Optimalno razvođenje grijanja u privatnoj kući: usporedba svih tipičnih shema

Pri rješavanju zadatka grijanja stambenog prostora postoji mnogo kombinacija izgradnje sustava za dovod i odvod toplinskog nosača. Svaki razvod grijanja u privatnoj kući može se klasificirati prema nekoliko obilježja.

Nudimo vam da se upoznate s nijansama uređenja i rada mogućih varijanti. Razumijevanje principa projektiranja, prednosti i nedostataka svakog tipa razvoda pomoći će vam planirati geometriju sustava i njegovu konstrukciju uzimajući u obzir individualne značajke prostorije.

Modeliranje optimalne geometrije kruga

Za jednu privatnu kuću može se projektirati nekoliko zatvorenih vodenih krugova koji će grijati različite prostorije. Oni se mogu znatno razlikovati po tipu razvoda.

Pri projektiranju se, prije svega, polazi od funkcionalnosti sustava, kao i optimalne geometrije s aspekta minimiziranja troškova, jednostavnosti montaže i mogućnosti uklapanja elemenata grijanja u dizajn prostorija.

Prirodna i prisilna cirkulacija vode

Grijanje toplinskog medija za grijanje kuće odvija se u jednom ili više uređaja smještenih unutar prostorije. To mogu biti peći, kamini, te plinski, električni ili kotlovi na kruta goriva.

Tlak vode u krugu osigurava se korištenjem cirkulacijskih pumpi ili izgradnjom geometrije sustava koja omogućuje stvaranje uvjeta za prirodnu cirkulaciju.

Također, izvor tople vode može biti centralizirani sustav grijanja za nekoliko kuća. U slučaju slabog tlaka moguće je priključiti cirkulacijske pumpe za stvaranje dodatnog tlaka i povećanje brzine kretanja tekućine kroz cijevi.

Ugradnja cirkulacijske pumpe stvara dovoljan tlak u sustavu, omogućujući korištenje varijanti razvoda koje se ne mogu primijeniti kod prirodne cirkulacije.

Pri odabiru varijante s prirodnom cirkulacijom toplinskog medija ili niskim tlakom u cijevima kod centraliziranog grijanja potrebno je pažljivo razmotriti mogućnost maksimalnog korištenja fizičkih zakona koji omogućuju pokretanje i održavanje kretanja tekućine.

Obvezni element razvoda u ovom slučaju je kolektor ubrzanja. To je vertikalna cijev kroz koju se vruća voda diže prema gore, zatim se raspoređuje po grijaćim tijelima i, izgubivši početnu temperaturu, otječe prema dolje.

Zbog različite gustoće nastaje razlika hidrostatskog tlaka između stupca vruće i hladne tekućine, koja je pokretačka sila za cirkulaciju vode.

Vertikalni i horizontalni razvod

Dovod tople vode do radijatora može se ostvariti na različite načine. Razvodenje se uvjetno dijeli na vertikalno i horizontalno, prema položaju cijevi (uspona) koje dovode vodu izravno do radijatora grijanja.

U modernim kućama češće se koristi horizontalno nego vertikalno razvodenje grijanja. Razlog je što se sheme rasporeda radijatora na različitim katovima rijetko podudaraju.

Vertikalne sheme s gornjim dovodom tople vode maksimalno koriste razliku hidrostatskog tlaka između toplog i hladnog segmenta kruga, stoga se gotovo uvijek primjenjuju pri prirodnoj cirkulaciji, kao i pri niskom tlaku u sustavu.

Osim toga, takve sheme su funkcionalne pri havarijskom isključenju crpke, koje može nastupiti zbog njenog kvara ili nestanka električne energije.

Razvodenje s donjim dovodom praktički se ne primjenjuje pri grijanju s prirodnom cirkulacijom. U slučaju dobrog tlaka u sustavu njezino korištenje je opravdano, jer takva shema ima dvije značajne prednosti u odnosu na alternativnu varijantu.

Prednosti sheme:

• manja ukupna duljina korištenih cijevi;
• nema potrebe za provođenjem cijevi kroz tavan ili tehničke niše ispod stropa drugog kata.

Horizontalnu shemu razvodenja grijanja koriste za jednokatne privatne kuće. Ako zgrada ima dva ili više katova, često se koristi u slučaju kada su vertikalni usponi nepoželjni s pozicije dizajna.

Horizontalne cijevi koje dovode i odvode vodu mogu se organski uklopiti u interijer prostorija, a također se sakriti ispod poda ili u niše smještene na razini poda.

Odabir jednocijevnog ili dvocijevnog rješenja

Dovod tople vode i odvođenje ohlađene za sustav grijanja privatne kuće može se obavljati pomoću jedne ili dvije cijevi. Svaka opcija ima pozitivne i negativne strane, kao i posebnosti upotrebe ovisno o vrsti razvoda.

Sa stajališta dizajna interijera, prisutnost druge cijevi nema nikakvog utjecaja na izgled sustava grijanja zahvaljujući donjem načinu spajanja sustava na radijatore i mogućnosti smanjenja promjera cijevi

Korištenje jednocijevne sheme spajanja

Shema vodenog grijanja privatne kuće koja koristi jednu cijev za dovod tople i odvod ohlađene vode naziva se jednocijevnom. Glavna prednost takvog sustava leži u minimiziranju duljine cijevi.

Glavne prednosti ove opcije:

• najmanji troškovi nabave elemenata sustava grijanja;
• najjednostavnija i najbrža montaža;
• najmanji rizik od kvara.

Glavni nedostatak jednocijevnog grijanja jest postupno smanjenje temperature vode koja prolazi redom kroz sve radijatore u krugu.

Stoga je potrebno koristiti nešto veću površinu posljednjih radijatora (veći broj članaka), što često poništava cjenovnu prednost smanjenja duljine cijevi.

Osim toga, zbog tog nedostatka postoje ograničenja za jedan krug u pogledu broja priključenih radijatora. Ako ih bude previše, posljednji radijatori u smjeru protoka medija za grijanje gotovo neće odavati toplinu.

Osim toga, javlja se problem pri izračunu toplinske snage. Ovdje je potrebno uzeti u obzir da isključivanje prvih radijatora iz sustava grijanja dovodi do povećanja temperature ulazne vode za sljedeće uređaj.

Primjena jednocijevnih sustava s vertikanim donjim razvodom besmislena je jer će duljina cijevi biti ista kao i kod dvocijevnog sustava, što poništava sve prednosti, ali ostavlja nedostatke.

Ako se povrat toplinske tekućine odvija istom rutom kao i dovod, tada je ukupna duljina cijevi kod obje varijante praktički ista.

Priključivanje uređaja za grijanje obično se vrši putem bypassa kako bi se bilo koji od njih mogao isključiti bez zaustavljanja cirkulacije vode u krugu.

Radi uštede na ventilima može se izostaviti obilazak vode kroz premosnicu, ali tada će biti potrebno zaustaviti rad tog diela sustava i ispustiti vodu prilikom potrebe zamjene ili popravka radijatora.

Najekonomičnija opcija je korištenje jedne čelične cijevi promjera 1,5-2 inča bez radijatora grijanja. Nepostojanje ventila i fitunga čini takav sustav također najpraktičnijim zbog minimiziranja rizika od pojave propuštanja ili pucanja vode.

Detaljno o izračunu jednocijevnog sustava grijanja pročitajte u ovom članku.

Primjena dvocijevnog rješenja grijanja

Shema kruga grijanja u kojoj se jedna cijev koristi za dovod tople vode do uređaja za grijanje, a druga za povrat ohlađene vode naziva se dvocijevnom.

Njezine glavne prednosti:

• temperatura vode koja se dovodi svim radijatorima je ista;
• isključivanje jednog ili više radijatora ne utječe na temperataru vode koja se dovodi ostalim uređajima za grijanje;
• ograničenja u pogledu broja radijatora za jedan krug grijanja ovise samo o propusnom volumenu cijevi.

Glavni nedostatak takvog razvoda je blago povećanje dužine cijevi.

To dovodi do nekih dodatnih nedostataka:

• rastu troškovi nabave i montaže elemenata sustava grijanja;
• otežava se integracija u interijer privatne kuće.

Broj fitinza i ventila kod dvocijevnog sustava gotovo je ista kao i kod jednocijevnog.

Kod istosmjerne sheme kretanja rashladnog sredstva, ukupna duljina cijevi pri korištenju dvocijevnog sustava povećava se za udaljenost između prvog i posljednjeg radijatora. Ponekad je ona zanemariva u usporedbi s cijelom dužinom kruga.

Ovisno o relativnom kretanju tople i ohlađene vode, sheme dvocijevne razvodnje dijele se na dvije vrste:

• istrosmjernu;
• slijepu.

Istrosmjerna shema. Oba toka kreću se u istom smjeru i stoga je duljina ciklusa okretaja rashladnog sredstva za svaki radijator jednaka. U ovom slučaju dolazi do jednakog brzinskog zagrijavanja pri pokretanju sustava grijanja.

Slijepa varijanta. Smjer kretanja tople i ohlađene vode je suprotan. Zagrijavanje radijatora bližih kotlu događa se brže.

Što je brzina vode manja, to je ovaj efekt uočljiviji, stoga će se pri prirodnoj cirkulaciji zagrijavanje nekih prostorija odvijati znatno sporije nego drugih.

Ako se koristi cirkulacijska pumpa ili je udaljenost između prvog i posljednjeg radijatora u krugu zanemariva, tada je efekt nejednolikog zagrijavanja kod slijepe dvocijevne razvodnje neprimjetan. Tada je izbor u korist jedne ili druge varijante uvjetovan isključivo razlozima praktičnosti provođenja povratne cijevi.

Uključivanje razdjelnog kolektora u sustav

Popularan način organiziranja vodenog grijanja u posljednje vrijeme je takozvana “radijalna shema” s primjenom distribucijskog kolektora.

Takav način razvodnje pouzdano radi samo pri dobrom tlaku vode u sustavu, stoga se ne koristi pri prirodnoj cirkulaciji.

Radijalni razvod podrazumijeva spajanje svakog grijaćeg uređaja (ili manje skupine) izravno na razdjelni kolektor koji distribuira toplu i prikuplja ohlađenu vodu.

Radijalni sustav spajanja radijatora

Najravnomjerniju i upravljivu podjelu toka toplinske tekućine na grijaće uređaje moguće je ostvariti pomoću razdjelnog kolektora.

Uređaj uključuje dva razvodnika (grebena), u jedan topla voda ulazi iz kotla i distribuira se na radijatore, a u drugi ohlađena voda se vraća i usmjerava natrag prema kotlu.

Spajanje radijatora putem razdjelnog kolektora odvija se paralelno, stoga se pri takvom razvodu postiže minimalna razlika temperature toplinske tekućine koja se dovodi do grijaćih uređaja.

To znatno olakšava proračun parametara radijatora u fazi projektiranja, a također omogućuje jednostavnu regulaciju snage svakog uređaja tijekom rada.

Drugi značajan plus takvog razvoda je mogućnost upravljanja parametrima dovoda toplinske tekućine do svih uređaja s jednog mjesta. Kolektor se smješta u poseban ormarić s pristupom indikatorima i upravljačkim elementima: ventilima, slavinama i pumpama.

To je praktično s aspekta regulacije mikroklime kuće i omogućuje lakše uklapanje radijatora u interijer prostorije.

Nedostacima sustava s kolektorskom shemom razvoda grijanja treba pripisati maksimalnu duljinu cijevi za dovod i odvod vode do radijatora. Ova je varijanta najskuplja po cijeni elemenata kruga i najsloženija pri montaži, a također zahtijeva određenu kvalifikaciju.

Korištenje kolektora za spajanje uređaja za grijanje različitih tipova zahtijeva dobro razumijevanje teme vodenog grijanja, a ponekad i provođenje hidrauličkih proračuna za normalno funkcioniranje takvih sustava.

U pravilu se cijevi u radijalnom razvodu grijanja ugrađuju u estrih poda. To znači da je takav sustav potrebno projektirati i instalirati tijekom gradnje ili kapitalne obnove privatne kuće.

Izvršiti kolektorsku varijantu za spajanje radijatora ili promijeniti geometriju krugova u prostorijama s već obavljenim unutarnjim popravkom prilično je složeno. To je drugi značajan nedostatak razvoda ovog tipa.

Pravila korištenja toplog poda

Udoban i vrlo popularan način grijanja stambenih prostorija – uređenje podnog grijanja. Ako je grijana površina mala, može se zadovoljiti jednom cijevi postavljenom u estrih poda.

Spajanje podnog grijanja na sustav grijanja preko razdjelnog kolektora jedina je moguća varijanta za grijanje velikih površina na ovaj način.

Za velike površine korištenje jedne cijevi nije moguće iz sljedećih razloga:

• količina isporučene topline neće biti dovoljna za grijanje cijele prostorije, osim toga ovo grijanje bit će neravnomjerno;
• pri velikoj duljini javlja se snažan hidrodinamički otpor protoka tekućine, što dovodi do pretjeranih troškova električne energije za stvaranje tlaka i povećava rizik od proboja vode na mjestima spojeva.

Stoga je kod značajne površine podnog grijanja korištenje više cijevi ne želja, već nužnost.

U ovom slučaju spajanje se vrši preko razdjelnog kolektora.

Često se kolektor opskrbljuje miješajućim čvorom za regulaciju temperature vode koja se dovodi u cijevi podnog grijanja. Naime, za radijatore grijanja se obično koristi tekućina s temperaturnim rasponom od 70-80°C, dok je za podno grijanje potrebno oko 40°C.

Regulacija temperature putem mješača pouzdana je, što je vrlo važno jer prekoračenje temperature može uzrokovati znatnu deformaciju podne obloge: linoleuma, laminata ili parketa.

Zaključci i koristan video na temu

Shematski prikaz razvoda grijanja u dvokatnoj kući velike površine. Dvocijevni protustrujni i slijepi sustav te podno grijanje, povezani preko kolektora. Isključenje sukoba cirkulacijskih pumpi pomoću hidraulične strelice:

Radijalna shema za grijanje dvokatne zgrade. Budući da završna obrada još nije provedena, dobro se vidi cijeli razvod. Nijanse polaganja cijevi na pod ispod betonske estrihe:

Mišljenje praktičnog majstora za instalaciju sustava grijanja o različitim shemama koje se koriste u privatnim kućama. Pregled prednosti i mana prirodne cirkulacije, jednocijevnog, dvocijevnog protustrujnog i slijepog, te kolektorskog razvoda:

Prikazani razvodi za grijanje kuća su standardni i mogu se modificirati uzimajući u obzir geometriju prostorija, potrebne vrijednosti temperature ili druge čimbenike. Pri modifikaciji shema potrebno je pridržavati se zakona i osnovnih načela fizike, hidraulike, nauke o materijalima i drugih disciplina.

U slučaju rješavanja složenih ili nestandardnih zadataka bolje je obratiti se stručnjacima jer prerađivanje sustava grijanja može biti čak i skuplje od njihovog modeliranja i montaže.

Ako imate pitanja ili želite podijeliti osobno iskustvo o razvodu grijanja u svojoj kući, molimo, ostavite komentare na ovaj članak. Svoju recenziju možete dopuniti fotografijom – obrazac za kontakt nalazi se ispod.