Hoe is een stralingsverwarmingssysteem opgebouwd: schema's en varianten van de leidingverdeling

Bij het beslissen hoe u uw eigen huis kunt verwarmen, kunt u kiezen uit talrijke verwarmingstechnologieën. Gemeenschappelijk voor hen is een vergelijkbare set constructieve elementen, bestaande uit een ketel, een leidingsysteem en verwarmingstoestellen die de ruimte direct verwarmen.

Er zijn verschillen in de aansluitschema's van leidingen; een van de varianten is het stralingsverwarmingssysteem, waarvan de kenmerken en bouwregels in dit artikel worden besproken. We hebben de specificiteit van de collectoraansluiting in detail beschreven en de varianten van de inrichting ervan gegeven. We hebben de selectiecriteria voor apparatuur voor de aanleg van circuits aangegeven.

Voor een visueel begrip van de gepresenteerde informatie wordt de tekst aangevuld met een selectie van foto's, nuttige schema's en video's.

Zwaarwegende voordelen van de stralingsaansluiting

De belangrijkste taak van een verwarmingssysteem is het compenseren van de warmte die een gebouw verliest door het verschil tussen de binnen- en buitenluchttemperatuur, en ook door de verschillende mate van warmtegeleiding van de buitenmuren. De oplossing hangt grotendeels af van een correct gekozen leidingaanlegschema dat het verwarmingsmedium naar de toestellen transporteert.

In de praktijk kunnen alle verwarmingstoestellen op de volgende manieren worden aangesloten:

• T-stuk aansluiting;
• Stralings- (collector)aansluiting, waarbij met behulp van een collector een apart paar leidingen naar elk verwarmingstoestel wordt geleid voor de aanvoer en retour van het verwarmingsmedium.

Het T-stuk of perimetrale type leidingverbinding is goedkoper. Maar omdat de toestellen met elkaar verbonden zijn en via een leiding aan een gemeenschappelijke stijgleiding zijn aangesloten, moet het systeem volledig worden uitgeschakeld en van het verwarmingsmedium worden ontdaan voor reparatie van een individuele radiator of een gedeelte. Of het moet worden uitgerust met bypasses en afsluiters, wat de kosten van de verwarmingsorganisatie aanzienlijk zal verhogen.

Bij de traditionele omtreksverdeling wordt de gehele leiding meestal open gemonteerd, zelden verborgen. Radiale verwarmingssystemen worden voornamelijk in muren of vloeren gelegd, omdat een groot aantal leidingen die bovenop constructies zijn aangebracht het interieur negatief beïnvloedt.

De verborgen montage bestaat uit een leidingsysteem voor vloerverwarming, dat volgens de technische specificatie volgens een radiale lay-out wordt aangelegd. Het radiale leidingwerk naar de verwarmingstoestellen wordt ook verborgen in de vloerafwerking aangelegd, omdat dat beter is om technologische en architectonische redenen.

Het monteren van de leiding volgens de radiale methode is aanzienlijk duurder dan het aanleggen van het systeem volgens de omtreksmethode. Echter, dankzij de specificiteit van deze verdeling wordt verwarmd warmtemedium gelijktijdig naar alle punten geleverd.

Het grote aantal leidingen bij gebruik van de radiale montagemethode kan het interieur verstoren. Daarom worden alle verwarmingscommunicatie in de vloer of muren gelegd.

Alle verbindingen blijven daarbij aan de oppervlakte, waardoor het risico op lekkage onder de afwerklaag vrijwel afwezig is. Bij een T-stuksysteem kan dit niet, omdat bij slijtage van verbindingen de muren en vloer moeten worden opengebroken.

Om het buisverbruik te verminderen, worden de volgens het radiale schema gemonteerde leidingen niet langs de omtrek gelegd, maar via de kortste routes – van de collector naar het toestel.

Het grootste nadeel van een collectordistributie is de hoge materiaalintensiteit vanwege de grote lengte. Voor een goede werking zijn technische apparaten nodig, omdat dit uitsluitend dwangcirculatiesystemen zijn. Het belangrijkste voordeel is dat u in elke ruimte een andere temperatuur kunt instellen, waardoor een comfortabel binnenklimaat in elke kamer ontstaat.

Elke radiator of convector wordt onafhankelijk aangesloten, wat ook handig is voor het uitvoeren van onderhoudswerkzaamheden en het vervangen van versleten systeemonderdelen zonder dat de verwarming in het hele huis of appartement hoeft te worden uitgeschakeld.

Verborgen montage maakt het mogelijk om het visuele uiterlijk van elke ruimte aanzienlijk te verbeteren, waarbij alleen de verwarmingsradiatoren zichtbaar blijven.

Principe van de organisatie van het stralingsschema

Een van de centrale elementen van een stralingssysteem is de collectoreenheid. Als u van plan bent om verwarming te installeren in een huis met meerdere verdiepingen, moet de collector op elke verdieping worden geplaatst.

De collectoren worden tijdens de montage in een collectorkast geplaatst, waar een handig systeem voor de plaatsing van dit element is voorzien voor later onderhoud of afstelling.

Een radiale distributieschema wordt toegepast voor een- en tweepijpssystemen. De eerste variant gaat ervan uit dat de aanvoer en retour van het warmtetransportmiddel door één collector wordt verzorgd. De tweede variant voorziet in het gebruik van twee collectoren voor aanvoer en retour.

Een onbetwistbaar voordeel van een stralingssysteem is het minimale aantal verbindingen, wat een positieve invloed heeft op de hydraulische stabiliteit van het gehele verwarmingssysteem. Het centrale werkorgaan is de ketel.

Om een hoog rendement en veiligheid te garanderen, moet de eigenaar rekening houden met het vermogen van het apparaat, de warmte-energieconsumptie van de verwarmingstoestellen en de warmteverliezen van het systeem. Dit is noodzakelijk, ongeacht het type brandstof waarop de ketel werkt.

De toename van de lengte van de leiding bij het creëren van een radiale distributie kan leiden tot een geringe toename van warmteverliezen, waarmee ook rekening moet worden gehouden voor de balans van vermogens.

In een eenpijps radiale distributie van verwarmingscircuits wordt de aanvoer van het voor verwarming van de toestellen voorbereide warmtetransportmiddel verzorgd door dezelfde collector die de retour verzamelt en naar de ketel stuurt (+).

De circulatiepomp kiezen

Radiale distributie van leidingen wordt voornamelijk toegepast in horizontale schema's met onderaanvoer van warmtetransportmiddel. Het vereist de aanwezigheid van een circulatiepomp die de beweging van verwarmd water door de vele vertakkingen stimuleert.

De geregelde circulatie van de warmtedrager maakt het mogelijk om het temperatuurverschil aan de inlaat en uitlaat van het verwarmingscircuit te verkleinen. Hierdoor kan de efficiëntie van de verwarming worden verhoogd, waardoor het systeem compacter wordt en minder materiaalintensief.

Bij het selecteren en installeren van een circulatiepomp moet u rekening houden met een aantal kenmerken, waarmee u een hoge efficiëntie van het hele systeem kunt bereiken.

Dit apparaat wordt geselecteerd op basis van verschillende belangrijke parameters, waaronder:

• capaciteit, m³/uur;
• opvoerhoogte, m.

Om een circulatiepomp correct te selecteren op deze parameters, moet u rekening houden met de diameter van de leidingen, hun lengte en de hoogte ten opzichte van het niveau van de pompunit. Bij het opstellen van het ontwerp van het verwarmingssysteem worden deze parameters van tevoren berekend.

Regels voor de installatie van de circulatiepomp

Door de onderstaande aanbevelingen op te volgen, kunt u een hoog rendement en veiligheid van de verwarming bereiken:

• circulatiepompen met een natte rotor worden zodanig geïnstalleerd dat de as horizontaal staat;
• het apparaat met thermostaat mag niet te dicht bij hete oppervlakken (radiator of ketel) worden geplaatst, om vervalsing van de metingen te voorkomen;
• in de regel wordt deze geïnstalleerd op het retourgedeelte van de leiding vanwege de lagere temperaturen. Moderne modellen kunnen ook in de aanvoerleiding worden gemonteerd en zijn bestand tegen hoge temperaturen;
• het verwarmingscircuit moet zijn uitgerust met een ontluchtingsmechanisme. Als dat niet het geval is, moet de pomp een ontluchter hebben;
• moet zo dicht mogelijk bij het expansievat worden geplaatst;
• voor het installeren van de pomp wordt aanbevolen het systeem door te spoelen om vaste deeltjes te verwijderen;
• vul het systeem met water voordat u de pomp start;

Om niet het slachtoffer te worden van overmatig geluid, kiest u een pomp die overeenkomt met de capaciteit van het verwarmingssysteem.

En is het mogelijk zonder pomp?

Natuurlijk kunt u besparen door geen pomp, ontluchters voor het ontluchten, sensoren, enz. te kopen. Maar een stralingssysteem met natuurlijke circulatie vereist dat een aantal niet erg handige voorwaarden worden nageleefd.

Experts raden deze optie in zeer zeldzame gevallen aan. Ten eerste is er een installatie van buizen met een grote diameter nodig. Ten tweede moet het expansievat op het hoogste punt van het object worden geïnstalleerd.

Om te besparen op componenten, kunt u het zonder pomp doen, maar dit is alleen mogelijk als aan een aantal voorwaarden wordt voldaan en alleen voor kleine gebouwen.

Deze optie is geschikt voor een datsja of een andere bescheiden grootte van object, die voldoende warmte levert. De keuze tussen natuurlijke circulatie en geforceerde circulatie moet al in de ontwerpfase worden gemaakt.

De verdeelcollector kiezen

Dit apparaat wordt ook wel een verdeelkam genoemd. Het dient voor de toevoer van warmtedrager naar elke verwarmingseenheid (vloerverwarming, radiator, convector, enz.). Via de collector vindt ook de afvoer van de retour plaats, die vervolgens in de ketel wordt geleid of opnieuw in het circuit wordt gemengd om de temperatuur te regelen.

De collector kan 2 tot 12 circuits ondersteunen. Sommige fabrikanten bieden nog meer aftakkingen voor het realiseren van complexe projecten.

De verdeelcollector is het belangrijkste transportknooppunt dat dient voor het verdelen van de warmtedrager in de benodigde hoeveelheid naar elke ruimte of elk verwarmingstoestel

Verdeelkammen worden vaak uitgerust met extra afsluit-, regel- en thermostatische elementen. Ze maken het mogelijk om het optimale debiet van warmtedrager per verwarmingstak in te stellen. De aanwezigheid van ontluchters garandeert een efficiëntere en veiligere werking van het systeem.

Aansluitschema van de stralingsaansluiting

Bij het kiezen van een verwarmingsschema wordt in de meeste gevallen gekozen voor een stervormige, per verdieping aangelegde leidingverdeling. Alle leidingen worden verborgen in de dikte van de vloer. De collector – het belangrijkste verdeelorgaan – wordt geïnstalleerd in een nis in de muur, vaak in een speciale kast, centraal in het huis/appartement.

In de overgrote meerderheid van de gevallen bij een stervormige leidingverdeling is een circulatiepomp nodig, soms meerdere, geplaatst op elke ring of tak. De noodzaak hiervan is hierboven beschreven. De stervormige leidingverdeling van het verwarmingssysteem wordt meestal uitgevoerd op basis van één- en tweepijpsmontage, waarbij de T-stukaansluiting bijna volledig wordt verdrongen.

Dit is een vereenvoudigd schema van de stervormige leidingverdeling, waarbij elke radiator is aangesloten op de aansluiting van de collector voor aanvoer en retour van de warmtedrager

Op elke verdieping bij de stijgleiding van het tweepijpssysteem worden aanvoer- en retourcollectoren gemonteerd. Onder de vloer lopen de leidingen van beide collectoren in de muur of onder de vloer en worden ze aangesloten op elke radiator op de betreffende verdieping.

Elk van de circuits moet ongeveer dezelfde lengte hebben. Als dit niet kan worden bereikt, moet elke ring worden uitgerust met een eigen circulatiepomp en automatisering voor temperatuurregeling.

Daarbij zal de verandering van het temperatuurregime volledig onafhankelijk zijn in elk circuit en elkaar niet beïnvloeden. Omdat de leidingen in de dekvloer komen te liggen, moet elke radiator worden uitgerust met een ontluchtingskraan. Een ontluchter kan ook op de collector worden geplaatst.

Wat moet er vóór de montage worden gedaan?

Voor aanvang van de werkzaamheden is het de taak van de eigenaar om alle componenten en locaties van de apparatuur correct te kiezen, namelijk:

• de locaties bepalen van de radiatoren;
• het type radiatoren kiezen, op basis van de druk en het type warmtedrager, en het aantal secties of het oppervlak van de panelen bepalen (de warmteverliesberekening uitvoeren en het benodigde thermische vermogen voor een goede verwarming van elke kamer berekenen);
• de locatie van de radiatoren schematisch weergeven en de routes van de leidingen, zonder de overige elementen van het verwarmingssysteem te vergeten (ketel, collectoren, pomp, enz.);
• een papieren lijst opstellen van alle elementen en de aankopen doen. Om fouten in de berekening te voorkomen, kunt u een specialist inschakelen.

Dus, om naar de volgende fase over te gaan, moet u de installatieregels van het verdelingssysteem in acht nemen.

Regels voor de installatie van de stralingsaansluiting

Als u ervoor heeft gekozen de leidingen onder de vloer te leggen, dient u enkele regels te volgen die warmteverlies en bevriezing van de warmtedrager helpen voorkomen. Tussen de ruwe vloer en de afwerkvloer moet voldoende ruimte zijn (hierover later in de beschrijving).

Bij het installeren van leidingen in de vloer is het belangrijk om met een aantal vereisten rekening te houden, waaronder voldoende ruimte tussen de afwerkvloer en de ruwe vloer.

Als ruwe vloer kan een betonnen funderingsplaat dienen. Daarop wordt eerst een laag isolatie gelegd, vervolgens wordt het leidingwerk aangebracht. Als de leidingen zonder warmte-isolerende onderlaag worden gelegd, kan het water op die plaatsen bevriezen, waardoor veel warmte verloren gaat.

Wat de leidingen betreft, kunt u het beste kiezen voor polyethyleen of metaal-kunststof modellen, die een hoge flexibiliteit hebben. Een leiding van polypropyleen buigt slecht en is daarom niet geschikt voor een radiale verdeling.

In de meeste gevallen wordt een buis met een diameter van 16-20 mm gebruikt (als het vermogen van de radiator meer dan 1,5 kW is, dan 20 mm), waarover een warmte-isolerende golfbuis wordt geschoven om warmteverlies te verminderen en thermische uitzetting te compenseren.

Het leidingwerk moet aan de ondergrond worden bevestigd, zodat het niet omhoog komt tijdens het storten van de afwerkvloer. Bevestigen kan met montageband, plastic klemmen of andere beschikbare methoden.

De buis onder de afwerkvloer moet absoluut worden geïsoleerd om warmteverlies tot een minimum te beperken, en op de begane grond moet absoluut een laag warmte-isolatie worden aangebracht.

Vervolgens wordt rond het leidingwerk een isolatielaag van 50 mm van penoplex of piepschuim aangebracht. De isolatie wordt ook aan de vloerondergrond bevestigd met pluggen. De laatste fase is het storten van een laag mortel van 5-7 cm, die als basis voor de afwerkvloer dient. Op dit oppervlak kan elke vloerbedekking worden gelegd.

Als het leggen van leidingen op de tweede verdieping of hoger wordt uitgevoerd, is het aanbrengen van een thermische isolatielaag optioneel. Onthoudt u deze belangrijke regel: er mogen geen verbindingen zijn in leidinggedeelten onder de vloer.

Indien er een circulatiepomp van voldoende vermogen en prestatie aanwezig is, wordt de verdeler soms één verdieping lager geplaatst dan het niveau van de radiatoren.

Indien de verdeler op het lagere niveau (kelder) wordt geplaatst, moet u rekening houden met een aantal regels voor de juiste leidingtoevoer van de verdeler naar de radiatoren op het volgende niveau.

Vanaf de verdeler stijgen de leidingen verticaal naar het plafond. Vervolgens wordt een bocht gemaakt en wordt de leiding langs het plafond naar elke radiator geleid met nog een bocht van 90 graden. Aan het plafond moeten de leidingen worden bevestigd. Zo verbindt de verticale leiding door de vloer elke verwarmingseenheid met elkaar.

Stralingsaansluiting en vloerverwarming

Het radiale schema kan ook worden gebruikt voor het aanleggen van een vloerverwarmingssysteem. Met een goed opgesteld ontwerp dat rekening houdt met alle factoren, kunt u afzien van radiatoren en de vloerverwarming de belangrijkste verwarmingsbron maken.

Warmtestromen worden gelijkmatig door de ruimte verdeeld, zonder een convectie-effect te creëren, in tegenstelling tot radiatoren. Hierdoor is er geen circulatie van stof in de lucht.

Voordat u begint met de uitvoering van het idee voor het aanleggen van watergedragen vloerverwarming, is het belangrijk om de volgende kenmerken in acht te nemen:

• Op een betonnen of houten ondergrond wordt een reflecterend scherm met een laag thermische isolatie gelegd;
• Bovenop worden leidingen in een lusvormig patroon gelegd;
• Voor het storten van beton wordt een hydraulische test van het systeem onder druk uitgevoerd gedurende 24 uur;
• De afwerklaag is een dekvloer of vloerbedekking.

De verdeler van elk circuit moet worden uitgerust met flowmeters en thermostatische kranen, die een nauwkeurige controle van de koelvloeistofstroom en regeling van de temperatuur mogelijk maken.

Bij het leggen van leidingen kunnen thermostatische knoppen en servomotoren worden gebruikt. Deze apparaten maken automatisering van de vloerverwarming mogelijk. Het systeem reageert op veranderingen in de kamertemperatuur en past een comfortabele modus voor elke kamer aan.

Radiale leidingverdeling voor vloerverwarming vereist het uitrusten van de verdeler met meerdere componenten die het mogelijk maken om de vloerverwarming te bewaken, te automatiseren en te regelen voor maximaal comfort en energie-efficiëntie.

Bij de installatie is het uiterst belangrijk om de leidingen goed vast te zetten voordat alles met dekvloer wordt gestort. Hiervoor kunt u isolatie met groeven, wapeningsnet of beugels gebruiken.

Voordat u de leiding legt, moet u duidelijk het traject bepalen dat het verwarmingsmedium zal afleggen om de vloer te verwarmen (kruising van leidingen vermijden). Het beste is om de leiding pas af te snijden nadat deze volledig is gelegd en aangesloten op de retour- en aanvoerverdelers.

Het is belangrijk dat de leiding tijdens het storten onder druk staat. Zolang het betonmengsel niet volledig is uitgehard en er geen drie weken zijn verstreken, mag u het verwarmingsmedium niet op bedrijfstemperatuur toevoeren. Pas daarna begint u met 25 °C en na 4 dagen eindigt u met de ontwerptemperatuur.

Opties voor houten huizen

Om een leiding in een houten ondergrond te leggen, moet u gaten boren in de houten vloerbalken. De gaten moeten iets groter zijn dan de diameter van de leidingen, zodat de balk en de constructie geen druk uitoefenen op de leiding.

Bij het installeren van een stralingsverdeling in houten vloeren is het belangrijk dat de vloerconstructie geen druk uitoefent op de leidingen en dat deze stevig zijn bevestigd.

In ons voorbeeld is de ruwe vloer van hout, waarop het leidingsysteem is geplaatst. Ook hier mogen er in de vloerdikte geen verbindingen zijn, omdat deze zich uitsluitend boven het vloerniveau moeten bevinden.

Analyse van de argumenten «voor» en «tegen»

Laten we beginnen met de nadelen. Naast het materiaalverbruik, dat van invloed is op de projectkosten, is het nodig om een collectorkast te installeren, waarvoor extra ruimte nodig is.

Hiermee eindigen de nadelen van het stralingssysteem en begint een reeks voordelen:

• eenvoudig ontwerp en installatie, binnen het systeem worden leidingen van één diameter gebruikt;
• bij verborgen installatie in muren en vloeren zijn er geen verbindingen;
• hoge installatiesnelheid dankzij een minimaal aantal verbindingen;
• uitbreiding van functionaliteit door installatie van afsluiters, sensoren, ontluchters en thermostatische kranen voor automatisering van het verwarmingssysteem;
• temperatuurregeling in elke afzonderlijke ruimte met behulp van mechanische elementen of automatisering;
• mogelijkheid om elke radiator af te sluiten zonder het verwarmingsproces te stoppen;
• gelijkmatige verwarming van alle ruimtes.

Het externe bedieningspaneel maakt het mogelijk om de verwarming te programmeren, inclusief automatische aanpassing aan de weersomstandigheden buiten. Dankzij de geïnstalleerde sensoren kunnen alle bewoners eventuele comfortabele parameters voor hen instellen terwijl ze zich in een specifieke kamer bevinden.

Het stralingssysteem is materieel kostbaar qua uitvoering, maar overtreft alle andere opties in flexibiliteit van instellingen en het waarborgen van de efficiëntie van de gehele verwarming.

Zo maakt het stralingsverdelingsschema het mogelijk om een hoge mate van bestuurbaarheid van het verwarmingssysteem te bereiken en een optimaal verbruik van het verwarmingsmedium te realiseren.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video helpt u om de montagekenmerken duidelijk te begrijpen en te zien hoe het verwarmingssysteem met stervormige distributie werkt:

Een energiezuinig verwarmingssysteem is een gebalanceerde combinatie van al zijn componenten. De buisverdeling dient als een soort bloedsomloop voor de verwarming. De stervormige installatie van de leidingen maakt het mogelijk om precies zoveel warmtedrager te leveren als elk werkend apparaat nodig heeft voor een optimale werking.

Wilt u vragen stellen over onduidelijke punten die u tijdens het bestuderen van het materiaal interesseren? Wilt u nuttige details over de opzet van stervormige systemen delen? Schrijf dan alstublieft een reactie in het onderstaande blok.