Optimalna razvodi ogrevanja v zasebni hiši: primerjava vseh tipičnih shem

Pri reševanju naloge ogrevanja stanovanj obstaja veliko kombinacij izgradnje sistema dovoda in odvoda toplotnega nosilca. Vsak razvod ogrevanja v zasebni hiši je mogoče klasificirati po več značilnostih.

Predlagamo, da se poglobite v nianse ureditve in delovanja možnih variant. Razumevanje načel projektiranja, prednosti in slabosti vsakega tipa razvoda, vam bo pomagalo načrtovati geometrijo sistema in njegovo napravo ob upoštevanju individualnih značilnosti prostora.

Modeliranje optimalne geometije konture

Za eno zasebno hišo je lahko načrtovanih več zaprtih vodnih krogov, ki bodo ogrevali različne prostore. Ti se lahko bistveno razlikujejo med seboj po tipu razvoda.

Pri načrtovanju se najprej izhaja iz delovanja sistema ter optimalne geometije z vidika minimiziranja stroškov, enostavnosti montaže in možnosti vključitve elementov ogrevanja v dizajn prostorov.

Naravno in prisilno kroženje vode

Ogrevanje nosilca toplote za ogrevanje hiše poteka v eni ali več napravah, ki so nameščene v notranjosti prostora. To so lahko peči, kamini ter plinski, električni ali kotli na trda goriva.

Tlak vode v krogu zagotavljajo bodisi s pomočjo obtočnih črpalk bodisi z oblikovanjem geometrije sistema, ki omogoča ustvarjanje pogojev za naravno cirkulacijo.

Prav tako je lahko vir tople vode centraliziran ogrevalni sistem za več hiš. V primeru šibkega pritiska je možno priključiti obtočne črpalke za ustvarjanje dodatnega tlaka in povečanje hitrosti gibanja tekočine po ceveh.

Namestitev obtočne črpalke ustvari zadosten tlak v sistemu, kar omogoča uporabo variant razvoda, ki jih ni mogoče uporabljati pri naravni cirkulaciji.

Pri izbiri možnosti z naravno cirkulacijo nosilca toplote ali nizkim tlakom v ceveh pri centraliziranem ogrevanju je treba skrbno pretehtati možnost čim večje uporabe fizikalnih zakonov, ki omogočajo začetek in vzdrževanje gibanja tekočine.

Obvezen element razvoda v tem primeru je kolektor pospeševanja. Predstavlja navpično cev, po kateri se vroča voda dviga navzgor, nato se porazdeli po ogrevalnih telesih in, potem ko izgubi začetno temperaturo, teče navzdol.

Zaradi različne gostote nastane razlika hidrostatičnega tlaka med vročim in hladnim stebrom tekočine, kar je pogonska sila za cirkulacijo vode.

Vertikalni in horizontalni razvod

Dovod tople vode do radiatorjev je mogoče izvesti na različne načine. Razvodno shemo pogojno delijo na vertikalno in horizontalno, glede na položaj cevi (dvižnih vodov), ki dovajajo vodo neposredno do ogrevalnih radiatorjev.

V sodobnih hišah pogosteje uporabljajo horizontalno kot vertikalno razvodno ogrevanja. Razlog je v tem, da se sheme postavitve radiatorjev na različnih nadstropjih redko ujemajo.

Vertikalne sheme z zgornjim dovodom tople vode maksimalno izkoristijo razliko hidrostatičnega tlaka med toplim in hladnim segmentom kroga, zato jih praktično vedno uporabljajo pri naravni cirkulaciji, pa tudi pri nizkem tlaku v sistemu.

Poleg tega so takšne sheme delujoče ob izrednem izklopu črpalke, ki lahko nastopi zaradi njene okvare ali izpada električne energije.

Razvodno s spodnjim dovodom praktično ne uporabljajo pri ogrevanju z naravno cirkulacijo. V primeru dobrega tlaka v sistemu je njena uporaba upravičena, saj ima takšna shema dve pomembni prednosti v primerjavi z alternativno možnostjo.

Prednosti sheme:

• manjša skupna dolžina uporabljenih cevi;
• ni potrebe po vodenju cevi po podstrešju ali tehničnih nišah pod stropom drugega nadstropja.

Horizontalno shemo razvodne ogrevanja uporabljajo za enonadstropne zasebne hiše. Če ima stavba dve ali več nadstropij, jo pogosto uporabljajo v primeru, ko so z vidika oblikovanja vertikalni dvižni vodi nezaželeni.

Horizontalne cevi, ki dovajajo in odvajajo vodo, je mogoče organsko vključiti v notranjost prostorov ter jih skriti pod tla ali v niše, ki so na nivoju tal.

Izbira enocevne ali dvocevne variante

Dovod tople vode in odvod ohlajene vode za ogrevalni sistem zasebne hiše se lahko izvede z eno ali dvema cevema. Vsaka možnost ima svoje prednosti in slabosti ter posebnosti uporabe glede na vrsto razvoda.

Z vidika notranjega oblikovanja prisotnost druge cevi ne vpliva na videz ogrevalnega sistema zaradi spodnje možnosti priključitve sistema na radiatorje in možnosti zmanjšanja premerov cevi

Uporaba enocevne sheme priključitve

Shemo vodnega ogrevanja zasebne hiše, ki uporablja eno cev za dovod tople in odvod ohlajene vode, imenujemo enocevna. Glavna prednost takega sistema je minimalizacija dolžine cevi.

Glavne prednosti možnosti:

• najmanjši stroški za nakup elementov ogrevalnega sistema;
• najpreprostejša in najhitrejša montaža;
• najmanjše tveganje za nesrečo.

Glavna pomanjkljivost enocevnega ogrevanja je postopno zmanjševanje temperature vode, ki zaporedoma prehaja skozi vse radiatorje v krogu.

Zato je treba uporabiti nekoliko večjo površino zadnjih radiatorjev (večje število kolen), kar pogosto izniči cenovno prednost minimalizacije dolžine cevi.

Poleg tega zaradi te pomanjkljivosti obstajajo omejitve za en tokokrog glede števila priključenih radiatorjev. Če jih je preveč, zadnji v smeri toka hladilnega sredstva praktično ne bodo oddajali toplote.

Poleg tega se pojavi težava pri izračunu toplotne oddaje. Pri tem je treba upoštevati, da izklop prvih radiatorjev iz ogrevalnega sistema vodi do povečanja temperature vhodne vode za naslednje naprave.

Uporaba enocevnih shem z navpičnim spodnjim razvodom je nesmiselna, saj bo dolžina cevi enaka kot pri dvocevni varianti, kar izniči vse prednosti, vendar pusti slabosti.

Če poteka povratek hladilnega sredstva po isti poti kot dovod, je skupna dolžina cevi pri obeh variantah praktično enaka.

Priključitev grelne naprave se praviloma izvede prek obvodnega voda, da je mogoče izključiti katerega koli od njih brez zaustavitve kroženja vode v tokokrogu.

Za prihranek pri pipah lahko opustimo obvod vode skozi odcep, vendar bo takrat treba ustaviti delovanje tega dela sistema in izpustiti vodo ob potrebi po zamenjavi ali popravilu radiatorja.

Najbolj ekonomična možnost je uporaba ene jeklene cevi premera 1,5–2 palca brez ogrevalnih radiatorjev. Odsotnost pip in fitingov naredi tak sistem tudi najbolj praktičen zaradi zmanjšanja tveganja za puščanje ali preboj vode.

Podrobnosti o izračunu enocevnega ogrevalnega sistema preberite v tem članku.

Uporaba dvocevne variante ogrevanja

Shemo ogrevalnega tokokroga, pri kateri eno cev uporabljamo za dovod tople vode do grelnih naprav, drugo pa za vračanje ohlajene, imenujemo dvocevna.

Njene glavne prednosti:

• temperatura vode, dovedene do vseh radiatorjev, je enaka;
• izklop enega ali več radiatorjev ne vpliva na temperaturo dovedene vode do ostalih grelnih naprav;
• omejitev števila radiatorjev za en ogrevalni tokokrog je odvisna le od pretočne prostornine cevi.

Glavna pomanjkljivost takega razvoda je nekoliko povečanje dolžine cevi.

To vodi do nekaterih dodatnih pomanjkljivosti:

• povečajo se stroški za nakup in montažo elementov ogrevalnega sistema;
• oteži se integracija v notranjost zasebne hiše.

Število fitingov in pip pri dvocevnem sistemu je skoraj enako kot pri enocevnem.

Pri vzporedni shemi pretoka toplotnega nosilca se skupna dolžina cevi pri uporabi dvocevnega sistema poveča za razdaljo med prvima in zadnjima radiatorjema. Včasih je ta razdalja zanemarljiva v primerjavi s celotno dolžino kroga.

Glede na relativno gibanje tople in ohlajene vode se sheme dvocevne razvodnje delijo na dve vrsti:

• vzporedno;
• slepo.

Vzporedna shema. Oba toka se premikata v isto smer, zato je dolžina cikla kroženja toplotnega nosilca za vsak radiator enaka. V tem primeru se enakomerno segrevata pri zagonu ogrevalnega sistema.

Slepa izvedba. Smer gibanja tople in ohlajene vode je nasprotna. Segrevanje radiatorjev, bližjih kotlu, poteka hitreje.

Čim nižja je hitrost vode, tem bolj opazen je ta učinek, zato bo pri naravni cirkulaciji segrevanje nekaterih prostorov potekalo precej počasneje kot drugih.

Če se uporablja obtočna črpalka ali pa je razdalja med prvima in zadnjima radiatorjema v krogu zanemarljiva, potem je učinek neenakomernega segrevanja pri slepi dvocevni razvodnji neopazen. Potem je izbira v korist ene ali druge možnosti pogojena izključno z vidiki priročnosti vodenja povratne cevi.

Vključitev razdelilnega kolektorja v sistem

Priljubljen način organizacije vodnega ogrevanja v zadnjem času je tako imenovana “radialna shema” z uporabo razdelilnega kolektorja.

Tak način razvodnje zanesljivo deluje le pri dobrem tlaku vode v sistemu, zato ga ne uporabljajo pri naravni cirkulaciji.

Sevalni razvod predvideva priključitev vsakega ogrevalnega telesa (ali majhne skupine) neposredno na razdelilni kolektor, ki razdeljuje vročo in zbira ohlajeno vodo.

Sistem radialne priključitve radiatorjev

Najbolj enakomerno in vodljivo razdeljevanje toplotnega nosilca po ogrevalnih telesih je mogoče izvesti s pomočjo razdelilnega kolektorja.

Naprava vključuje dva grebena, v enega vroča voda vstopi iz kotla in se razdeljuje po radiatorjih, v drugega pa ohlajena voda vrača in se usmerja nazaj h kotlu.

Priključitev radiatorjev preko razdelilnega kolektorja poteka vzporedno, zato se pri takem razvodu doseže minimalna razlika temperature toplotnega nosilca, ki se dovaja ogrevalnim telesom.

To bistveno olajša izračun parametrov radiatorjev v fazi načrtovanja in omogoča enostavno uravnavanje moči vsakega telesa med obratovanjem.

Drugi pomemben plus takega razvoda je možnost upravljanja parametrov dovajanja toplotnega nosilca do vseh teles z enega mesta. Kolektor namestijo v posebno omaro z dostopom do indikatorjev in krmilnih elementov: ventilov, pip in črpalk.

To je priročno z vidika uravnavanja mikroklime hiše in omogoča lažje vključevanje radiatorjev v notranjost prostora.

K slabostim sistemov s kolektorsko shemo razvoda ogrevanja sodi največja dolžina cevi za dovod in odvod vode do radiatorjev. Ta možnost je najdražja glede stroškov elementov tokokroga in najzahtevnejša pri montaži, poleg tega pa zahteva določeno usposobljenost.

Uporaba kolektorja za priklop grelnih naprav različnih vrst zahteva dobro razumevanje tematike vodnega ogrevanja, včasih pa tudi izvedbo hidravličnih izračunov za normalno delovanje takšnih sistemov

Praviloma cevi v radialnem razvodu ogrevanja vgradijo v talni estrih. To pomeni, da je treba tak sistem načrtovati in namestiti pri gradnji ali večji prenovi zasebne hiše.

Izvesti kolektorsko možnost za priključitev radiatorjev ali spremeniti geometrijo tokokrogov v prostorih z že izvedenim notranjim prenovo je precej zahtevno. To je druga pomembna pomanjkljivost razvoda te vrste.

Pravila uporabe talnega gretja

Udoben in zelo priljubljen način ogrevanja bivalnih prostorov – ureditev talnega ogrevanja. Če je ogrevana površina majhna, se lahko zadovoljimo z eno cevjo, nameščeno v talni estrih.

Priključitev talnega ogrevanja na ogrevalni sistem prek razdelilnega kolektorja je edina možna možnost za ogrevanje velikih površin na ta način

Za velike površine uporaba ene same cevi ni mogoča iz naslednjih razlogov:

• količina dovedene toplote ne bo zadostovala za ogrevanje celotnega prostora, poleg tega bo to ogrevanje neenakomerno;
• pri veliki dolžini nastane močan hidrodinamični upor toka tekočine, kar vodi do prevelikih stroškov električne energije za ustvarjanje tlaka in povečuje tveganje za preboj vode na stičnih mestih.

Zato je pri večji površini talnega ogrevanja uporaba več cevi ne želja, ampak nuja.

V tem primeru se priključitev izvede prek razdelilnega kolektorja.

Kolektor je pogosto opremljen z mešalnim sklopom za uravnavanje temperature vode, ki se dovaja v cevi talnega ogrevanja. Dejstvo je, da se za radiatorje ogrevanja običajno uporablja tekočina s temperaturnim območjem 70–80 °C, medtem ko je za talno ogrevanje potrebno približno 40 °C.

Uravnavanje temperature prek mešalnika je zanesljivo, kar je zelo pomembno, saj lahko prekomerna temperatura povzroči znatno deformacijo talne obloge: linoleja, laminata ali parketa.

Zaključki in koristen video na to temo

Shematski prikaz razvoda ogrevanja v dvonadstropni hiši velike površine. Dvocevni pretočni in slepi sistem ter talno ogrevanje, priključeni prek kolektorjev. Izključitev konflikta obtočnih črpalk s pomočjo hidravlične puščice:

Radiantna shema za ogrevanje dvonadstropne stavbe. Ker končna obdelava še ni izvedena, je celoten razvod dobro viden. Podrobnosti polaganja cevi na tla pod betonski estrih:

Mnenje izkušenega mojstra za namestitev ogrevalnih sistemov o različnih shemah, ki se uporabljajo v zasebnih hišah. Pregled prednosti in slabosti naravne cirkulacije, enocevnega, dvocevnega pretočnega in slepega sistema ter kolektorskega razvoda:

Predstavljeni razvodi za ogrevanje hiš so tipični in jih je mogoče spremeniti glede na geometrijo prostorov, zahtevane vrednosti temperature ali druge dejavnike. Pri spreminjanju shem je treba upoštevati zakone in osnovna načela fizike, hidravlike, materialoslovja in drugih ved.

V primeru reševanja zahtevnih ali nestandardnih nalog je bolje, da se obrnete na strokovnjake, ker je lahko predelava ogrevalnih sistemov celo dražja od njihovega modeliranja in namestitve.

Če imate vprašanja ali želite deliti osebne izkušnje glede razvoda ogrevanja v svoji hiši, pustite komentarje k temu članku. Svoje mnenje lahko dopolnite s fotografijo – obrazec za stik se nahaja spodaj.