vám není jasné? Pokládejte otázky – pokusíme se na ně odpovědět.

A možná jste použili hřeben pro připojení systému podlahového vytápění? Podělte se o osobní zkušenost s montáží a instalací systému – zanechte své komentáře v bloku níže.