Open verwarmingssysteem: principiële schema's en kenmerken van de aanleg

Dankzij het eenvoudige installatieproces, de lage kosten en de voldoende efficiëntie is het open verwarmingssysteem nog steeds populair. Als u het werkingsprincipe, de samenstelling en de montageregels begrijpt, kunt u de verwarming van uw huis zelf regelen.

Wij vertellen u hoe u een werkbaar schema voor een open verwarmingssysteem opstelt. Wij adviseren u hoe u het systeem bouwt, met strikte naleving van de technische eisen en normen bij het kiezen en verbinden van de componenten. Met onze aanbevelingen bouwt u een betrouwbaar en efficiënt circuit.

Voor doe-het-zelvers bieden wij de mogelijkheid om kennis te nemen van praktisch geteste montageopties. De ter beoordeling gepresenteerde informatie is aangevuld met nuttige schema's, fotoselecties en video-instructies.

Samenstelling en werkingsprincipe van het systeem

In waterverwarmingssysteem fungeert vloeistof als tussenpersoon bij de overdracht van thermische energie van de ketelinstallatie naar de radiatoren. De circulatie van de warmtedrager kan over grote afstanden plaatsvinden, waardoor woningen en ruimtes van verschillende omvang worden verwarmd. Dit verklaart de wijdverspreide toepassing van waterverwarming.

De werking van een open verwarmingssysteem is mogelijk zonder gebruik van een pomp. De circulatie van de warmtedrager is gebaseerd op de principes van de thermodynamica. De beweging van water door de leidingen gebeurt vanwege het verschil in dichtheid van hete en koude vloeistof, en dankzij de helling van de gelegde leidingen.

Een onmisbaar element van het systeem is een open expansievat, waarin de overtollige verwarmde warmtedrager stroomt. Dankzij het reservoir wordt de vloeistofdruk automatisch gestabiliseerd. Het vat wordt boven alle componenten van het systeem geïnstalleerd.

Het gehele werkingsproces van de 'open warmtetoevoer' wordt voorwaardelijk onderverdeeld in twee fasen:

1. Aanvoer. De verwarmde warmtedrager beweegt van de ketel naar de radiatoren.
2. Retour. De overtollige warme water stroomt in het expansievat, koelt af en keert terug naar de ketel.

In eenpijpsystemen vervult één hoofdleiding de functie van aanvoer en retour; in tweepijpsystemen zijn de aanvoer- en retourleidingen onafhankelijk van elkaar.

De dichtheid van warm water is lager dan die van koud water, waardoor er een hydrostatische druk in het systeem ontstaat. Onder druk beweegt het hete water naar de radiatoren.

De eenvoudigste en voor zelfmontage meest toegankelijke is het eenpijpsysteem.

De basisuitrusting van een eenpijpsverwarming omvat:

• verwarmingsketel;
• radiatoren;
• expansievat;
• leidingen.

Sommigen doen afstand van de installatie van radiatoren en plaatsen rond de omtrek van het huis een leiding met een diameter van 8-10 cm. Deskundigen merken echter op dat de efficiëntie van het systeem en het gebruiksgemak bij een dergelijke oplossing afnemen.

Het schema van een open eenpijps zwaartekrachtsysteem is energieonafhankelijk. De kosten voor de aanschaf van leidingen, fittingen en apparatuur zijn relatief laag. Werking met ketels van verschillende types is mogelijk.

Het is ingewikkelder om te installeren en duurder om uit te voeren dan het tweepijpsverwarmingssysteem. De kosten en de complexiteit van de constructie worden echter volledig gecompenseerd door het elimineren van de standaard nadelen van eenpijpssystemen.

Het verwarmingsmedium met gelijke temperatuur wordt vrijwel gelijktijdig aan alle radiatoren geleverd; het afgekoelde water wordt via de retourleiding opgevangen en stroomt niet door naar de volgende radiator.

Voor het onderhoud van elke radiator in het tweepijpscircuit worden een aanvoer- en een retourleiding geïnstalleerd, waardoor het systeem overal verwarmingsmedium met gelijke temperatuur levert. Het afgekoelde water wordt opgevangen en via de retourleiding – een leiding die onafhankelijk is van de aanvoer – naar de ketel teruggevoerd.

Vereisten voor de inrichting en exploitatie

Bij het aanleggen van de warmtevoorziening voor een woning moet u rekening houden met een aantal kenmerken van een open verwarmingssysteem:

1. Om een normale circulatie te garanderen, wordt de ketel op het laagste punt van de leiding geïnstalleerd en het expansievat op het hoogste punt.
2. De ideale plaats voor het expansievat is de zolderruimte. In de koude periode moeten het vat en de aanvoerstijgleiding op de onverwarmde zolder worden geïsoleerd.
3. De leidingaanleg moet met een minimaal aantal bochten, verbindingen en vormstukken worden uitgevoerd.
4. In een zwaartekrachtverwarmingssysteem circuleert het water langzaam (0,1-0,3 m/s), dus moet de verwarming geleidelijk plaatsvinden. Koken mag niet worden toegestaan, omdat dit de slijtage van radiatoren en leidingen versnelt.
5. Als het verwarmingssysteem in de winter niet wordt gebruikt, moet de vloeistof worden afgetapt – deze maatregel houdt de leidingen, radiatoren en ketel intact.
6. Het niveau van het verwarmingsmedium in het expansievat moet worden gecontroleerd en periodiek worden aangevuld. Anders kunnen er luchtbellen in de leiding ontstaan, die de efficiëntie van de radiatoren verminderen.
7. Water is het optimale verwarmingsmedium. Antivries is giftig en wordt afgeraden in systemen die vrij contact met de lucht hebben. Het gebruik ervan is zinvol als u het verwarmingsmedium niet kunt aftappen tijdens de niet-verwarmde periode.

Speciale aandacht gaat uit naar de berekening van de doorsnede en de helling van de leiding. De ontwerpnormen zijn vastgelegd in SNiP-nummer 2.04.01-85.

In circuits met zwaartekrachtcirculatie van het verwarmingsmedium is de doorsnede van de leiding groter dan in pompsystemen, maar de totale lengte van de leiding is bijna de helft korter. De helling van horizontale gedeelten van het systeem, gelijk aan 2-3 mm per strekkende meter, wordt alleen aangelegd bij de installatie van een warmtevoorziening met natuurlijke circulatie van het verwarmingsmedium.

Het niet aanhouden van de juiste helling bij het aanleggen van systemen met natuurlijke beweging van het verwarmingsmedium leidt tot lucht in de leidingen en onvoldoende opwarming van radiatoren die ver van de ketel zijn geplaatst. Hierdoor neemt de warmte-efficiëntie af.

Soorten schema's voor open warmtetoevoer

In een open schema van het verwarmingssysteem vindt de beweging van het verwarmingsmedium op twee verschillende manieren plaats. De eerste optie is natuurlijke of zwaartekrachtcirculatie, de tweede is geforceerde of kunstmatige aandrijving door een pomp.

De keuze van het schema hangt af van het aantal verdiepingen en de oppervlakte van het gebouw, evenals van het verwachte thermische regime.

Natuurlijke circulatie bij verwarming

In een zwaartekrachtsysteem is er geen mechanisme om de beweging van het verwarmingsmedium te verzekeren. Het proces gebeurt uitsluitend door de uitzetting van heet water. Voor de werking van het schema is een versnellingsstijgleiding voorzien, waarvan de hoogte minimaal 3,5 m is.

Als men de installatie van een verticale doorgangsstijgleiding verwaarloost, is de kans groot dat het verwarmingsmedium dat van de ketel komt niet voldoende snelheid ontwikkelt.

Een warmtevoorzieningssysteem van het natuurlijke circulatietype is optimaal geschikt voor gebouwen met een oppervlakte tot 60 m². Als maximale lengte van het circuit dat warmte kan leveren, wordt een leiding van 30 m beschouwd. Een belangrijke factor is de hoogte van het gebouw en het aantal verdiepingen, waardoor een versnellingsstijgleiding kan worden geïnstalleerd.

Het natuurlijke circulatieschema is niet geschikt voor toepassing in een lage temperatuurregime. Onvoldoende uitzetting van het verwarmingsmedium zal niet de juiste druk in het systeem creëren.

Mogelijkheden van het zwaartekrachtschema:

1. Aansluiting op vloerverwarming. Op het watercircuit dat naar de vloer leidt, wordt een circulatiepomp gemonteerd. De rest van het systeem werkt normaal. Bij stroomuitval blijft het huis verwarmd.
2. Werken met een boiler. Het verwarmingstoestel wordt boven in het systeem gemonteerd – iets onder de expansietank.

Om een ononderbroken werking te garanderen, kan op de boiler een pomp worden geïnstalleerd. Dan valt het schema voor warmtevoorziening en productie van warm tapwater automatisch onder de geforceerde varianten. Aanvullend wordt een terugslagklep gemonteerd die recirculatie van het verwarmingsmedium voorkomt.

Geforceerd systeem met pomp

Om de snelheid van het verwarmingsmedium te verhogen en de tijd voor het verwarmen van de ruimte te verkorten, wordt een pomp ingebouwd. De waterstroomsnelheid wordt verhoogd tot 0,3-0,7 m/s. De warmteafgifte-intensiteit neemt toe en de takken van de leiding worden gelijkmatig verwarmd.

Pompschema's worden zowel van het open als het gesloten type gebouwd. In open circuits wordt het expansievat op het hoogste punt van het systeem geplaatst. De aanwezigheid van een pomp maakt het mogelijk om de leiding tussen de verwarmingsketel en de radiatoren te verlengen, zowel in hoogte als in lengte.

Belangrijke punten bij de inrichting van een dwangcirculatiesysteem:

1. Een schema met een ingebouwde pomp is afhankelijk van stroom. Om te voorkomen dat de ruimteverwarming uitvalt bij een stroomstoring, wordt de pompapparatuur op een bypass geplaatst.
2. De pomp wordt vóór de ingang van de ketel op de retourleiding geïnstalleerd. De afstand tot de ketel is 1,5 m.
3. Bij het installeren van de pomp wordt rekening gehouden met de waterstroomrichting.

Op de retourleiding worden twee afsluitkranen en een bypassbocht met de circulatiepomp gemonteerd. Wanneer er stroom op het net staat, worden de kranen gesloten – de verwarmingsvloeistof stroomt door de pomp. Als er geen spanning is, moeten de kranen worden geopend – het systeem schakelt over op natuurlijke circulatie.

Op de aanvoerleiding moet een terugslagklep worden geïnstalleerd. Dit onderdeel wordt direct na de ketel geplaatst en voorkomt recirculatie van de verwarmingsvloeistof wanneer de pomp werkt.

Opties voor de leidingindeling in het systeem

De efficiëntie, zuinigheid en esthetiek van het warmtetoevoersysteem zijn afhankelijk van de indeling van verwarmingsapparaten en verbindingsleidingen. De keuze van de verdeling wordt bepaald op basis van de constructieve kenmerken en de oppervlakte van het huis.

Specificaties van een- en tweepijpsschema's

Het verwarmde water wordt op verschillende manieren naar de radiatoren en terug naar de ketel gevoerd. In een eenpijpssysteem wordt de verwarmingsvloeistof via één hoofdleiding met grote diameter toegevoerd. De leiding loopt door alle radiatoren.

Voordelen van een eenpijpssysteem met natuurlijke circulatie:

• minimaal materiaalverbruik;
• eenvoudige montage;
• beperkt aantal leidingen in de woonruimte.

Het belangrijkste nadeel van een schema met één buis die zowel aanvoer als retour verzorgt, is de ongelijkmatige verwarming van de radiatoren. De verwarmingsintensiteit en warmteafgifte van de radiatoren neemt af naarmate ze verder van de ketel verwijderd zijn.

Bij een lange verdeling en een groot aantal radiatoren kan de laatste radiator volledig ineffectief zijn. 'Hete' verwarmingsapparaten worden aanbevolen voor kamers aan de noordkant, kinderkamers en slaapkamers.

Het tweepijpsschema voor verwarming wint gestaag terrein. De radiatoren verbinden de retour- en aanvoerleiding. Tussen de radiatoren en de warmtebron ontstaan lokale kringen.

Belangrijkste pluspunten van het systeem:

• alle verwarmingsapparaten worden gelijkmatig verwarmd;
• mogelijkheid om de verwarming van elke radiator afzonderlijk te regelen;
• betrouwbaarheid van het schema in gebruik.

Een tweepijpssysteem vereist grotere investeringen en arbeidskosten. Het installeren van twee communicatietakken langs bouwconstructies is lastiger.

Een tweepijpssysteem is eenvoudig te balanceren en zorgt voor toevoer van warmtedrager van gelijke temperatuur naar alle verwarmingstoestellen. De kamers worden gelijkmatig verwarmd.

Boven- en onderaanvoer van warmtedrager

Afhankelijk van de plaats van de leiding die de hete warmtedrager aanvoert, onderscheidt men boven- en ondertoevoer.

In open verwarmingssystemen met bovendistributie is het niet nodig om luchtontluchtingsapparaten te gebruiken. De overtollige lucht wordt afgevoerd via het met de atmosfeer verbonden oppervlak van het expansievat.

Bij bovendistributie stijgt het warme water door de hoofdstijgbuis en wordt via de distributieleidingen naar de radiatoren gestuurd. De installatie van een dergelijk verwarmingssysteem is geschikt voor één- en tweelaagse villa's en particuliere woningen.

Een verwarmingssysteem met onderdistributie is tamelijk praktisch. De aanvoerleiding bevindt zich onderaan, naast de retourleiding. De warmtedrager beweegt van onder naar boven. Nadat het water door de radiatoren is gegaan, wordt het via de retourleiding naar de verwarmingsketel gestuurd. De radiatoren zijn uitgerust met Mayevski-kranen om lucht uit de leiding te verwijderen.

In verwarmingssystemen met onderdistributie is het noodzakelijk om luchtontluchtingsapparaten te gebruiken, waarvan de eenvoudigste de Mayevski-kraan is.

Verticale en horizontale stijgbuizen

Afhankelijk van het type plaatsing van de hoofdstijgbuizen onderscheidt men verticale en horizontale methoden van leidingverdeling. In de eerste variant worden de radiatoren van alle verdiepingen aangesloten op verticaal geplaatste stijgbuizen.

Verticale distributie wordt gebruikt bij de inrichting van huizen met twee, drie of meer verdiepingen met een zolderruimte, waarbinnen de leiding kan worden gelegd en geïsoleerd.

Kenmerken van 'verticale' systemen:

• afwezigheid van luchtbellen;
• geschikt voor warmtevoorziening van hoge gebouwen;
• per verdieping aansluiting op de stijgbuis;
• problemen bij de installatie van appartementswarmtemeters in meerverdiepingsgebouwen.

Horizontale distributie voorziet in het aansluiten van radiatoren van één verdieping op één stijgbuis. Het voordeel van het schema is dat er minder leidingen worden gebruikt voor de installatie, waardoor de installatiekosten lager zijn.

Horizontale stijgleidingen worden doorgaans gebruikt in gebouwen met één of twee verdiepingen. Het aanleggen van het systeem is relevant in paneel-framewoningen en woongebouwen zonder tussenmuren.

Inrichting van het zwaartekrachttype verwarming

Het ontwerp van een natuurlijk circulatiesysteem kunt u beter overlaten aan specialisten in warmtetechniek. In het document worden het type verwarming, de aansluitwijze van radiatoren en de circulatie van het warmtemiddel, de aanbevolen apparaatparameters, het aantal radiatoren en de lengte van de leidingen vermeld.

Berekening van het warmtetoevoersysteem

Het is noodzakelijk de hydraulische kenmerken van het systeem te bepalen, die later zullen helpen bij het correct kiezen van de optimale diameter van de leiding.

Bij een natuurlijk verwarmingssysteem wordt de ketel bij voorkeur in de kelder of begane grond geïnstalleerd. Dit maakt het mogelijk de lengte van de transitstijgleiding te vergroten.

Voor de berekening van de circulatiedruk (Rts) zijn de volgende gegevens nodig:

1. De afstand van het midden van de verwarmingsketel tot het midden van de radiator (h). Hoe groter de afstand tussen deze apparaten, hoe stabieler de circulatie.
2. De druk van het afgekoelde (Ro) en verwarmde (Pr) water.

De circulatiedruk hangt alleen af van het temperatuurverschil van het warmtemiddel. Exacte waarden kunt u vinden in tabelgegevens.

Hoe groter het temperatuurverschil van het warmtemiddel, hoe hoger de druk in de leiding. Daarom is het belangrijk om zorg te dragen voor de 'inlaat'-temperatuur van de vloeistof.

Op de breedte van de doorsnede van de leiding heeft het type materiaal invloed. De diameter van een stalen buis moet minimaal 50 mm zijn. Na vertakking wordt de doorsnede van de leiding met één maat verkleind. De retourleiding daarentegen wordt met een daaropvolgende verbreding samengesteld.

Er wordt speciale aandacht besteed aan het volume van het expansievat. De omvang van de tank mag niet minder zijn dan 5% van het totale volume warmtemiddel in het systeem. Het niet naleven van deze eis leidt tot het afvoeren van water uit het systeem of het scheuren van leidingen.

Selectie van de belangrijkste componenten

Voor een open systeem kunt u het beste een ketel kiezen die op vaste brandstof of stookolie werkt. De installatie van elektrische ketels en gasapparatuur is verboden. In de leiding kunnen soms luchtbellen ontstaan – dit kan tot een noodsituatie leiden.

Het vermogen van de verwarming wordt bepaald op basis van de berekening – 1 kW warmte-energie per 10 m² van het huis. Afhankelijk van de kwaliteit van de isolatie van de ruimte wordt 10-30% aan de verkregen waarde toegevoegd.

De ketel wordt in een aparte ruimte geplaatst, die is uitgerust met geforceerde luchtcirculatie. De apparatuur wordt op brandwerend materiaal of een gebetonneerde vloer geïnstalleerd.

Expansievat voor een zwaartekrachtverwarmingssysteem moet van staal zijn. Het gebruik van polymeermaterialen is sterk af te raden. Voor een kleine eengezinswoning volstaat een reservoir van 8-15 liter.

Voor de aanleg van de leidingen worden buizen van de volgende materialen gebruikt:

1. Stalen. Ze kenmerken zich door een hoge warmtegeleiding en weerstand tegen hoge druk. Nadeel is de complexiteit van de montage en de noodzaak van lasapparatuur.
2. Polypropyleen. Belangrijkste voordelen: weerstand tegen temperatuurschommelingen, stevigheid, dichtheid en eenvoudige montage. Levensduur is 25 jaar.
3. Metaalkunststof. Het materiaal is corrosiebestendig en voorkomt verstopping van het circuit. Nadelen van de leiding: beperkte levensduur (tot 15 jaar) en hoge kosten.
4. Koperen. Buizen met maximale warmteafgifte en weerstand tegen hoge temperaturen tot +500°C. Het grootste nadeel is de hoge prijs van het materiaal.

In het open warmtetoevoercircuit worden radiatoren geïnstalleerd, gemaakt van metalen met hoge sterkte.

Stalen modellen zijn het meest gebruikelijk. Ze hebben een optimale verhouding van de belangrijkste parameters: uiterlijk, prijs en warmtevermogen.

Stalen radiatoren worden vanwege de dunne wanden, het lage gewicht en de hoge warmteafgifte vergeleken met convectorverwarmers. De apparatuur verwarmt ruimtes snel dankzij versnelde luchtbeweging.

Montagefasen van het open systeem

Het hele proces van het organiseren van een zwaartekrachtverwarmingssysteem kan in verschillende stappen worden onderverdeeld:

1. Installatie van de ketel. De apparatuur wordt op de vloer bevestigd of aan de muur gehangen. De keuze van de methode hangt af van de afmetingen van de ketel.
2. Leidingaanleg volgens het gekozen schema en het ontwikkelde project. Het is belangrijk om de aanbevolen hellingshoek van het leidingcircuit aan te houden.
3. Installatie van radiatoren en aansluiting op het systeem.
4. Installatie van het expansievat en de isolatie ervan.
5. Verbinding van alle elementen, controle van de lekdichtheid van de verbindingen en de start van het systeem.

Na de ketel, op de aanvoerleiding, is het raadzaam een temperatuursensor te installeren om de efficiëntie van het verwarmingssysteem te controleren.

De installatie van het verwarmingssysteem moet in het warme seizoen worden uitgevoerd. Het aanleggen van de leidingen en de ingebruikname zal ongeveer een week in beslag nemen.

Kenmerken van de montage van een geforceerd schema

Om ervoor te zorgen dat het geforceerde systeem goed functioneert, is het noodzakelijk om de juiste circulatiepomp te kiezen en deze correct in de verwarmingsleiding in te bouwen.

Keuze van een circulatiepomp

De belangrijkste parameters voor het kiezen van pompmateriaal: het vermogen van het apparaat en de opvoerhoogte. Deze kenmerken worden bepaald op basis van de oppervlakte van de te verwarmen ruimte.

Indicatieve waarden:

• voor huizen van 250 m² is een pomp met een vermogen van 3,5 m³/u en een opvoerhoogte van 0,4 atm geschikt;
• in ruimtes van 250-350 m² installeert men een apparaat met 4,5 m³/u en een opvoerhoogte van 0,6 atm;
• als de oppervlakte van het huis 350-800 m² is, is het aan te raden een pomp met een vermogen van 11 m³/u en een opvoerhoogte van ten minste 0,8 atm aan te schaffen.

Bij een nauwkeurigere selectie houden specialisten rekening met de lengte van het verwarmingssysteem, het type en aantal radiatoren, het materiaal en de diameter van de buizen, en het type ketel.

Installatie van de pomp in de leiding

De pomp wordt op de retourleiding geplaatst, zodat er niet te hete warmtedrager door het apparaat stroomt. Op de aanvoerleiding is het mogelijk moderne modellen van materialen die bestand zijn tegen hoge temperaturen te installeren.

Bij het inbouwen van de pomp mag de watercirculatie niet worden verstoord. Het is belangrijk dat op elk punt van de leiding tijdens het gebruik van de pomp de hydrostatische druk overdruk blijft.

Vier toegestane schema's van verwarmingssystemen met pompcirculatie en een open expansievat. De hydrostatische druk blijft op het vereiste niveau.

Optie 1. Het verhogen van het expansievat. Een eenvoudige manier om een systeem met natuurlijke circulatie om te bouwen naar een geforceerd systeem. Voor de uitvoering van dit project is een hoge zolderruimte nodig.

Optie 2. Het verplaatsen van het vat naar de verste stijgbuis. Een arbeidsintensief proces voor het renoveren van een oud systeem, maar niet gerechtvaardigd voor het aanleggen van een nieuw systeem. Er zijn eenvoudigere en betere manieren.

Optie 3. De buis van het expansievat nabij de pompaansluiting. Om het type circulatie te wijzigen, moet het vat worden losgekoppeld van de aanvoerleiding en vervolgens worden aangesloten op de retourleiding – na de circulatiepomp.

Optie 4. De pomp is opgenomen in de aanvoerleiding. De eenvoudigste manier om het systeem te renoveren. Nadeel van deze methode is de ongunstige bedrijfsomstandigheden van de pomp. Niet elk apparaat is bestand tegen hoge temperaturen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Aanbevelingen voor het monteren van een verwarmingssysteem met natuurlijke circulatie:

Video #2. Procedure voor het installeren van de circulatiepomp:

Belangrijke aspecten van het inrichten van een efficiënt verwarmingssysteem zijn de keuze van een werkbare opzet, het berekenen van de leidingparameters, het selecteren van componenten en het volgen van de installatietechniek. Zelfinstallatie is mogelijk als u over loodgietersvaardigheden beschikt, maar het ontwikkelen van een gedetailleerd ontwerp kunt u beter aan professionals overlaten.

Wilt u een vraag stellen over de opzet en inrichting van de distributie van een open watercircuit? Laat dan alstublieft een reactie achter in het onderstaande blok. Hier heeft u de mogelijkheid om een vraag te stellen of een interessant feit over het onderwerp te delen.