Kolektor pro vytápění: princip fungování, pravidla instalace a připojení

Jedním z účinných způsobů modernizace topného systému, který umožňuje zvýšit jeho výkon a spolehlivost, je instalace kolektorového bloku. Zařízení, které nahrazuje tradiční konstrukce lineární struktury, má za cíl zvýšit komfort obsluhy a opravitelnost systému.

Jak funguje kolektor pro vytápění a jaké zvláštnosti montáže je třeba zohlednit, si probereme podrobněji.

Princip fungování rozdělovače

Hlavním účelem rozdělovacího kolektoru je rovnoměrně distribuovat tepelné toky přicházející z hlavního potrubí do okruhů systému a pomocí cirkulace vracet ochlazenou kapalinu zpět do kotle.

Přitom se jednotlivé větve systému připojené ke kolektoru stávají vzájemně nezávislými.

Přístroj představuje mezilehlý rozdělovací uzel, jehož klíčovými prvky jsou dvě vzájemně propojené části:

• přívodní hřeben – zodpovídá za přívod teplonosného média;
• zpětný – plní funkci odvodu ochlazeného teplonosného média ke zdroji tepla.

Dohromady tvoří kolektorovou skupinu. Z každého hřebenu vychází několik vývodů pro připojení okruhů vedoucích k topným tělesům.

Každý výstup zařízení může být vybaven vypouštěcími ventily a uzavíracím nebo regulačním kohoutem.

Jejich přítomnost umožňuje regulovat tlak v každém okruhu a v případě potřeby odpojení větve pro opravu například uzavřít průtok teplonosné látky.

Pro zvýšení výkonu systému a získání možnosti řídit všechny topné procesy v každé místnosti vytápěného domu se těleso rozdělovacího hřebenu využívá také jako platforma pro instalaci:

• odvzdušňovacích ventilů;
• vypouštěcích ventilů;
• průtokoměrů;
• měřičů tepla.

Princip činnosti kolektorového systému je poměrně jednoduchý. Ohřátá kapalina z tepelného generátoru vstupuje do přívodního hřebenu.

Uvnitř mezilehlé sběrné jednotky se rychlost pohybu kapaliny zpomalí díky zvětšenému vnitřnímu průměru zařízení a přerozdělí se mezi všechny odbočky.

Počet výstupů na rozdělovači může být libovolný a v případě potřeby lze konstrukci vždy rozšířit o další odbočky

Se znalostí průtoku teplonosné látky, který se rovná výkonu tepelného generátoru, a rychlosti pohybu vody není obtížné najít potřebnou plochu průřezu. Je však třeba nejprve převést litry na vhodnou jednotku pro výpočty mm³.

Přes spojovací hrdla, jejichž průřez je menší než průměr trubky kolektorové jednotky, vstupuje teplonosná látka do jednotlivě vedených okruhů a pohybuje se k radiátorům nebo k sítím podlahového vytápění.

Díky tomuto rozdělení se každý prvek, zásobovaný teplonosnou látkou o stejné teplotě, řádně prohřeje.

Vnitřní průměr kolektoru se určuje výpočtem tak, aby rychlost pohybu teplonosné látky uvnitř nebyla větší než 0,7 m/s

Po dosažení baterie a odevzdání získaného tepla při ohřevu se kapalina vede jiným potrubím v opačném směru k rozdělovacímu bloku. Tam vstupuje do zpětného hřebenu, odkud je přesměrována k tepelnému generátoru.

Pro venkovský dům je systém s použitím kolektoru právem považován za nejefektivnější a nejspolehlivější.

Jediné, co může pečlivého majitele zastavit, je cena. Zařízení takového systému je totiž dražší než uspořádání běžného systému s T-kusy.

Takové konstrukční řešení, které předpokládá uspořádání jednotlivých přívodních trubek, vytváří podmínky pro rovnoměrné zahřívání radiátorů

Typy kolektorů v topných systémech

Kolektorové jednotky používané při projektování uzavřených cirkulačních otopných systémů jsou tří druhů.

V závislosti na účelu konstrukce jsou na trhu k dispozici: radiátorové a solární systémy, stejně jako zařízení vybavená hydraulickým oddělovačem.

Typ #1 – radiátorové kolektorové vytápění

Ať už je v domě projektován jakýkoli typ vytápění, radiátory jsou v něm vždy přítomny. A proto jsou kolektory, které distribuují průtoky teplonosného média přímo k radiátorům instalovaným v místnostech, nejžádanějším typem.

Distribuční uzel se skládá ze dvou vzájemně propojených hřebenů: první směřuje teplonosné médium k zařízením instalovaným v místnostech, druhé ho odvádí zpět ke kotli.

Kolektory používané při radiátorovém vytápění lze připojit různými způsoby v závislosti na architektonických a interiérových vlastnostech místnosti.

Podle způsobu připojení může být radiátorový otopný systém proveden v kterékoli z níže uvedených variant provedení:

• horní připojení;
• spodní připojení;
• boční instalace;
• diagonální vedení.

Největší rozšíření přesto získal spodní způsob připojení. Při takovém rozvodu nejsou okruhy skryté pod povrchem lišty nebo podlahy tak nápadné.

A výpočty potvrzují, že při spodním připojení se všechny výhody soukromého vytápění projeví v plné míře.

Kolektorem pro radiátory je vybaveno každé patro domu. Instaluje se uprostřed, maskován ve výklenku nebo ve speciálně vytvořené skříňce na stěně.

Místo pro instalaci musí být vybráno tak, aby pokud možno ke všem zařízením vedly větve stejné délky.

Pokud nelze dosáhnout rovnosti okruhů připojených ke kolektoru, je každá odbočka vybavena vlastním oběhovým čerpadlem.

V podstatě všechny větve připojené k distribučnímu uzlu představují samostatný okruh s vlastním uzavíracím zařízením a někdy i automatizací.

Typickým příkladem kolektorového schématu vytápění jsou vodní podlahové topení.

Kolektorové schéma rozvodu zajišťuje rovnoměrné dodávky tepla do všech okruhů systému vodního “Podlahového topení”

Potrubí podlahového topení se sestavuje z měděných trubek nebo jejich plastových analogů, pro spoje se používají nerozebíratelné fitinky.

Do topných okruhů se montují ventily, pomocí kterých se reguluje přívod teplonosného média, a v případě potřeby se «podlahové topení» odpojí od domovní otopné sítě.

Kolektor pro «podlahové topení» představuje konstrukci zahrnující řadu trubních okruhů, která se pokládá pod podlahovou krytinu

Takové systémy jsou vždy vybaveny oběhovým čerpadlem. Umísťuje se do mezilehlého kolektorového uzlu na vstupu do zpětného potrubí.

Počet hrdel na rozdělovacím uzlu závisí na počtu místností, které jsou napojeny na jeden hřeben.

Počet kolektorových skupin se určuje podle délky okruhů. Za základ výpočtů se bere poměr, kdy na jednu kolektorovou skupinu připadá 120 metrů potrubí.

Typ #2 – hydraulický vyrovnávač

Při zařizování výkonných a rozvětvených topných systémů, které se navrhují v obytných budovách s velkou plochou, se používají rozdělovací kolektory vybavené termohydraulickým rozdělovačem nebo hydraulickým šípem.

Při montáži spojovacího článku se k němu z jedné strany připojuje okruh topného kotle a z druhé strany radiátorové vytápění nebo „podlahové vytápění“.

Hydraulický šíp představuje vertikální dutou trubku, opatřenou na koncích eliptickými zátkami, jejímž hlavním účelem je vyrovnávat tlak působící na teplonosnou látku.

Přítomnost rozdělovacího hydraulického šípu umožňuje vyřešit hned několik úkolů:

• vyhnout se prudkým teplotním výkyvům v potrubí, které negativně ovlivňují provozní životnost systému;
• díky přimíchávání a sekundární cirkulaci části teplonosné látky zachovat stálý objem kotlové vody a také ušetřit palivo a elektrickou energii;
• v případě potřeby kompenzovat ve vedlejším okruhu deficit průtoku.

Udržování teplotní rovnováhy je dosaženo tím, že zařízení umožňuje oddělit hydraulický okruh kotle od sekundárního okruhu.

Varianta výroby domácího kolektorového rozdělovače, vybaveného hydraulickým šípem, který je vyroben z ocelové čtvercové trubky a opatřen hrdly.

Optimální provoz systému vybaveného hydraulickým šípem lze zajistit za podmínky, že každý okruh je vybaven vlastním oběhovým čerpadlem.

Typ #3 – solární kolektorové instalace

Zařízení tohoto typu se vybírají při budování autonomního vodovodu v negasifikovaných oblastech, kde je úroveň slunečního záření dostatečně vysoká.

Vzduchové hřebeny fungující na solární energii pracují díky skleníkovému efektu, přeměňují sluneční světlo na tepelnou energii.

Konstrukce solárních zařízení se mírně liší od tradičních analogů. V podstatě představují jakési skleníky, které akumulují solární energii.

Přirozená cirkulace teplonosného média v nich probíhá díky konvekčním proudům a působením ventilátorů připojených k absorbční desce.

Rozdělovač pohlcující sluneční paprsky představuje malou plochou krabici pokrytou černou absorbční deskou. Tato tepelně přijímající deska akumuluje teplo.

Nahromaděné teplo se předává teplonosnému médiu, kterým může být vzduch nebo kapalina cirkulující potrubím.

Hlavním účelem solárního kolektoru je směrovat a přerozdělovat energii Slunce na domácí potřeby a účely.

V prodeji lze najít pohyblivé kolektorové systémy pracující na solární energii. Jejich konstrukce je navržena tak, že zrcadla a topné prvky „sledují“ pohyb slunce, díky čemuž jeho energii pohlcují na maximum.

Ale kvůli vysoké ceně zařízení použití solárních zařízení jako hlavního zdroje vytápění v klimatických podmínkách i jižních regionů naší země není výhodné.

A proto se více využívají jako doplňkový zdroj tepla při zařizování systémů vytápění s použitím kotlů na tuhá paliva a plynových kotlů.

Modifikace rozdělovacích hřebenů

Dnes je na trhu zařízení zastoupeno mnoho druhů kolektorů pro topné systémy.

Výrobci nabízejí jak spojovací články nejjednoduššího provedení, jejichž konstrukce nepočítá s přítomností pomocných armatur pro regulaci zařízení, tak i kolektorové bloky s plnou sestavou vestavěných prvků.

Kolektorový blok zahrnující všechny potřebné funkční prvky pro vytvoření podmínek pro nepřetržitý a vysoce výkonný provoz topného systému.

Jednoduchá provedení zařízení představují mosazné modely s palcovým průchodem odboček, vybavených dvěma spojovacími otvory po stranách.

Na zpětném kolektoru mají tato zařízení zátky, místo kterých lze v případě „rozšiřování“ systému vždy nainstalovat další přístroje.

Složitější konstrukční řešení mezilehlých montážních celků jsou vybaveny kulovými kohouty. Pod každý odvod je v nich zajištěna instalace uzavírací regulační armatury. Vylepšené drahé modely mohou být vybaveny:

• průtokoměry, jejichž hlavním účelem je regulovat průtok teplonosného média v každé smyčce;
• teplotními čidly, určenými ke kontrole teploty každého topného zařízení;
• vzduchovými výpustnými ventily automatického typu pro vypouštění vody;
• elektronickými ventily a směšovači, zaměřenými na udržování naprogramované teploty.

Počet okruhů se může lišit v závislosti na připojených spotřebičích v rozmezí od 2 do 10 kusů.

Bez ohledu na složitost a multifunkčnost zařízení se při výrobě hřebenů rozdělovacích bloků používají materiály odolné vůči vnějším vlivům

Pokud vezmeme za základ materiál výroby, pak mezikusové sběrné rozdělovače jsou:

1. Mosazné – vyznačují se vysokými provozními parametry za dostupnou cenu.
2. Nerezové – ocelové konstrukce jsou mimořádně odolné. Snadno vydrží vysoký tlak.
3. Polypropylenové – modely z polymerních materiálů, i když mají nízkou cenu, ve všech charakteristikách zaostávají za svými kovovými „sourozenci“.

Modely vyrobené z kovu jsou pro prodloužení životnosti a zvýšení provozních parametrů ošetřeny antikorozními prostředky a pokryty tepelnou izolací.

Oddělovací konstrukce z polymerů se používají při zařizování systémů vytápěných kotli o výkonu od 13 do 35 kW

Součásti zařízení mohou být litého provedení nebo vybaveny kleštinovými svorkami, které umožňují spojení s kovoplastovými trubkami.

Ale odborníci nedoporučují vybírat hřebeny s kleštinovými svorkami, protože často „trpí“ na prosakování teplonosné látky v místech spojení ventilu. To vzniká v důsledku rychlého selhání těsnění. A ne vždy je možné jej vyměnit.

Rozdělovače se používají v schématech jedno- a dvoutrubkového vytápění. V jednotrubkových systémech jeden hřeben dodává ohřáté teplonosné médium a přijímá ochlazené.

Doporučení pro správný výběr

Hlavní obtíž nespočívá pouze v samotné montáži rozdělovače, ale také ve správném výběru zařízení.

Při výběru modelu hřebenu je třeba se řídit následujícími parametry:

1. Maximální přípustný tlak pro tento model. Ten určuje typ materiálu, ze kterého může být hydraulický rozdělovač vyroben.
2. Průtoková kapacita uzlu.
3. Přítomnost pomocných zařízení.
4. Počet výstupních hrdel hřebenu. Měl by odpovídat počtu chladicích okruhů.
5. Možnost dodatečného připojení prvků.

Všechny provozní parametry jsou uvedeny v průvodní dokumentaci výrobku.

Pro zařízení nezávislých topných okruhů po patrech, vybavených autonomním řízením, je nutné montovat hřebeny na každém patře domu.

Při výběru a instalaci podlažních rozdělovačů se orientujte podle parametrů 'subsystému', který mají obsluhovat.

Díky podlažnímu umístění hřebenů lze v případě potřeby vždy odpojit topení jak několika jednotlivých zařízení, tak celého patra.

To významně zjednodušuje údržbu topného systému a jeho opravy.

Jelikož kolektorový blok není levná záležitost, abyste se ochránili před zklamáním při rychlém selhání systému, při výběru modelu se orientujte na produkci prověřených výrobců.

Směle můžete důvěřovat výrobcům jako «GREENoneTEC», «Rehau», «Soletrol», «Oventrop» a «Meibes». V každé řadě předních evropských výrobců lze vybrat kompletní sadu potřebného doplňkového vybavení.

Doplňkové prvky a armatury ke kolektorovému bloku by také měly odpovídat normám GOST a TU.

Jako doplňková zařízení pro připojení kolektoru mohou být potřeba: 1 – automatický odvzdušňovač, 2 – přechodka, 3 – úhelník, 4 – kohout, 5 – nátrubek, 6 – další úhelník, 7 – vývody trubek

Každý z doplňkových konstrukčních prvků plní svou funkci:

• automatický odvzdušňovač – montuje se, pokud jsou blok a radiátory umístěny na stejném podlaží;
• přechodka – bude potřeba při montáži odvzdušňovače, jehož průměr je ½ palce, za předpokladu, že závit kolektoru je ¾ palce.
• úhelník – umožní připojit trubky a nasměrovat odvzdušňovač nahoru.
• kohout – je nezbytný pro připojení trubky vedoucí od kotle k zařízení;
• nátrubek vybavený převlečnou maticí – umožní v případě potřeby uzavřít přívod teplonosného média a po odšroubování převlečné matice zařízení odpojit.

Pokud se plánuje připojit vodní podlahové vytápění od kolektoru, bude navíc nutné nainstalovat kohout pro doplňování.

Pro upevnění kolektoru na zeď budou také potřeba svorky, «nasazené» na plastové hmoždinky. Při montáži konstrukce je také přípustné použít speciální konzoly.

Takové konstrukce jsou výhodné tím, že horní kolektor je v nich vysunut dopředu, čímž trubky uzlu nebrání přívodu potrubí ke spodnímu kolektoru.

Pravidla instalace a připojení

Kolektor je nejlepší vybírat a instalovat již ve fázi projektování a montáže topného systému.

Takové mezilehlé konstrukce se instalují v místnostech chráněných před nadměrnou vlhkostí. Nejčastěji se pro tyto účely vyhrazuje místo v chodbě, komoře nebo šatně.

Kolektorový blok je vhodné umístit do k tomu určené kovové skříňky, která je v bočních stěnách opatřena otvory pro vyvedení trubek.

V prodeji jsou nástěnné a vestavěné modely kovových skříní. Každý model je vybaven dvířky a výlisky na bočních stranách.

Pokud není možné instalovat kovovou skříňku, postupuje se jednodušeji – upevní se zařízení přímo na zeď. Výklenek pro kolektorový blok se umisťuje v malé výšce nad podlahou.

Obecně platný návod pro montáž kolektorových rozvodných schémat v podstatě neexistuje. Existuje však řada základních bodů, na kterých se odborníci shodli:

1. Přítomnost expanzní nádoby. Objem konstrukčního prvku musí činit nejméně 10 % z celkového množství vody v systému.
2. Přítomnost oběhového čerpadla pro každý vedený okruh. Ohledně tohoto prvku nejsou všichni odborníci zajedno. Přesto, pokud plánujete zapojit několik nezávislých okruhů, pro každý z nich byste měli nainstalovat samostatné zařízení.

Před oběhové čerpadlo na zpětném potrubí se umisťuje expanzní nádoba. Díky tomu je méně zranitelný vůči turbulencím proudění vody, které se v tomto místě často vyskytují.

Pokud se používá hydraulická výhybka – nádoba se montuje před hlavní čerpadlo, jehož hlavním úkolem je zajistit cirkulaci v malém okruhu.

Umístění oběhového čerpadla není zásadní. Jak však ukazuje praxe, životnost zařízení je poněkud vyšší právě na zpátečce.

Hlavní při montáži je umístit hřídel přísně vodorovně. Při nedodržení této podmínky první bublina nahromaděného vzduchu ponechá zařízení bez chlazení a mazání.

Samotný proces montáže a zapojení kolektorového systému je názorně předveden ve videobloku.

Závěry a užitečné video k tématu

Videoprůvodce sekvenční montáží kolektorového bloku:

Videorecenze instalace a provozu modulárního plastového kolektoru:

Rozvodný uzel pro «podlahové vytápění»:

Správně zvolené a namontované kolektorové rozvody zaručují účinnost a spolehlivost topného systému.

Díky malému počtu spojů a T-kusů je pravděpodobnost netěsností těchto konstrukcí minimalizována. A možnost regulovat teplotu ohřevu každého topného tělesa činí provoz topného systému obzvláště pohodlným.

Pokud máte potřebné znalosti nebo zkušenosti s připojením kolektorového topného systému, podělte se o ně prosím s našimi čtenáři. Můžete tak učinit zanecháním komentáře v dolní části článku.