Kolektor za grijanje: princip rada, pravila instalacije i spajanja

Jedan od djelotvornih načina modernizacije sustava grijanja, koji omogućuju da ga se učini učinkovitijim i pouzdanijim, jest ugradnja kolektorskog bloka. Uređaj, koji je zamijenio tradicionalne konstrukcije linearne strukture, namijenjen je povećanju udobnosti korištenja i popravljivosti sustava.

Kako funkcionira kolektor za grijanje i koje posebnosti montaže treba uzeti u obzir, razmotrit ćemo detaljnije.

Princip funkcioniranja razvodnog kolektora

Osnovna namjena razvodnog kolektora jest ravnomjerno raspoređivati toplinske tokove koji dolaze iz glavnog voda, po krugovima sustava te putem cirkulacijskog kruga vraćati ohlađenu tekućinu natrag u kotao.

Pritom pojedine grane sustava, spojene na kolektor, postaju neovisne jedna o drugoj.

Uređaj predstavlja međurazvodni čvor, čiji su ključni elementi dva međusobno povezana dijela:

• dovodna greda – odgovorna je za dovod toplinskog medija;
• povratna greda – obavlja funkciju odvođenja ohlađenog toplinskog medija prema generatoru topline.

Zajedno čine kolektorsku grupu. Od svake grede polazi nekoliko priključaka za spajanje krugova koji vode do grijaćih uređaja.

Svaki izlaz uređaja može biti opremljen ispusnim ventilima i zapornim ili regulacijskim ventilom.

Njihova prisutnost omogućuje regulaciju tlaka unutar svakog kruga i, po potrebi, odvajanje grane radi popravka, npr. zaustavljanje protoka toplinskog medija.

Kako bi se povećala učinkovitost sustava i omogućila kontrola svih procesa grijanja u svakoj prostoriji grijane kuće, kućište razvodnog razdjelnika koristi se i kao platforma za ugradnju:

• odzračnih ventila;
• ispusnih ventila;
• mjerača protoka;
• brojila topline.

Princip rada kolektorskog sustava prilično je jednostavan. Tekućina zagrijana generatorom topline ulazi u dovodni razdjelnik.

Unutar međusklopa brzina kretanja tekućine usporava se zbog povećanog unutarnjeg promjera uređaja, a tekućina se preraspodjeljuje na sve izlaze.

Broj izlaza na razdjelniku može biti bilo koji, a po potrebi se konstrukcija uvijek može nadograditi dodatnim izlazima.

Znajući protok toplinskog medija, jednak snazi generatora topline, i brzinu kretanja vode, lako je pronaći potrebnu površinu presjeka. Samo prethodno treba pretvoriti litre u jedinicu pogodnu za izračune mm³.

Kroz priključne cijevi, čiji je presjek manji od promjera cijevi kolektorskog sklopa, toplinski medij ulazi u zasebno položene krugove i kreće se prema radijatorima ili mrežama podnog grijanja.

Zahvaljujući takvoj raspodjeli, svaki element se pravilno zagrijava, opskrbljen toplinskim medijem iste temperature.

Unutarnji promjer kolektora određuje se proračunom tako da brzina kretanja toplinskog medija unutar njega ne bude veća od 0,7 m/s

Nakon što stigne do radijatora i preda toplinu dobivenu zagrijavanjem, tekućina se usmjerava drugom cijevi u suprotnom smjeru prema razvodnom bloku. Tamo ulazi u povratni razdjelnik, odakle se preusmjerava natrag do generatora topline.

Za seosku vikendicu sustav s korištenjem kolektora s pravom se smatra najučinkovitijim i najpouzdanijim.

Jedino što može zaustaviti štedljivog vlasnika jest cijena. Uostalom, opremanje takvog sustava bit će skuplje od uređenja običnog sustava s T-spojnicama.

Takvo konstrukcijsko rješenje, koje podrazumijeva uređenje zasebnih dovodnih cijevi, stvara uvjete za ravnomjerno zagrijavanje radijatora.

Vrste kolektora u sustavima grijanja

Razvodni razdjelnici koji se koriste pri projektiranju zatvorenih cirkulacijskih sustava grijanja dolaze u tri varijante.

Ovisno o namjeni konstrukcije, na tržištu su dostupni: radijatorski i solarni sustavi, te uređaji opremljeni hidrauličkim separatorom (hidrostrijelom).

Tip #1 — radijatorsko kolektorsko grijanje

Bez obzira na to koji je tip grijanja projektiran u kući, radijatori su uvijek prisutni. Stoga su razvodni razdjelnici koji izravno raspoređuju tokove toplinske tekućine prema radijatorima instaliranim u sobama najtraženiji tip.

Razdjelni čvor sastoji se od dviju međusobno povezanih češljeva (sabirnica): prvi usmjerava toplinsku tekućinu prema uređajima instaliranim u sobama, a drugi je odvodi natrag do kotla.

Razvodne razdjelnike koji se koriste u radijatorskom grijanju moguće je spojiti na različite načine, ovisno o arhitektonskim i interijerskim značajkama prostorije.

Prema načinu spajanja, radijatorski sustav grijanja može biti izveden u bilo kojoj od dolje navedenih varijanti izvedbe:

• gornje spajanje;
• donje priključivanje;
• bočna ugradnja;
• dijagonalno spajanje.

Najveću primjenu ipak je dobio donji način spajanja. Kod takvog razvoda krugovi skriveni ispod površine lajsne ili poda nisu toliko upadljivi.

A i proračuni potvrđuju da se kod donjeg priključka sve prednosti privatnog grijanja u potpunosti očituju.

Svaka etaža kuće oprema se razdjelnikom za radijatore. Postavlja se u središtu, maskirajući uređaj u niši ili u posebno predviđenom ormariću na zidu.

Mjesto za ugradnju treba odabrati tako da se, ako je moguće, svim uređajima dovode grane jednake duljine.

Ako nije moguće postići jednakost prstenova spojenih na razdjelnik, tada se svaki odvod opskrbljuje vlastitom cirkulacijskom pumpom.

U biti, sve grane spojene na razdjelni čvor predstavljaju samostalni krug s vlastitim zapornim ventilima, a ponekad i automatizacijom.

Izvrstan primjer razdjelne sheme grijanja su vodeni topli podovi.

Razdjelna shema razvoda osigurava ravnomjernu opskrbu toplinom svih prstenova sustava vodenih “Toplih podova”

Cjevovodi toplih podova sastavljaju se od bakrenih cijevi ili njihovih plastičnih inačica, a za spojeve se koriste nerastavljivi fitinzi.

U grijaće prstenove ugrađuju se ventili pomoću kojih se regulira dovod toplinske tekućine, a po potrebi se "topli podovi" isključuju iz opće kućne mreže grijanja.

Razdjelni čvor za "topli pod" predstavlja konstrukciju koja uključuje niz cijevnih prstenova, a koja se polaže ispod podne obloge.

Takvi sustavi uvijek su opremljeni cirkulacijskom pumpom. Postavlja se u međusabirni čvor na ulazu u povratnu cijev.

Broj priključaka na razvodnom čvoru ovisi o broju prostorija povezanih na jedan razdjelnik.

Broj kolektorskih grupa određuje se na temelju duljine krugova. Za osnovu izračuna uzima se omjer pri kojem na jednu kolektorsku grupu otpada 120 metara cjevovoda.

Tip #2 — hidraulička strelica

Pri izgradnji snažnih i razgranatih sustava grijanja, koji se projektiraju u stambenim zgradama velike površine, primjenjuju se razdjelni kolektori opremljeni termohidrauličkim razdjelnikom ili hidrauličkom strelicom.

Prilikom montaže veznog člana, s jedne strane na njega se spaja krug kotla za grijanje, a s druge strane – radijatorsko grijanje ili „podno grijanje“.

Hidraulička strelica predstavlja vertikalnu šuplju cijev, opremljenu na krajevima eliptičnim čepovima, čija je glavna namjena izjednačiti tlak koji djeluje na toplinski medij.

Prisutnost razdjelne hidrauličke strelice omogućava rješavanje nekoliko zadataka odjednom:

• izbjeći nagle temperaturne oscilacije u cijevima, koje štetno utječu na radni vijek sustava;
• zahvaljujući primjesi i sekundarnoj cirkulaciji dijela toplinskog medija održati konstantan volumen kotlovske vode, te uštedjeti gorivo i električnu energiju;
• u slučaju potrebe kompenzirati manjak protoka u sekundarnom krugu.

Održavanje temperaturne ravnoteže postiže se zahvaljujući činjenici da uređaj omogućava odvajanje hidrauličkog kruga kotla od sekundarnog kruga.

Varijanta izrade samostalnog kolektorskog razdjelnika, opremljenog hidrauličkom strelicom, koja je izrađena od četvrtaste čelične cijevi i opremljena priključcima

Optimalan rad sustava opremljenog hidrauličkom strelicom može se osigurati pod uvjetom da je svaki krug opremljen vlastitom cirkulacijskom pumpom.

Tip #3 — solarni kolektorski sustavi

Uređaji ovog tipa biraju se pri izgradnji autonomnog vodovoda u negasificiranim područjima, gdje je razina sunčevog zračenja dovoljno visoka.

Zračni kolektori koji funkcioniraju na sunčevu energiju rade zahvaljujući efektu staklenika, pretvarajući sunčevu svjetlost u toplinsku energiju

Konstrukcija sunčanih instalacija malo se razlikuje od tradicionalnih analoga. U suštini, one predstavljaju neku vrstu staklenika koji akumuliraju sunčevu energiju.

Prirodna cirkulacija radnog medija u njima odvija se putem konvekcijskih strujanja i djelovanjem ventilatora pričvršćenih na apsorpcijsku ploču.

Razdjelnik koji apsorbira sunčeve zrake predstavlja malu ravnu kutiju prekrivenu crnom apsorpcijskom pločom. Ta toplinska prijamna ploča akumulira toplinu.

Akumulirana toplina prenosi se radnom mediju, koji može biti zrak ili tekućina koja cirkulira kroz cijevi.

Osnovna namjena solarnog kolektora je usmjeravati i preraspodijeliti energiju Sunca za kućanske potrebe.

U prodaji se mogu pronaći pokretni kolektorski sustavi koji rade na solarnu energiju. Njihova konstrukcija je uređena tako da zrcala i grijaći elementi 'slijede' kretanje Sunca, zahvaljujući čemu se njegova energija apsorbira maksimalno.

Ali zbog visoke cijene opreme, primjena solarnih postrojenja kao glavnog izvora grijanja u klimatskim uvjetima čak i južnih regija naše zemlje nije isplatjiva.

I stoga ih se više koristi kao dodatni izvor topline pri opremanju sustava grijanja koristeći kotlove na kruto gorivo i plinske kotlove.

Modifikacije razvodnih greda

Danas na tržištu opreme predstavljeno je mnogo raznolikosti kolektora za sustave grijanja.

Proizvodači nude kako spojne članove najjednostavnijeg izvodjenja, čija konstrukcija ne predviđa postojanje pomoćne armature za regulaciju opreme, tako i kolektorske blokove s potpunim kompletom ugrađenih elemenata.

Kolektorski blok koji uključuje sve potrebne funkcionalne elemente za stvaranje uvjeta neprekidnog i visokoučinkovitog rada sustava grijanja.

Jednostavna u izvedbi uređaja predstavljaju mjedene modele s colnim prolazom odvajaka, opremljene s dva priključna otvora sa strane.

Na povratnom kolektoru takvi uređaji imaju čepove, umjesto kojih se u slučaju 'proširenja' sustava uvijek mogu ugraditi dodatni uređaji.

Složeniji u konstrukcijskom rješenju međusklopovi opremljeni su kuglastim ventilima. Za svaki odvod u njima je predviđena ugradnja zapornog regulacijskog pribora. Sofisticirani skupi modeli mogu biti opremljeni:

• mjerilima protoka, čija je osnovna namjena regulirati protok radnog medija u svakoj petlji;
• termosenzorima koji su namijenjeni kontroli temperature svakog grijaćeg uređaja;
• ventilima za ispuštanje zraka automatskog tipa za ispuštanje vode;
• elektronskim ventilima i mješalicama koji su usmjereni na održavanje programirane temperature.

Broj krugova može varirati od 2 do 10, ovisno o priključenim potrošačima.

Bez obzira na složenost i višenamjensku opremu, pri izradi češlja razdjelnih blokova koriste se materijali otporni na vanjske čimbenike.

Ako se kao osnova uzme materijal izrade, tada međusloženi razdjelnici mogu biti:

1. Mjedeni – odlikuju se visokim radnim karakteristikama po pristupačnoj cijeni.
2. Nehrđajući čelik – čelične konstrukcije izuzetno su izdržljive. Mogu lako podnijeti veliki tlak.
3. Polipropilenski – modeli od polimernih materijala, iako se odlikuju niskom cijenom, po svim karakteristikama zaostaju za metalnim "rođacima".

Modeli izrađeni od metala, radi produljenja vijeka trajanja i poboljšanja radnih karakteristika, tretiraju se antikorozivnim premazima i oblažu toplinskom izolacijom.

Razdjelne konstrukcije izrađene od polimera koriste se pri uređenju sustava koji se griju kotlovima snage od 13 do 35 kW.

Dijelovi uređaja mogu biti livenog izvođenja ili opremljeni steznim spojnicama, koje omogućuju spajanje s metal-plastičnim cijevima.

Ali stručnjaci ne savjetuju odabir češljeva sa steznim spojnicama, jer oni često "griješe" curenjem toplinske tekućine na mjestima spajanja ventila. To nastaje zbog brzog kvara brtve. I nije ga uvijek moguće zamijeniti.

Razdjelnici se koriste u shemama jednocijevnog i dvocijevnog grijanja. U jednocijevnim sustavima jedan češalj dovodi zagrijanu toplinsku tekućinu i prima ohlađenu.

Preporuke pravilnog odabira

Glavna poteškoća nije samo u montaži razdjelnika, već i u pravilnom odabiru opreme.

Pri odabiru modela češlja treba se voditi sljedećim parametrima:

1. Maksimalno dopušteni tlak za ovaj model. On određuje vrstu materijala od kojeg može biti izrađen hidrorazdjelnik.
2. Protočnost jedinice.
3. Prisutnost pomoćnih uređaja.
4. Broj izlaznih priključaka češlja. Mora odgovarati broju rashladnih krugova.
5. Mogućnost dodatnog priključivanja elemenata.

Svi radni parametri navedeni su u putovnici proizvoda.

Za uređenje katnih neovisnih grijaćih krugova opremljenih autonomnim upravljanjem, češljeve je potrebno montirati na svakom katu kuće.

Pri odabiru i ugradnji etažnih razdjelnika orijentira se na parametre «podsustava» koji trebaju opsluživati.

Zahvaljujući etažnom smještaju razvodnika, u slučaju potrebe uvijek se može isključiti grijanje kako nekoliko pojedinačnih uređaja, tako i cijelog kata.

To znatno pojednostavljuje održavanje sustava grijanja i njegov popravak.

Budući da je kolektorski blok skupo zadovoljstvo, kako biste se zaštitili od razočaranja pri brzom kvaru sustava, pri odabiru modela treba se orijentirati na proizvode provjerenih proizvođača.

Pouzdano se može vjerovati proizvođačima poput «GREENoneTEC», «Rehau», «Soletrol», «Oventrop» i «Meibes». U svakoj seriji vodećih europskih proizvođača može se odabrati kompletan set potrebne dodatne opreme.

Pomoćni elementi i armatura za kolektorski blok također moraju biti u skladu s GOST-om i TU-om.

Kao dodatni uređaji za priključak kolektora mogu biti potrebni: 1 – automatski odzračivač, 2 – adapter, 3 – kutnik, 4 – slavina, 5 – spojnica, 6 – još jedan kutnik, 7 – izvodi cijevi

Svaki od dodatnih elemenata konstrukcije obavlja svoju funkciju:

• automatski odzračivač – montira se ako su blok i radijatori smješteni na istom katu;
• adapter – bit će potreban pri montaži odzračivača, čiji je promjer jednak ½ inča, pod uvjetom da navoj kolektora iznosi ¾ inča.
• kutnik – omogućit će spajanje cijevi i usmjeravanje odzračivača prema gore.
• slavina – potrebna je za priključak cijevi koja dolazi od kotla na uređaj;
• spojnica opremljena maticom za navrtanje – omogućit će, u slučaju potrebe, zatvaranje dovoda toplinskog medija i, odvrtanjem matice za navrtanje, odspajanje uređaja.

Ako se planira priključiti vodeno podno grijanje s kolektora, dodatno će biti potrebno ugraditi slavinu za dopunu.

Za pričvršćivanje kolektora na zid također će biti potrebne stezaljke "postavljene" na plastične tiple. Pri montaži konstrukcije dopušteno je također primijeniti posebne nosače.

Takve su konstrukcije prikladne jer je gornji kolektor u njima pomaknut naprijed, zbog čega cijevi čvora ne smetaju dovodu cjevovoda do donjeg kolektora.

Pravila ugradnje i spajanja

Kolektor je najbolje odabrati i ugraditi već u fazi projektiranja i montaže sustava grijanja.

Takve se međukonstrukcije ugrađuju u prostorije zaštićene od prekomjerne vlage. Najčešće se za te svrhe odvaja mjesto u hodniku, ostavi ili garderobi.

Kolektorski blok poželjno je smjestiti u posebno za to namijenjeni metalni ormar, opremljen otvorima na bočnim stijenkama za izvođenje cijevi.

U prodaji se nalaze nadogradni i ugradbeni metalni ormarići. Svaki model opremljen je vratima i utiskivanjem na bočnim stranama.

U nedostatku mogućnosti ugradnje metalnog ormarića, postupa se jednostavnije, pričvršćivanjem uređaja izravno na zid. Niša za uređenje kolektorskog bloka postavlja se na maloj visini u odnosu na pod.

Općeprihvaćene upute za montažu kolektorskih distribucijskih shema zapravo nema. No postoji niz osnovnih točaka oko kojih su stručnjaci došli do zajedničkog nazivnika:

1. Postojanje ekspanzijske posude. Volumen konstrukcijskog elementa mora iznositi najmanje 10% ukupne količine vode u sustavu.
2. Postojanje cirkulacijske pumpe za svaku postavljenu petlju. Što se tiče ovog elementa, nisu svi stručnjaci jedinstveni u mišljenju. Ipak, ako se planira koristiti više neovisnih petlji, za svaku od njih treba ugraditi zasebni agregat.

Ispred cirkulacijske pumpe na povratnom vodu postavlja se ekspanzijska posuda. Zahvaljujući tome, ona postaje manje osjetljiva na turbulenciju protoka vode koja se često javlja na tom mjestu.

Ako se pak koristi hidraulički separator – posuda se montira ispred glavne pumpe, čiji je glavni zadatak osigurati cirkulaciju na maloj petlji.

Mjesto postavljanja cirkulacijske pumpe nije presudno. No, kako pokazuje praksa, vijek trajanja uređaja nešto je duži upravo na 'povratku'.

Glavno je pri montaži postaviti osovinu strogo vodoravno. Ako se ovaj uvjet ne poštuje, prvi mjehur nakupljenog zraka ostavit će agregat bez hlađenja i podmazivanja.

Sam proces sastavljanja i spajanja kolektorskog sustava pregledno je prikazan u video bloku.

Zaključci i koristan video na temu

Video-vodič za redoslijed sastavljanja kolektorskog bloka:

Video-pregled instalacije i rada modulnog plastičnog kolektora:

Razvodni čvor za 'podno grijanje':

Pravilno odabrano i montirano kolektorsko razvođe jamči učinkovitost i pouzdanost sustava grijanja.

Zahvaljujući malom broju spojeva i T-komada, vjerojatnost curenja takvih konstrukcija svedena je na minimum. A mogućnost reguliranja temperature grijanja svakog radijatora čini korištenje sustava grijanja posebno ugodnim.

Ako posjedujete potrebno znanje ili imate iskustva s povezivanjem kolektorskog sustava grijanja, podijelite ga s našim čitateljima. To možete učiniti ostavljanjem komentara na dnu članka.