Dnes se zájem ze strany inženýrů vrací k takovému nástroji zásobování teplem, jakým je jednotrubkový vytápěcí systém s nuceným oběhem ve vícepodlažní a individuální výstavbě. Počátkem 90. let byl odmítnut domácími topenáři po třech desetiletích nesporného a rozšířeného rozšíření v budovách libovolného počtu podlaží a účelu. Tradiční, zásadně neovladatelné jednotrubkové vytápění nezapadalo do konceptu energeticky efektivního bydlení a v posledních dvou desetiletích je všude nahrazují dvoutrubkové systémy. Moderní jednotrubkové konstrukce však kombinují své tradiční výhody (hydraulická stabilita, účinnost) se schopností ovládat topná zařízení, jako u dvoutrubkových protějšků.
Tradiční „potrubí“ radiátoru s jednotrubkovým vytápěním
Pokud bydlíte v činžovním domě ze sovětské éry, podívejte se na připojení baterie. Ze stropu vystupuje svislá trubka, ohnutá ve vodorovném směru a vstupující do horního kolektoru ohřívače. Ze spodního kolektoru vychází druhá vodorovná trubka, zahnutá svisle dolů a procházející podlahou do spodního patra. Mezi vodorovné trubky je přivařen svislý uzavírací úsek, obtok. Jedná se o vertikální jednotrubkový systém s bočním připojením baterie.
Litinová baterie s bočním připojením.
Vlastnosti provozu tradičního jednotrubkového vytápění
Typická schémata vertikálních jednotrubkových stoupaček jsou uvedena níže
Vertikální jednotrubkové stoupačky.
V sovětských dobách nebyla na „potrubí baterie“ instalována regulační zařízení. První zařízení podél toku vody se ohřívají tepleji než poslední. Teplotní rozdíl v bateriích se vypočítá pomocí vzorce ∆T_р=∆T⁄N, kde N je počet pater. Jednotrubkové stoupačky nutí cirkulovat N a 2N krát více kapaliny než dvoutrubkové stoupačky, přičemž 80 % jejího objemu protéká obtokem.
Taková iracionální konstrukce (z hlediska energetických nákladů na čerpání kapaliny) byla použita kvůli své extrémní jednoduchosti a hospodárnosti. Nízká cena elektřiny, udržovaná z politických důvodů, nestimulovala její úspory nuceným oběhem přebytečného objemu chladiva.
Jednotrubkové otopné soustavy jsou hydraulicky velmi stabilní a necitlivé na neoprávněnou výměnu otopných těles nebo zvýšení počtu jejich článků. Vypnutí jednotlivých baterií téměř nezmění přenos tepla ostatních zařízení. Voda totiž prochází hlavně obchvaty. Dvoutrubkové topné systémy se však nevyhnutelně stanou nevyváženými.
Nové jednotrubkové otopné soustavy pro bytové domy
Ruské novostavby jsou vybaveny jednotrubkovými radiátorovými jednotkami s termostatickými ventily (termostaty). Vypadají jako na fotografii níže.
Sestava radiátoru s termostatem.
Takové topné systémy jsou o 30–40 % levnější než jejich dvoutrubkové protějšky a mají vysokou hydraulickou stabilitu. Poskytují však úroveň pohodlí při provozu dvoutrubkových obvodů, která je určena následujícími komponenty:
- automatický režim pro stabilizaci nastavené teploty v každé místnosti;
- celková úspora energie v topném systému;
- možnost skrytého pokládání potrubí;
- měření tepla v bytě.
Zhodnoťme variantu jednotrubkového vytápění podle těchto kritérií.
Lokální automatická stabilizace teploty
Jednotrubková regulovatelná radiátorová jednotka s průchozím (a) nebo třícestným (b) termostatickým ventilem na horním připojení.
Regulovatelná radiátorová sestava vertikálního jednotrubkového vytápění může být provedena s průtočným (obr.a) nebo třícestným (obr.b) termostatickým ventilem (termostatem). Potrubní jednotka větví chladivo do dvou toků: přes zařízení a přes obtok. Průměry pístu termostatického ventilu a otvoru pro průchod kapaliny jsou provedeny na maximum. Termostat se při znečištění chladicí kapaliny nezanáší a zajišťuje její volný průtok (při plném otevření). Neoprávněná výměna radiátoru, doprovázená odstraněním termostatu, nevede k nevyváženosti celého topného systému jako u dvoutrubkového provedení.
Pokud teplota vzduchu v místnosti překročí nastavenou hodnotu, ventil se uzavře (přejde do minimálního režimu) a nasměruje kapalinu obtokem za radiátor. Zavřením (minimálním otevřením) ventilů všech termostatů dané stoupačky se zvýší podíl chladicí kapaliny procházející obtoky z 80 % na 90 % při současném snížení průtoku radiátory, tzn. beze změny celkového průtoku.
Šetří jednotrubkový systém vytápění s nuceným oběhem energii?
U dvoutrubkového topného provedení se přímo šetří tepelná energie. Při přehřívání prostor termostaty snižují průtok chladicí kapaliny topnými zařízeními, zároveň se snižuje její průtok stoupačkami, to znamená, že její přebytečný objem necirkuluje potrubím.
V jednotrubkovém topném systému s termostaty, když se místnosti přehřívají (když se jejich ventily zavírají), celkový nucený oběh kapaliny se nesnižuje – jednoduše nevstupuje do baterií, a proto se v nich neochlazuje . Tepelná energie se zde nešetří, ale ani neplýtvá a zůstává ve stabilním objemu ohřátého chladiva. Ale jeho teplota ve “zpátečce” stoupá, což vede ke zvýšení ztrát v potrubí. V topných jednotkách bytových domů je však výměník TUV (pokud existuje) napájen ze „zpátky“, ve které se voda před návratem do kotelny ochladí.
Skryté potrubí pro jednotrubkové vytápění
Při skrývání potrubí ve stěnách se používá tepelná izolace pro topné potrubí, což zvyšuje účinnost takové pokládky. Níže je celkový pohled na pokládku skrytých jednotrubkových stoupaček a vodorovných připojení z nich k radiátorům ve výklencích.
Schéma skryté instalace jednotrubkového systému.
Pro měření bytového tepla, pokud jsou v domě dvoutrubkové svislé stoupačky, lze použít vodorovný jednotrubkový rozvod bytového vytápění se skrytým uložením potrubí pod podlahu nebo za ozdobný sokl.
Kombinace dvoutrubkových a jednotrubkových variant
V soukromých dvoupodlažních (nebo vyšších) domech lze použít dvoutrubkové i jednotrubkové vertikální stoupačky spolu s horizontálními jednotrubkovými rozvody v místnostech s různými způsoby připojení ohřívačů.
Schéma jednotrubkového topného systému 2-podlažní budovy.
Teplotní rozdíl v pokojových radiátorech se v tomto případě vypočítá podle vzorce ∆T_р=∆T⁄P, kde P je počet ohřívačů zapojených v sérii (v tomto případě P=3). Horizontálním jednotrubkovým potrubím by mělo protékat P krát více kapaliny než horizontálním potrubím s dvoutrubkovým vedením. To bude vyžadovat zvýšení výkonu čerpadla pro jeho nucený oběh a vysoké náklady na energii, ale hydraulická stabilita okruhu bude vysoká.
Možnosti pro jednotrubkové vytápění soukromého domu
Nejjednodušší schéma se spodním připojením radiátorů je uvedeno níže.
Typický jednotrubkový topný systém soukromého domu.
Systém je otevřeného typu – jeho expanzní nádrž 3 je napojena na atmosféru. Přepadová trubka 2 slouží k vypouštění vzduchu a odvádění vody při prvotním plnění okruhu. Výše je znázorněn jednotrubkový otopný systém s nuceným oběhem, který zajišťuje oběhové čerpadlo 4 instalované na „zpátečce“ před kotlem. To je způsobeno skutečností, že teplota kapaliny ve „zpátečce“ je nižší než v „přívodu“ a provoz čerpadla při nižší teplotě čerpané chladicí kapaliny jednoduše zvyšuje jeho životnost.
Přívod síťové vody je zajištěn přes filtr 12 a dopouštěcí ventil 11 (přes ně se provádí i primární plnění systému). Voda se vypouští (pro opravy a na konci topné sezóny) ventilem 5 a kanalizací 10 s uzavřeným ventilem 11.
Používá se spodní připojení radiátorů 7, tzn. k potrubí jsou připojeny pouze jejich spodní kolektory a vývody horních jsou tlumeny. Obtoky jsou vybaveny zařízeními (ve schématu označenými písmenem „a“) pro regulaci průtoku (jehlové ventily), ale je možný i jednodušší obvod bez nich. Je zobrazen níže a nazývá se “Leningrad”.
Schéma jednotrubkového topného systému “Leningrad” s nuceným oběhem.
V něm jsou uzavírací sekce 14 obtoky v čisté podobě bez uzavíracích nebo regulačních ventilů s průměrem menším než má hlavní potrubí. Současně se zvyšuje část průtoku bateriemi, ale také se rychleji ochlazuje, protože do celkového průtoku se při průtoku přimíchává více ochlazené vody. V soukromých domech se to provádí za účelem snížení jeho celkové spotřeby (a tedy spotřeby elektřiny čerpadla 4 pro nucený oběh), jakož i zvýšení přenosu tepla baterií, i když se zahřívají velmi nerovnoměrně.
Radiátory je možné připojit diagonálně, jak je znázorněno na obrázku níže.
Jednotrubkový systém s diagonálním připojením radiátorů.
Zde zůstává nerovnoměrné zahřívání baterií v řetězu (a dokonce se zvyšuje), ale přenos tepla každé z nich se zvyšuje o několik procent v důsledku intenzivního proudění vody kolem nich se současnou přítomností nucené a přirozené cirkulace. Jeho teplota na vstupu do horního kolektoru je totiž o několik stupňů vyšší než na výstupu z dolního, a to díky chlazení v samotném zařízení. Vznikají tak podmínky pro přirozenou cirkulaci vody bateriemi (jako v odpovídajících systémech bez čerpadel). Tlak v obtoku 14 tento tok neuzavře, ale bude stoupat až k ventilům 13 poměrně intenzivně.
Související články:
Jak naplnit uzavřený topný systém: přehled metod
Způsoby plnění uzavřených otopných soustav. Typické chyby při provádění této operace. Doporučení pro výběr hodnoty.
Trámové zapojení topného systému: výhody a použití
Článek je věnován schématům a pravidlům pro provádění paprskového zapojení topných systémů ve vícebytových a soukromých domech. Tento typ rozvodu topných trubek.
Alternativní vytápění soukromého domu není jednoduchá volba
Mnoho majitelů nemovitostí přemýšlí o tom, jak realizovat alternativní vytápění pro soukromý dům. Systémy vytápění bytů vč.
Jednotrubkový topný systém je široce používán v moderní výstavbě.
Jednotrubkový topný systém je široce používán v moderní výstavbě.
Toto schéma umožňuje výrazně šetřit materiály a efektivně vytápět místnosti v jednopodlažních i vícepodlažních budovách.
Jednotrubkové vytápění s přirozenou cirkulací chladiva se provádí pouze s horním rozvodem přívodního potrubí, ve kterém nejsou žádné vratné stoupačky.
Jednotrubkové se oproti dvoutrubkovým systémům snadněji instalují, vyžadují méně trubek pro své uspořádání a vypadají krásněji.
Schéma jednotrubkového topného systému – typy a výhody
Jednotrubkové otopné soustavy se dělí na jednotrubkovou otopnou soustavu s uzavíracím okruhem a jednotrubkovou průtokovou soustavu. Jednotrubkový způsob instalace topných systémů má dva typy:
Prvním typem je průtok
První schéma je průtočné. Neexistují žádné zásobovací stoupačky jako takové. Radiátory po celé výšce domu jsou vzájemně propojeny sériově.
Proud horké vody je přiváděn shora dolů a postupně protéká všemi radiátory, počínaje shora. Spodní radiátory v takovém systému budou chladnější.
Schéma jednotrubkového systému s průtokovým ohřevem.
U průtokových typů jednotrubkových systémů prochází chladicí směs, proudící potrubím, postupně celým okruhem topných radiátorů a postupně se ochlazuje na každé z baterií.
V důsledku toho bude v horních patrech docela horko a ve spodních patrech teplota vytápění ani nemusí být dostatečná.
Pro snížení tohoto rozdílu a pro vyrovnání tepelných ztrát jsou ve spodních patrech budov instalovány baterie s velkým počtem sekcí.
V průtokových systémech se nedoporučuje instalovat regulační ventily, protože i při poklesu průtoku nebo uzavření takového ventilu v konkrétním radiátoru dochází ke snížení nebo zablokování přívodu vody do všech baterií po proudu v této stoupačce ve směru proudění.
V takových systémech není možné regulovat teplotu vzduchu v místnostech. Pokud má dům dvě podlaží, pak není možné zásobovat vodou pouze jedno z podlaží.
Průtokové topné okruhy byly velmi oblíbené až v polovině minulého století, a to především díky malému počtu trubek pro jejich instalaci, což umožnilo výrazně ušetřit na těchto materiálech.
Dlouholeté zkušenosti ukazují, že takové schéma jednotrubkového topného systému je absolutně neschopné, proto se dnes nepoužívá.
Druhý typ – s bypassy
Porovnání jednotrubkového otopného systému s uzavírací smyčkou a průtočného jednotrubkového systému. Klikni pro zvětšení.
Jednotrubkový systém prostorového vytápění má uzavírací okruh a používá speciální armatury s obtokem uvnitř tělesa této armatury.
Z radiátoru topení se proud chladicí kapaliny s nižší teplotou postupně vrací do stoupačky.
Poté je chladicí směs přiváděna do dalšího chladiče. Prstencový proud vody je ve ventilu rozdělen na proudy v radiátoru a proudění v obtoku.
Ze stoupaček se voda dostává do horních baterií, zbytek horkého proudu směřuje po stoupačkách dolů – do pod nimi ležících radiátorů.
Voda se v této souvislosti o něco méně ochlazuje, což umožňuje snížit teplotní rozdíl ve spodním a horním patře.
Tento způsob připojení je v podstatě modernizovaný „průtokový“ systém, ve kterém je mezi potrubím vytvořena propojka pro připojení radiátoru – bypass.
Průměr trubky takového uzavíracího úseku je o jednu velikost menší než průměr trubek společné spojovací stoupačky. V důsledku toho je chladicí kapalina přiváděná z horních pater rozdělena do dvou proudů: první vstupuje do baterie a druhý proudí přes obtok do spodních řad radiátorů.
Pokud je průměr bypassu namontován stejný jako průměr spojovacích trubek, pak chladicí kapalina v chladiči přestane cirkulovat, protože hydraulický odpor v baterii bude větší než v bypassu.
Voda teče vždy tam, kde je menší hydraulický odpor, při stejném průměru nemusí protékat radiátorem, poteče klidně uzavírací sekcí, která má stejně velké potrubí, ze kterého vytékala.
Při instalaci obtoků s průměry shodnými s průměry stoupacího potrubí pro připojení radiátorů lze množství přiváděné vody regulovat předinstalovanými ventily (pro vyvážení systému). Takové kohouty se montují na spojovací potrubí a na obtok.
Touto metodou, otevřením nebo zavřením ventilů na přívodním potrubí pro připojení baterií nebo na samotném bypassu, je možné řídit průtok přiváděné chladicí kapaliny do stoupačky nebo chladiče.
Například můžete úplně vypnout samotný radiátor a přesměrovat veškerou vodu do bypassu a poté do topných baterií níže ve stoupačce. Nebo naopak – zavřete bypass a nasměrujte celý tok chladicí kapaliny do samotné baterie.
Charakteristika schématu jednotrubkového vytápění
Jednotrubkové vytápění se vyznačuje vysokou hydraulickou stabilitou. Jednotrubkové systémy se oproti dvoutrubkovým okruhům mnohem jednodušeji instalují, snáze se hydraulicky nastavují a snáze se ovládají. Nelze je neoprávněně deregulovat.
Díky těmto vlastnostem byl právě jednotrubkový typ otopných soustav rozšířen v zemích bývalého Sovětského svazu a řadě evropských zemí (Itálie, Řecko a Španělsko).
Hlavní nevýhodou tohoto způsobu připojení potrubí pro vytápění obytných budov je poměrně obtížný proces regulace topného výkonu jednotlivých radiátorů.
V takových systémech je ve srovnání s dvoutrubkovým schématem vyšší hladina tlaku vytvářená oběhovým čerpadlem, která je nezbytná pro provoz jednotrubkového topného systému.
Mezi výhody schématu jednotrubkového připojení patří:
- velké úspory na spojovacích potrubích;
- v důsledku činnosti regulačních ventilů zůstává množství cirkulované vody na konstantní úrovni;
- tento způsob montáže je nejjednodušší a nejlevnější ze všech typů topných systémů.
Horizontální a vertikální uspořádání
Na základě způsobu umístění otopných těles rozlišují vertikální a horizontální jednotrubkové otopné soustavy.
Horizontální cestou
V horizontálním jednotrubkovém systému je chladicí směs v potrubí přiváděna v jednom směru, minimální délka celého potrubí je zajištěna tím, že chladicí kapalina se po průchodu ohřívači a bateriemi vrací zpět do napájecího systému .
Díky tomu zůstává průtok v přívodním potrubí nezměněn po celé jeho délce. Teplota baterií podél okruhu klesá, když se vzdalujete od zdroje vytápění a baterie procházejí.
Aby se tento efekt kompenzoval, při pevném přívodu chladicí směsi by se plocha povrchu uvolňujícího teplo topných zařízení měla zvětšovat se vzdáleností od zdroje vytápění.
vertikální cestou
Vertikální jednotrubkový systém vytápění prostor se používá ve vícepodlažních budovách. Ve většině případů se při instalaci používá typ jednotrubkového schématu s horním vedením, ve kterém je přívodní potrubí položeno přes podkroví.
Schéma vertikálního jednotrubkového topného systému. Klikni pro zvětšení.
Svislé stoupačky se od ní rozkládají paralelně dolů a dodávají chladicí kapalinu do radiátorů. Baterie s tímto schématem pokládání jsou umístěny na různých podlažích a přísně pod sebou.
Při této metodě bude teplota chladicí směsi v přívodním potrubí stejná ve všech vstupních bodech do jakékoli stoupačky směřující dolů. Změna teploty probíhá přímo v samotných vertikálních stoupačkách, klesá podél jejich výšky.
Použití moderního vybavení a armatur při instalaci topných komunikací umožňuje získat spolehlivý a pohodlný systém vytápění prostor.
Široký výběr řídicích zařízení pro různé typy sítí umožňuje vybrat tyto komponenty co nejpřesněji a v souladu se všemi potřebnými provozními podmínkami.
Minimální sada jednoho topného tělesa pro jednotrubkový topný systém se skládá z:
- termostatický ventil;
- regulátor radiátoru;
- ventilace;
- chladič;
- vyvažovací ventil;
- kulový ventil pro vypouštění chladicí kapaliny.
Moderní uzavírací zařízení pro regulaci teploty
Topné systémy jsou žilou moderních domů, distribuují teplo a vytápějí je. Moderní topné systémy zahrnují použití nejnovějších řešení a schémat spolu s různými typy zařízení, které umožňují automatizaci dodávky tepla v sítích.
Takové prvky dokážou řídit vytápění domů i bez lidského zásahu a regulovat teplotu ve stanovených mezích v závislosti na denní době.
Jednotrubkové vytápění lze výrazně modernizovat pomocí nových typů uzavíracích armatur. Moderní topné systémy mohou vyžadovat instalaci jednoho ventilu na přívodní potrubí a obtoku místo dvou.
Takový prvek se nazývá třícestný ventil. V závislosti na poloze uzavírací klapky může třícestný ventil otevřít cestu pro chladicí kapalinu do chladiče a uzavřít přívod do obtoku a naopak – uzavře obtok a otevře průtok směsi do baterie.
Takové jeřáby mohou být vybaveny elektrickým pohonem, který je připojen ke speciálnímu zařízení – ovladači. Tento regulátor měří teplotu vzduchu v místnosti, případně stupeň ohřevu chladicí směsi a dává povely třícestnému ventilu, čímž zvyšuje nebo snižuje průtok chladicí kapaliny do radiátorů. Zbytek horkého tepelného toku je odváděn do bypassu.
Způsoby položení pohybu zpětného toku chladicí kapaliny
Jako vytápění s dvoutrubkovým schématem zapojení umožňuje jednotrubkový topný systém vytvořit slepý nebo průchozí směr pohybu návratu chladicí kapaliny.
projíždějící provoz
Schéma souvisejícího směru pohybu zpětného vedení chladicí kapaliny.
Při průchozím způsobu pohybu zpětného toku mají všechny kroužky v topném okruhu stejnou délku. Tento systém lze snadno vyvážit.
provoz ve slepé uličce
Schéma slepého směru pohybu zpětného vedení chladicí kapaliny.
Pro pohyb ve slepé uličce je velmi obtížné vytvořit účinnou kontrolu vyrovnávání teploty v chladicí kapalině. Na rozdíl od dvoutrubkového způsobu instalace, kde může být nevyváženost pouze podél prstenců, u takového zpětného proudění dochází k nevyváženosti nejen po celé délce topných prstenců, ale také v celé výšce stoupaček.
