Collector-verwarmingssysteem: lay-outschema's voor particuliere woningen en appartementen

Het voornaamste probleem van het klassieke een- en tweepijpsverwarmingssysteem in particuliere woningen is het snelle afkoelen van de warmtedrager. U zult het ermee eens zijn dat het niet verkeerd zou zijn om een systeem te installeren dat dit gebrek niet heeft.

U wilt in uw huis een verwarming realiseren waarbij de warmtedrager zo lang mogelijk warm blijft? Wij helpen u om deze taak op te lossen – in het artikel wordt het collectorverwarmingssysteem besproken, dat de laatste jaren erg populair is. Het is juist dit systeem dat in staat is om gedurende lange tijd de gewenste temperatuur in het circuit te behouden.

Ook in dit materiaal hebben we bekeken welke principes aan de basis van het systeem liggen en welk leidingschema het handigst is qua installatie. In het artikel zijn schema's en thematische foto's, nuttige tips en video's opgenomen over de kenmerken van het collectorsysteem en de nuances van de installatie van radiatoren.

Samenstelling van het collectorsysteem

De basis van het collectorverwarmingsschema en het belangrijkste werkende element is de verdeeleenheid, in de volksmond de kam van het systeem genoemd.

Dit is een bijzonder type sanitaire fitting, dat bedoeld is om de warmtedrager over onafhankelijke lussen en hoofdleidingen te verdelen.

Tot de collectorgroep behoren ook: expansievat, circulatiepomp en veiligheidsgroepapparaten.

De collectoreenheid voor een tweepijpsverwarmingssysteem bestaat uit twee samenstellende delen:

• Inlaat – deze wordt via de aanvoerleiding op het verwarmingstoestel aangesloten, neemt de tot de gewenste temperatuur verwarmde warmtedrager op en verdeelt deze over het circuit.
• Uitlaat – deze is aangesloten op de retourleidingen van onafhankelijke circuits, is verantwoordelijk voor het verzamelen van het afgekoelde retourwater en het terugleiden ervan naar de verwarmingsketel.

Het belangrijkste verschil tussen een collectorverdeling van de verwarming en de traditionele serieverbinding van apparaten is dat elk verwarmingstoestel in huis een onafhankelijke aansluiting heeft.

Een dergelijke constructieve oplossing biedt de mogelijkheid om de temperatuur van elke radiator in huis te regelen en deze indien nodig zelfs uit te schakelen.

Vaak wordt bij het ontwerpen van de verwarming een gemengd type verdeling toegepast, waarbij meerdere circuits op de eenheid worden aangesloten, elk onafhankelijk bestuurd. Maar binnen het circuit zijn de verwarmingstoestellen in serie aangesloten.

De collector is een stuk dikke buis, voorzien van één ingang en meerdere uitgangen, waarvan het aantal wordt bepaald door het aantal aan te sluiten circuits.

Voor- en nadelen van het collector-lussysteem

Onder de onbetwistbare voordelen van de installatie van een collectorsysteem moeten worden genoemd:

1. Gebruiksgemak. Doordat elk element onafhankelijk wordt geregeld, heeft de gebruiker de mogelijkheid om op elk punt in huis de temperatuur in te stellen. En indien nodig gemakkelijk één of een groep verwarmingstoestellen in een kamer uit te schakelen. De temperatuur in andere kamers blijft hierbij hetzelfde.
2. Mogelijkheid om buizen met kleine diameter te gebruiken. Aangezien elke van de collector leidende tak slechts één toestel voedt, kunnen voor het leggen ervan buizen met kleine diameter worden gebruikt, die eenvoudig in de dekvloer kunnen worden verborgen.
3. Onderhoudbaarheid. In geval van storingen kan eenvoudig elk deel van de leiding worden uitgeschakeld zonder de werking van het gehele systeem te onderbreken.

Om meerdere circuits met verschillende parameters te vormen, bijvoorbeeld: drukverschillen of verschillende temperatuur van het medium, worden verdeelcollectoren met de functie van hydraulische compensator gebruikt.

De hydraulische pijl is een ruime buis waarop aan de uitgangen een aantal circuits met onafhankelijke circulatie zijn aangesloten.

Door de ketel verwarmd water stroomt in de hydraulische pijl. Terwijl het in het apparaat circuleert, wordt het water op verschillende afstanden van de aansluitingen afgetapt en over de circuits herverdeeld.

Op de plaatsen waar elk circuit na de hydraulische pijl wordt aangesloten, worden de eigen waarden voor drukverschil en temperatuur van het medium ingesteld.

Doordat de verwarmde warmtedrager met minder verlies warmte naar de radiatoren brengt, neemt het rendement van het systeem toe. Dit maakt het mogelijk het vermogen van de ketel te verlagen en zo brandstof te besparen.

Een verwarmingssysteem waarvan de collector het hoofdelement is, heeft ook nadelen.

Hiertoe behoren:

• Pijpverbruik. In vergelijking met serieaansluiting is het pijpverbruik bij het aanleggen van een collecteursysteem twee tot drie keer hoger. Het kostenverschil wordt bepaald door de grootte van het betrokken oppervlak.
• Noodzaak van circulatiepompen. Het installeren van onafhankelijke circuits vereist het monteren van circulatiepompen. Dit brengt extra kosten met zich mee.

Het zwakke punt van het collecteursysteem is de afhankelijkheid van elektriciteit. Zelfs als de ketel werkt, blijven de leidingen koud bij een stroomstoring. Daarom wordt het afgeraden om dergelijke systemen te gebruiken in gebieden waar stroomuitval vaak voorkomt.

De circulatiepomp zorgt voor geforceerde verplaatsing van de warmtedrager in een systeem van leidingen met kleine diameter, waarin de totale hydraulische weerstand hoog is.

Bij het leggen van circuits in de dekvloer moet u er rekening mee houden dat elke verbinding een potentiële lekkageplaats is. Als er een defect optreedt, moet u het monolithische beton openbreken om het te verhelpen. Dat is een zeer lastige en kostbare operatie.

Daarom worden de verbindingen van het collecteursysteem uitsluitend boven het vloerniveau geplaatst. Meestal worden ze in de collectorafsluitkast geplaatst.

Principes voor het opstellen van leidingschema's

Er bestaan geen uniforme planningsnormen voor het opstellen van distributieschema's van een collecteursysteem. De apparatuur wordt gekozen op basis van specifieke taken.

Maar deskundigen zijn het er unaniem over eens dat een dergelijk systeem niet geschikt is voor het verwarmen van appartementen. Dit komt door de complexiteit van de uitvoering, omdat er in een woonruimte meestal twee of meer stijgleidingen zijn.

En een van de vereisten voor de implementatie van het schema is dat alle radiatoren op één stijgleiding moeten worden aangesloten.

U kunt ook baat hebben bij informatie over hoe u een verwarmingsradiator aansluit.

Om in het appartement een collector-vertakking te realiseren, moet u slechts één warmtekanaal overhouden, nadat u de andere hebt afgesloten – deze neemt de volledige belasting op zich.

Als u alle andere watertoevoerkanalen afsluit zodat één stijgleiding de volledige belasting op zich neemt, ontstaat er een gesloten hydraulische kring binnen één appartement. Alle verwarmingstoestellen die zich hoger in de stijgleiding bevinden, worden van het systeem afgesneden en krijgen niet de gewenste warmte.

Bewoners die boven wonen zullen vroeg of laat de oorzaak van dit fenomeen ontdekken, en het schema zal opnieuw moeten worden aangepast, onder dwang, waarbij u een niet gering bedrag zult uitgeven.

Het is toegestaan om een collector-vertakking voor verwarming te installeren in nieuwbouw appartementengebouwen, op voorwaarde dat er tijdens de bouwfase al extra kleppen zijn geïnstalleerd voor het aansluiten van circuits van diverse configuraties.

Bij het inrichten van een collectorsysteem moet u rekening houden met een aantal belangrijke punten die ook kenmerkend zijn voor andere typen systemen.

Het collectorsysteem is als geen ander geschikt voor particuliere woningen.

Het belangrijkste is om bij het ontwerpen van de vertakking de belangrijkste aanbevelingen van professionals te volgen:

1. Aanwezigheid van een ontluchter. De geautomatiseerde klep wordt direct op de aanvoer- en retourcollectoren geplaatst.
2. Aanwezigheid van een expansievat. De inhoud ervan moet ten minste 3% bedragen van het totale volume van de warmtedrager. Maar het is ook toegestaan om apparaten met een groter volume te gebruiken.
3. Plaatsing van het expansievat. Het wordt op de 'retour' geïnstalleerd, vóór de circulatiepomp in de stroomrichting van het water. Meer details over de installatie ervan worden beschreven in een ander artikel van ons.
4. Installatie van circulatiepompen op elke kring. Hun locatie is niet essentieel, maar vanwege de lage werktemperatuur tonen ze maximale efficiëntie op de 'retour'.

Indien u gebruik maakt van een kam voorzien van een hydraulische compensator, wordt het expansievat vóór de hoofdpomp geplaatst, die de watercirculatie in de kleine kring moet verzorgen.

Dankzij de plaatsing van het expansievat vóór de pomp kan het risico op schade aan het apparaat door turbulentie van het water aanzienlijk worden verminderd.

De circulatiepomp wordt zo bevestigd dat de as strikt horizontaal staat. Anders zal de eerste luchtbel het apparaat zonder smering en koeling laten.

Meer over het kiezen van een circulatiepomp kunt u lezen in dit artikel.

Als er extra verdeelpunten in het verwarmingssysteem aanwezig zijn – mogen deze niet met elkaar in verbinding staan.

Keuze van componenten voor het systeem

Bij het ontwerpen van de verwarming kunt u het beste in de fabriek geproduceerde verdeelunits aanschaffen.

Dankzij de verscheidenheid aan assortiment kunt u eenvoudig een verdeelstuk kiezen dat past bij specifieke verwarmingsparameters, waardoor de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van het systeem worden gewaarborgd.

In de handel zijn kant-en-klare collectorblokken verkrijgbaar die de aanvoer- en retourunits combineren, evenals thermostaatkranen en automatische ontluchters.

De belangrijkste parameters bij het kiezen van leidingen voor verwarmingscircuits zijn corrosiebestendigheid, hittebestendigheid en hoge breekvastheid. Bovendien moeten de leidingen voldoende flexibiliteit hebben zodat ze onder elke hoek kunnen worden gelegd.

Bij het kiezen van producten verdient het de voorkeur om leidingen te gebruiken die in rollen worden geleverd. Het gebruik van naadloze leidingen voorkomt verbindingen in de leidingaanleg, wat vooral belangrijk is bij gesloten montage in de dekvloer.

Leidingen voor systemen van particuliere woningen

Bij het ontwerpen van de verwarming in particuliere woningen moet u er rekening mee houden dat de druk in het systeem ongeveer 1,5 atmosfeer bedraagt en dat de temperatuur van het warmtemedium kan oplopen tot:

• voor radiatoren – 50-70 graden;
• voor vloerverwarming – 30-40 graden.

Voor autonome verwarmingssystemen met hun voorspelbare parameters is het helemaal niet nodig om roestvrijstalen gegolfde buizen aan te schaffen. Veel huiseigenaren beperken zich tot de aanschaf van buizen van vernet polyethyleen met de aanduiding 'PEX'.

Polyethyleen buizen voor verwarmingscircuits worden in de handel aangeboden in rollen van 200 meter; ze zijn bestand tegen een druk tot 10 kgf/cm² en kunnen werken bij temperaturen tot 95 °C.

Dergelijke buizen worden verbonden met behulp van spanfittingen, waardoor ononderbroken verbindingen kunnen worden verkregen.

Naast de hoge prestatieparameters is het belangrijkste voordeel van vernet polyethyleen de mechanische geheugenwerking van het materiaal. Als u daarom met kracht de rand van de buis uitrekt en in de ontstane opening een fitting steekt, zal deze de fitting stevig omsluiten, wat een sterke verbinding oplevert.

Bij gebruik van metaal-kunststof buizen wordt de verbinding gemaakt met behulp van wartelfittingen met knelmoeren. Dit is een losneembare verbinding die volgens de SNiP niet 'ingebetonneerd' mag worden.

U kunt ook informatie vinden over welke leidingen het beste voor verwarming kunnen worden gekozen, hier besproken.

Leidingen voor appartementsgebouwen

Als een collectorsysteem in een appartementengebouw wordt geïnstalleerd, moet u er rekening mee houden dat de werkdruk 10-15 atmosfeer bedraagt en dat de temperatuur van het verwarmingsmedium kan oplopen tot ongeveer 100-120 °C. Houd er rekening mee dat de installatie van collectorverwarming alleen op de begane grond mogelijk is.

De optimale optie voor het installeren van een systeem in een appartementengebouw is het gebruik van gegolfde buizen van roestvrij staal.

Een duidelijk voorbeeld hiervan zijn de producten van het Koreaanse bedrijf Kofulso. De leidingen van dit merk kunnen werken bij een werkdruk van 15 atmosfeer en temperaturen tot ongeveer 110 °C weerstaan. De druk waarbij Kofulso-leidingen breken bereikt 210 kgf/cm².

Dankzij de uitstekende buigzaamheid van de buis, waarbij de buigradius gelijk is aan de diameter, zijn de producten handig voor het installeren van vloerverwarming.

Het monteren van pijpleidingverbindingen met dergelijke elementen is eenvoudig. De buis wordt eenvoudig in de fitting gestoken en vastgezet door de moer aan te draaien, die het metalen gegolfde oppervlak samendrukt met een elastische siliconen afdichting.

Bijzonderheden van de systeeminstallatie

Het installeren van een collectorensysteem voor de verwarming van een privéwoning moet al in de bouwfase gebeuren. Na het leggen of storten van de afwerkvloer is de installatie van een dergelijk systeem namelijk economisch niet meer rendabel. De enige oplossing in dat geval is een open montage van de leidingen.

Installatie van de verdeelkam

Op de verdiepingen van huizen met horizontale verwarmingsleidingen is voor de plaatsing van de collector, circulatiepomp en regelapparatuur een gesloten kast nodig – een collectorkast.

De gesloten kast beschermt de apparatuur en afsluiters tegen externe mechanische invloeden en geeft de ruimte een esthetischer uiterlijk.

De collectorkast wordt geplaatst in aparte nissen van vochtvrije ruimtes. Meestal wordt hiervoor een plek gereserveerd in de gang, kleedkamer of berging.

Bij het ontwerpen van de verwarming van een gebouw met twee verdiepingen moeten twee collectorgroepen worden geïnstalleerd: op de begane grond en de eerste verdieping. Extra verdeelpunten zorgen voor een ongeveer gelijke lengte van de lus.

Als alternatief kan een schema worden gebruikt waarbij de eerste groep verantwoordelijk is voor de warmteverdeling over afzonderlijke lussen, en de tweede als sleutelcomponent fungeert bij de installatie van vloerverwarming.

De verwarmde warmtedrager uit de ruimte met de ketel stroomt via de hoofdleidingen naar de collectoren die per verdieping zijn geïnstalleerd.

Het aantal in- en uitgangen van de collector is altijd gelijk aan het aantal verwarmingselementen op de verdieping: radiatoren of lussen van vloerverwarming. Voor elke kamer wordt een aparte tak aangelegd, die, door meerdere verwarmingsapparaten te combineren, een parallelle of doodlopende schema realiseert.

Om de kosten voor het aansluiten van radiatoren te verlagen, wordt de «doorstroomschema» toegepast.

Bij het «doorstroom»-schema wordt de thermoklep alleen op het eerste circuit van de radiator geplaatst; hierdoor wordt de waterstroom geregeld op alle opeenvolgend aangesloten apparaten.

Bij een «doorstroom»-systeem zullen meerdere in serie aangesloten apparaten worden beschouwd als één enkel element.

Varianten van leidingaanleg

Bij collectorendistributie wordt meestal de methode toegepast van het leggen van buizen in een betonnen dekvloer. De dikte ervan varieert tussen 50-80 mm, wat voldoende is voor het inbedden van de interne distributie van het verwarmingssysteem.

Maar volgens de SNiP mag men alleen ononderbroken verbindingen in beton leggen.

De aansluiting op de collector van elke radiator of convector gebeurt via twee leidingen: «aanvoer» en «retour». Daarom worden de leidingen paarsgewijs in de vloerdecvloer gelegd.

Hiervoor worden vaak metaal-kunststofbuizen gebruikt met een diameter van 16 mm. Doordat ze gemakkelijk buigen, is het handig om de leidingen onder de vloer te leggen.

Als u van plan bent om na het testen van het systeem de metaal-kunststofbuizen te bedekken met een betonnen dekvloer, moet u ze eerst omwikkelen met warmte-isolatie.

Een dergelijke tussenlaag minimaliseert het risico op schade aan de buizen door thermische uitzetting, omdat ze in dit geval niet tegen beton zullen schuren, maar tegen isolatie.

Bij het leggen van buizen in de dekvloer moeten de verbindingen volgens de eisen van SNiP toegankelijk worden gehouden, door ze daarom boven vloerniveau te plaatsen.

Bovenop de dekvloer wordt multiplex gelegd, dat wordt bedekt met de uiteindelijke vloerbedekking: linoleum of parket.

De leidingen kunnen ook vanaf de zijkant of van bovenaf naar de radiatoren worden geleid, bijvoorbeeld in de ruimte van een verlaagd plafond.

Sommige vakmannen geven er de voorkeur aan de leidingen op een externe manier te leggen, door ze langs de muren te plaatsen en achter decoratieve plinten te verbergen. Maar deze montagemethode leidt onvermijdelijk tot een toename van de lengte van de leidingen.

Het wordt afgeraden om leidingen door deuropeningen te leggen. Dit kan ertoe leiden dat bij het plaatsen van de drempel van een binnendeur de leiding tijdens het boren beschadigd raakt.

In het geval dat een leiding door een muur moet worden gelegd, is het raadzaam het gat in de muur uit te rusten met een huls om schade door krimp van het gebouw te voorkomen.

Op elke hydraulische kring die van de verdeelkam afgaat, wordt een aparte afsluiter geïnstalleerd.

Om de opgehoopte lucht in het systeem te kunnen laten ontsnappen, monteert men:

• op de verdeeleenheid – luchtuitlaatkleppen;
• op de radiatoren (hoopt zich op op de hoogste punten)– Mayevsky-kranen.

Doordat elke hydraulische kring die na de collectoren komt een zelfstandig systeem is, is het handig om deze te gebruiken bij het realiseren van vloerverwarming.

Het grootste voordeel van het collectorsysteem in vloeruitvoering is dat de warmtestromen gelijkmatig over de vloer worden verdeeld.

De luchtcirculatie bij de aanleg van de vloervariant vindt op natuurlijke wijze plaats.

Bij de uitvoering van een dergelijk systeem worden meerlagenbuizen op een warmte-isolerende laag gelegd, waarbij een patroon in de vorm van een slang of spiraal wordt gevormd. De diameter van de buizen en de legafstand worden bepaald volgens berekeningen. Een voorwaarde is dat de lengte van één circuit niet meer dan 90 meter mag bedragen.

De gelegde circuits worden aangesloten op het distributiepunt, en na controle van de dichtheid van de verbindingen worden ze met betonmortel gestort. De hoogte van de dekvloer bedraagt 70-90 mm.

Volgens hetzelfde principe wordt zowel het collectorsysteem van een twee-verdiepingen tellende villa als van een woongebouw met meerdere verdiepingen gemonteerd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Ontwerpprincipe van het systeem:

Hoe de installatie correct uit te voeren:

Door in uw huis een collectorverwarmingssysteem te installeren, krijgt u de mogelijkheid om de werking van de apparaten individueel in te stellen.

En de extra kosten voor het verlengen van de buizen worden gecompenseerd door de vermindering van hun diameter en de vereenvoudiging van de montage van het systeem.

Heeft u thuis een collector-verwarmingssysteem? Of bent u pas van plan het in te richten en bent u nog informatie aan het bestuderen? Heeft u wellicht een vraag over het opstellen van een schema voor de collectorverdeling? Stel uw vragen, deel uw persoonlijke ervaring met het inrichten van de verwarming in huis, door een reactie achter te laten onder dit artikel.