Verdeelblok voor verwarming: werkingsprincipe, installatie- en aansluitregels

Een van de effectieve manieren om het verwarmingssysteem te moderniseren, waardoor het efficiënter en betrouwbaarder wordt, is de installatie van een collectorblok. Dit apparaat, dat de traditionele lineaire constructies vervangt, is bedoeld om het gebruiksgemak en de onderhoudsvriendelijkheid van het systeem te verhogen.

Hoe functioneert de collector voor verwarming en welke montagekenmerken u in acht moet nemen, zullen we nader bekijken.

Werkingsprincipe van de verdeler

De belangrijkste functie van de verdelende collector is het gelijkmatig verdelen van de warmtestromen uit de hoofdleiding over de circuits van het systeem en, via de circulatie, de afgekoelde vloeistof terug te voeren naar de ketel.

Hierdoor worden de afzonderlijke takken van het systeem die op de collector zijn aangesloten onafhankelijk van elkaar.

Het apparaat is een tussenliggend verdeelpunt, waarvan de belangrijkste elementen twee onderling verbonden delen zijn:

• aanvoerkam – zorgt voor de toevoer van warmtedrager;
• retourkam – voert de afgekoelde warmtedrager af naar de warmtegenerator.

Samen vormen ze een collectorgroep. Van elke kam lopen meerdere uitgangen voor het aansluiten van circuits die naar de verwarmingstoestellen leiden.

Elke uitgang van het apparaat kan worden voorzien van afvoerventielen en een afsluit- of regelkraan.

Hun aanwezigheid biedt de mogelijkheid om de druk in elk circuit te regelen en zo nodig een tak voor reparatie af te sluiten, bijvoorbeeld door de stroom van het verwarmingsmedium te onderbreken.

Om de systeemprestaties te verbeteren en de mogelijkheid te krijgen om alle verwarmingsprocessen in elke kamer van de verwarmde woning te controleren, wordt de behuizing van de distributieverdeler ook gebruikt als platform voor installatie van:

• ontluchtingskleppen;
• afvoerkleppen;
• debietmeters;
• warmtemeters.

Het werkingsprincipe van het collectorsysteem is vrij eenvoudig. De door de warmtegenerator verhitte vloeistof stroomt de toevoerverdeler binnen.

In het tussenliggende verzamelblok vertraagt de vloeistofsnelheid door de grotere inwendige diameter van het apparaat en wordt deze opnieuw verdeeld over alle aftakkingen.

Het aantal uitgangen op de verdeler kan variabel zijn en zo nodig kan de constructie altijd worden uitgebreid met extra aftakkingen.

Wanneer men het debiet van het verwarmingsmedium, gelijk aan het vermogen van de warmtegenerator, en de watersnelheid kent, is het niet moeilijk om het benodigde dwarsdoorsnedeoppervlak te vinden. Wel moeten liters vooraf worden omgerekend naar een voor berekeningen handige eenheid mm³.

Via verbindingsstukken, waarvan de doorsnede kleiner is dan de buisdiameter van de collectorunit, stroomt het verwarmingsmedium naar afzonderlijk aangelegde circuits en beweegt het naar radiatoren of naar vloerverwarmingsnetten.

Dankzij deze verdeling wordt elk onderdeel dat wordt voorzien van verwarmingsmedium van gelijke temperatuur op de juiste wijze verwarmd.

De inwendige diameter van de collector wordt door berekening bepaald, zodat de stroomsnelheid van het verwarmingsmedium erin niet meer dan 0,7 m/s bedraagt.

Na de radiator te hebben bereikt en de door verhitting verkregen warmte te hebben afgegeven, gaat de vloeistof via een andere leiding in de tegenovergestelde richting naar het distributieblok. Daar komt het in de retourverdeler, vanwaar het naar de warmtegenerator wordt teruggestuurd.

Voor een buitenverblijf wordt het systeem met collector terecht als het meest efficiënt en betrouwbaar beschouwd.

Het enige dat een zuinige eigenaar kan weerhouden, zijn de kosten. Het aanleggen van een dergelijk systeem is immers duurder dan het aanleggen van een gewoon T-stuksysteem.

Een dergelijke constructieve oplossing, waarbij afzonderlijke toevoerleidingen worden aangelegd, zorgt voor een gelijkmatige verwarming van de radiatoren.

Typen collectoren in verwarmingssystemen

Collectorinstallaties die worden gebruikt bij het ontwerpen van gesloten circulatieverwarmingssystemen zijn er in drie varianten.

Afhankelijk van het doel van de constructie zijn er op de markt: radiator- en zonne-energiesystemen, en ook apparaten uitgerust met een hydraulische scheider.

Type #1 – radiatorencollectorverwarming

Welk type verwarming er ook in huis is ontworpen, radiatoren zijn altijd aanwezig. Daarom zijn collectoren die de warmtedragerstromen rechtstreeks naar de in de kamers geïnstalleerde radiatoren verdelen, het meest gewilde type.

Het verdeelblok bestaat uit twee met elkaar verbonden verdeelkammen: de eerste stuurt het verwarmingsmedium naar de in de kamers geplaatste apparaten, de tweede voert het terug naar de ketel.

Collectoren die worden gebruikt bij radiatorverwarming kunnen, afhankelijk van de architectonische en interieurkenmerken van de ruimte, op verschillende manieren worden aangesloten.

Afhankelijk van de aansluitmethode kan het radiatorenverwarmingssysteem worden uitgevoerd in een van de onderstaande varianten van uitvoering:

• bovenaansluiting;
• onderaansluiting;
• zijmontage;
• diagonale aansluiting.

De onderste aansluitmethode is echter het meest wijdverbreid. Bij een dergelijke leidingaanleg vallen de leidingen die verborgen zijn onder het plint- of vloeroppervlak niet zo op.

En de berekeningen bevestigen ook dat bij onderaansluiting alle voordelen van particuliere verwarming volledig tot uiting komen.

Elke verdieping van het huis wordt voorzien van een collector voor radiatoren. Deze wordt in het midden geïnstalleerd, waarbij het apparaat wordt verborgen in een nis of in een speciaal daarvoor ingericht kastje aan de muur.

De installatieplaats moet zodanig worden gekozen dat de vertakkingen naar alle apparaten indien mogelijk van gelijke lengte zijn.

Als het onmogelijk is om de aan de collector aangesloten lussen gelijk te maken, wordt elke aftakking voorzien van een eigen circulatiepomp.

In wezen vormen alle aan het verdeelblok aangesloten vertakkingen een zelfstandig circuit met eigen afsluiters en soms ook automatisering.

Een sprekend voorbeeld van een collectorschakeling voor verwarming zijn watergedragen vloerverwarmingssystemen.

De collectorschakeling van de leidingaanleg zorgt voor een gelijkmatige warmtelevering aan alle lussen van het watergedragen “vloerverwarmingssysteem”.

De leidingen van vloerverwarming worden samengesteld uit koperen buizen of kunststof varianten, en voor de verbindingen worden niet-losneembare fittingen gebruikt.

In de verwarmingsringen worden kleppen gemonteerd waarmee de toevoer van warmtedrager wordt geregeld, en indien nodig worden de 'vloerverwarming' uitgeschakeld van het gemeenschappelijke verwarmingsnet van het gebouw.

De collector voor 'vloerverwarming' is een constructie bestaande uit een reeks buisringen die onder de vloerbedekking wordt gelegd.

Dergelijke systemen worden altijd uitgerust met een circulatiepomp. Deze wordt geplaatst in een tussenliggend collectorknooppunt bij de ingang van de retourleiding.

Het aantal aansluitingen op het verdeelstuk hangt af van het aantal ruimtes dat op één kam is aangesloten.

Het aantal collectorgroepen wordt bepaald op basis van de lengte van de circuits. De berekening is gebaseerd op een verhouding waarbij 120 meter leidingwerk per collectorgroep wordt toegewezen.

Type #2 – hydraulische pijl

Bij de aanleg van krachtige en vertakte verwarmingssystemen, die worden ontworpen voor grote woongebouwen, worden verdeelcollectoren gebruikt die zijn uitgerust met een thermohydraulische verdeler of hydraulische pijl.

Bij de montage van de verbindingsschakel wordt aan de ene kant het circuit van de verwarmingsketel aangesloten, en aan de andere kant de radiatoren of 'vloerverwarming'.

De hydraulische pijl is een verticale holle buis, voorzien van elliptische doppen aan de uiteinden, waarvan het voornaamste doel is om de druk op de warmtedrager te egaliseren.

De aanwezigheid van een verdeel-hydraulische pijl maakt het mogelijk om meerdere problemen tegelijk op te lossen:

• plotselinge temperatuurverschillen in de leidingen vermijden, die schadelijk zijn voor de levensduur van het systeem;
• door bijmenging en secundaire circulatie van een deel van de warmtedrager een constant volume ketelwater te handhaven, en ook brandstof en elektriciteit te besparen;
• indien nodig het tekort aan debiet in het secundaire circuit compenseren.

Het handhaven van het temperatuurevenwicht wordt bereikt doordat het apparaat het mogelijk maakt het hydraulische circuit van de ketel te scheiden van het secundaire circuit.

Een variant van het maken van een zelfgemaakte collectorverdeler, uitgerust met een hydraulische pijl, die is gemaakt van een stalen vierkante buis en is voorzien van aansluitstukken.

Optimale werking van een systeem dat is uitgerust met een hydraulische pijl kan worden verzekerd op voorwaarde dat elk circuit is voorzien van een eigen circulatiepomp.

Type #3 – zonnecollectorinstallaties

Apparaten van dit type worden gekozen bij de aanleg van een autonome waterleiding in niet-vergaste gebieden waar het niveau van zonnestraling voldoende hoog is.

Luchtcollectoren op zonne-energie werken door het broeikaseffect, waarbij zonlicht wordt omgezet in thermische energie.

De constructie van zonne-installaties verschilt enigszins van traditionele tegenhangers. In wezen zijn ze een soort kassen die zonne-energie accumuleren.

De natuurlijke circulatie van het warmtetransportmedium daarin vindt plaats door convectiestromen en onder invloed van ventilatoren die aan de absorberende plaat zijn bevestigd.

De verdeler die de zonnestralen absorbeert, is een kleine platte doos bedekt met een zwarte adsorberende plaat. Deze warmte-ontvangende plaat accumuleert de warmte.

De opgeslagen warmte wordt overgedragen aan het warmtetransportmedium, dat lucht of vloeistof kan zijn die door de leidingen circuleert.

Het belangrijkste doel van een zonnecollector is het richten en herverdelen van de energie van de zon voor huishoudelijke toepassingen.

In de handel zijn mobiele collectorsystemen verkrijgbaar die op zonne-energie werken. Hun constructie is zodanig dat spiegels en verwarmingselementen de beweging van de zon "volgen", waardoor de energie maximaal wordt geabsorbeerd.

Vanwege de hoge kosten van de apparatuur is het gebruik van zonne-installaties als primaire verwarmingsbron zelfs in het klimaat van de zuidelijke regio's van ons land onrendabel.

Daarom worden ze vaker gebruikt als aanvullende warmtebron bij de installatie van verwarmingssystemen met vastebrandstof- en gasgestookte ketels.

Modificaties van verdelende kammen

Tegenwoordig zijn er op de apparatenmarkt vele soorten collectoren voor verwarmingssystemen verkrijgbaar.

Fabrikanten bieden zowel eenvoudige verbindingsstukken, waarvan de constructie geen hulpregelingsarmatuur omvat, als collectorenblokken met een complete set ingebouwde elementen.

Een collectorenblok dat alle noodzakelijke functionele elementen omvat om de voorwaarden te scheppen voor een ononderbroken en hoogproductieve werking van het verwarmingssysteem.

Eenvoudig uitgevoerde apparaten zijn messing modellen met een inch doorgang van de aftakkingen, voorzien van twee aansluitopeningen aan de zijkanten.

Op de retourcollector hebben dergelijke apparaten afsluitpluggen, in plaats waarvan bij 'uitbreiding' van het systeem altijd extra apparaten kunnen worden geïnstalleerd.

Complexere tussenliggende verzamelunits zijn uitgerust met kogelkranen. Voor elke aftakking is de installatie van afsluit- en regelarmatuur voorzien. High-end dure modellen kunnen zijn uitgerust met:

• doorstroommeters, waarvan het hoofddoel is om de stroom van het warmtetransportmedium in elke lus te regelen;
• met temperatuursensoren die bedoeld zijn om de temperatuur van elk verwarmingstoestel te regelen;
• met automatische ontluchtingskleppen voor het afvoeren van water;
• met elektronische kleppen en mengers die gericht zijn op het handhaven van de geprogrammeerde temperatuur.

Het aantal circuits kan variëren van 2 tot 10 stuks, afhankelijk van de aangesloten verbruikers.

Ongeacht de complexiteit en multifunctionaliteit van de apparatuur worden bij de vervaardiging van de verdeelstukken van collectorblokken materialen gebruikt die bestand zijn tegen externe factoren.

Als we het basismateriaal van de vervaardiging nemen, dan zijn de tussenliggende verzamelcollectoren:

1. Messing – deze onderscheiden zich door hoge prestaties bij een betaalbare prijs.
2. Roestvrijstalen – stalen constructies zijn buitengewoon duurzaam. Ze kunnen gemakkelijk hoge druk weerstaan.
3. Polypropyleen – modellen van polymeermaterialen, hoewel ze een lage prijs hebben, maar in alle opzichten onderdoen voor hun metalen 'tegenhangers'.

Modellen van metaal worden, om de levensduur te verlengen en de prestaties te verbeteren, behandeld met anticorrosiemiddelen en bedekt met thermische isolatie.

Scheidingsconstructies van polymeren worden toegepast bij het inrichten van systemen die worden verwarmd door ketels met een vermogen van 13 tot 35 kW.

Onderdelen van het apparaat kunnen van gegoten uitvoering zijn of voorzien van knelkoppelingen waarmee een verbinding met meerlagenbuizen kan worden gerealiseerd.

Maar specialisten adviseren niet om verdeelstukken met knelkoppelingen te kiezen, omdat deze vaak 'zondigen' met lekkage van warmtedrager ter plaatse van de verbinding van de klep. Dit ontstaat door het snel defect raken van de afdichting. En het is niet altijd mogelijk om deze te vervangen.

Collectoren worden gebruikt in schema's van een- en tweepijpsverwarming. In eenpijpssystemen levert één verdeelstuk de verwarmde warmtedrager en neemt het afgekoelde op.

Aanbevelingen voor een verstandige keuze

De grootste moeilijkheid zit niet alleen in de montage van de collector zelf, maar ook in de juiste keuze van de apparatuur.

Bij het kiezen van een model verdeelstuk moet u letten op de volgende parameters:

1. De maximaal toelaatbare druk voor dit model. Het bepaalt het type materiaal waarvan de hydroverdeler kan worden vervaardigd.
2. De doorvoercapaciteit van het samenstel.
3. Aanwezigheid van hulpapparatuur.
4. Het aantal uitlaatpijpen van het verdeelstuk. Het moet overeenkomen met het aantal koelcircuits.
5. Mogelijkheid tot extra aansluiting van elementen.

Alle bedrijfsparameters staan vermeld in het productpaspoort.

Voor het inrichten van onafhankelijke verwarmingscircuits per verdieping, voorzien van een autonome regeling, moeten de verdeelblokken op elke verdieping van het huis worden gemonteerd.

Bij het kiezen en installeren van de verdeelblokken per verdieping kunt u zich baseren op de parameters van het 'subsysteem' dat zij moeten bedienen.

Dankzij de verdiepingsgewijze plaatsing van de verdeelblokken kunt u bij nood altijd de verwarming uitschakelen van zowel enkele afzonderlijke apparaten als van een hele verdieping.

Dit vereenvoudigt het onderhoud en de reparatie van het verwarmingssysteem aanzienlijk.

Aangezien een collectoreenheid geen goedkope aanschaf is, kunt u, om teleurstellingen te voorkomen bij een snelle uitval van het systeem, bij het kiezen van een model beter letten op producten van gerenommeerde fabrikanten.

U kunt gerust vertrouwen op producenten zoals «GREENoneTEC», «Rehau», «Soletrol», «Oventrop» en «Meibes». In elke serie van toonaangevende Europese producenten kunt u een volledige set benodigde accessoires samenstellen.

Hulpstukken en fittingen voor de collectoreenheid moeten ook voldoen aan GOST en TU.

Als extra apparatuur voor het aansluiten van de collector kunnen nodig zijn: 1 – automatische ontluchter, 2 – overgangsstuk, 3 – hoekstuk, 4 – kraan, 5 – schroefverbinding met wartelmoer, 6 – nog een hoekstuk, 7 – uitlaten van leidingen.

Elk van de extra constructie-elementen vervult zijn eigen functie:

• Automatische ontluchter – wordt gemonteerd als de eenheid en radiatoren op dezelfde verdieping zijn geplaatst;
• Overgangsstuk – is nodig bij het monteren van de ontluchter, waarvan de diameter ½ inch is, op voorwaarde dat de schroefdraad van de collector ¾ inch is.
• Hoekstuk – maakt het mogelijk om leidingen aan te sluiten en de ontluchter naar boven te richten.
• Kraan – is nodig om de leiding van de ketel aan te sluiten op de eenheid;
• Schroefverbinding, voorzien van een wartelmoer – maakt het mogelijk om indien nodig de toevoer van warmtedrager af te sluiten en, door de wartelmoer los te draaien, de eenheid los te koppelen.

Als u van plan bent om een watergedragen vloerverwarming op de collector aan te sluiten, heeft u extra een kraan voor bijvulling nodig.

Voor het bevestigen van de collector aan de muur zijn ook beugels nodig, gemonteerd op kunststof pluggen. Bij de montage van de constructie kunt u ook speciale beugels gebruiken.

Dergelijke constructies zijn handig omdat de bovenste collector naar voren is geplaatst, waardoor de leidingen van de eenheid de toevoer van de leiding naar de onderste collector niet belemmeren.

Regels voor installatie en aansluiting

Het is het beste om de verdeler te kiezen en te installeren tijdens de ontwerp- en installatiefase van het verwarmingssysteem.

Dergelijke tussenconstructies worden geïnstalleerd in ruimtes die beschermd zijn tegen overmatige vochtigheid. Meestal wordt hiervoor een plek gereserveerd in de gang, voorraadkast of kleedkamer.

Het verdelersblok kan het beste worden geplaatst in een speciaal daarvoor bestemde metalen kast, die in de zijwanden openingen heeft voor het doorvoeren van leidingen

Er zijn zowel opbouw- als inbouwmodellen van metalen kasten verkrijgbaar. Elk model is voorzien van een deur en uitsparingen aan de zijkanten.

Als het niet mogelijk is om een metalen kastje te installeren, gaat men eenvoudiger te werk door het apparaat direct aan de muur te bevestigen. De nis voor het verdelersblok wordt op een kleine hoogte boven de vloer geplaatst.

Er is eigenlijk geen algemeen aanvaarde instructie voor de montage van verdelerschema's. Maar er zijn een aantal basispunten waarover specialisten het eens zijn:

1. Aanwezigheid van een expansievat. Het volume van het constructieve element moet ten minste 10% van de totale hoeveelheid water in het systeem bedragen.
2. Aanwezigheid van een circulatiepomp voor elk aangelegd circuit. Niet alle specialisten zijn het over dit element eens. Maar als u van plan bent meerdere onafhankelijke circuits te gebruiken, is het toch raadzaam om voor elk circuit een aparte pomp te installeren.

Voor de circulatiepomp op de retourleiding wordt een expansievat geplaatst. Hierdoor wordt het minder kwetsbaar voor turbulentie van de waterstromen die vaak op deze plaats optreden.

Als er een hydraulische scheider wordt gebruikt, wordt het vat voor de hoofdpomp gemonteerd, waarvan de belangrijkste taak is om de circulatie in het kleine circuit te waarborgen.

De locatie van de circulatiepomp is niet essentieel. Maar zoals de praktijk laat zien, is de levensduur van het apparaat iets hoger op de retourleiding.

Het belangrijkste bij de montage is om de as strikt horizontaal te plaatsen. Als niet aan deze voorwaarde wordt voldaan, zal de eerste luchtbel het apparaat zonder koeling en smering achterlaten.

Het montage- en aansluitproces van het verdelersysteem wordt duidelijk getoond in de videoblok.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Videogids voor het stapsgewijs monteren van het verdelersblok:

Videoreview van de installatie en werking van een modulaire kunststof verdelers:

Verdeeleenheid voor vloerverwarming:

Een goed gekozen en gemonteerde verdelerverdeling garandeert de efficiëntie en betrouwbaarheid van het verwarmingssysteem.

Dankzij het kleine aantal verbindingen en T-stukken wordt de kans op lekkages van dergelijke constructies tot een minimum beperkt. En de mogelijkheid om de verwarmingstemperatuur van elke radiator aan te passen, maakt het gebruik van het verwarmingssysteem bijzonder comfortabel.

Als u over de benodigde kennis beschikt of ervaring heeft met het aansluiten van een collectair verwarmingssysteem, deel dit dan met onze lezers. U kunt dit doen door een reactie onderaan het artikel achter te laten.