Verdeelcollector voor verwarming zelf maken: schema's en montagekenmerken

De bepalende taak bij het ontwerpen van een autonoom verwarmingssysteem is een gelijkmatige verdeling van de warmtedrager. Deze taak wordt in het warmtetoevoersysteem uitgevoerd door een regel- en controle-eenheid – de distributiecollector.

Van een deskundige keuze van het apparaat, kwaliteitsmontage en aansluiting hangt de storingsvrije werking en betrouwbaarheid van het verwarmingscircuit grotendeels af. Als u de distributiecollector voor verwarming met eigen handen wilt installeren, moet u van tevoren berekeningen uitvoeren en de leidingen ontwerpen.

Wij helpen u bij deze vragen. In het artikel hebben we de constructie van de collectorgroep bekeken, de voor- en nadelen van het verwarmingssysteem met een kam aangegeven, en de regels voor het ontwerpen en installeren van de distributie-eenheid beschreven.

Het materiaal is aangevuld met praktische tips voor het kiezen van onderdelen, het assembleren en aansluiten van de collector op het verwarmingssysteem.

De rol van de collector in de verwarming

Bij het inrichten van een waterdrukunit moet de regel worden gevolgd: de totale som van de diameters van alle aftakkingen mag niet groter zijn dan de diameter van de toevoerleiding.

Passen we deze wet toe op het verwarmingssysteem, dan ziet het er als volgt uit: de uitlaatnippel van de ketel met een diameter van 1 inch is toegestaan voor gebruik in een tweecircuitsysteem met buizen van ½ inch.

Voor een huis met een kleine inhoud dat alleen met radiatoren wordt verwarmd, wordt een dergelijk systeem als efficiënt beschouwd.

Voor bijkeukens is een temperatuurregime van 10-15 °C voldoende, voor woonkamers is een regime tot 23 °C comfortabel, in vloerverwarmingscircuits niet meer dan 37 °C, anders kan de hoofdbedekking vervormen.

In de praktijk is een privévilla uitgerust met een meer gemoderniseerd verwarmingsschema, waarbij extra circuits worden aangelegd:

• vloerverwarmingssysteem;
• verwarming van meerdere verdiepingen;
• bijruimtes enz.

Bij het aansluiten van een aftakking wordt het werkdrukniveau in de circuits onvoldoende voor een kwalitatieve verwarming van alle radiatoren, en dienovereenkomstig wordt het comfortabele klimaat verstoord.

In dat geval wordt voor een vertakte verwarmingsleiding een balansinrichting geïnstalleerd met behulp van een verdeelcollector. Door deze methode toe te passen, kan de afkoeling van het verwarmde medium worden gecompenseerd, wat kenmerkend is voor traditionele enkel- en tweepijpssystemen.

Met behulp van apparatuur en afsluiters worden de benodigde temperatuurwaarden van het warmtemedium voor elk van de leidingen ingesteld.

Belangrijkste kenmerken van het collectorsysteem

Het belangrijkste verschil tussen de collector- en de standaard lineaire methode voor het herverdelen van het warmtemedium is de verdeling van stromen in meerdere van elkaar onafhankelijke kanalen. Er kunnen verschillende modificaties van collectorinstallaties worden toegepast, die verschillen in uitrusting en maatreeks.

Niet zelden wordt het collectorverwarmingssysteem een radiaal systeem genoemd. Dit heeft te maken met de constructieve kenmerken van de kam. Bij het bekijken van het apparaat van bovenaf kunt u merken dat de ervan wegleidende leidingen lijken op het beeld van zonnestralen.

De constructie van een gelaste collector is vrij eenvoudig. Aan de kam, die bestaat uit een buis met ronde of vierkante doorsnede, wordt het benodigde aantal aansluitingen aangesloten, die op hun beurt worden verbonden met de individuele leidingen van het verwarmingscircuit. De collectorinstallatie zelf wordt gekoppeld aan de hoofdleiding.

Ook worden er afsluiters geïnstalleerd, waarmee het volume en de temperatuur van de verwarmde vloeistof in elk circuit worden geregeld.

U kunt een collectorgroep, compleet met alle benodigde onderdelen, kant-en-klaar aanschaffen of zelf monteren, wat de kostenraming voor het ontwerpen van de verwarming aanzienlijk verlaagt.

De voordelen van de exploitatie van een verwarmingssysteem, dat is gebaseerd op een verdeelcollector, zijn de volgende:

1. Gecentraliseerde verdeling van het hydraulische schema en temperatuurindicatoren vindt gelijkmatig plaats. Het eenvoudigste model van een ringkam van het twee- of viercircuittype kan de indicatoren vrij effectief in evenwicht brengen.
2. Regeling van de werkingsmodi van de warmteleiding. Het proces wordt gerealiseerd door de aanwezigheid van speciale mechanismen – debietmeters, mengunit, afsluit- en regelafsluiters en thermostaten. De installatie ervan vereist echter correcte berekeningen.
3. Gemak van onderhoud. De noodzaak van preventieve of reparatiemaatregelen vereist niet het uitschakelen van het gehele verwarmingsnet. Dankzij de schuifafsluiters die op elk afzonderlijk circuit zijn gemonteerd, kan de stroom van het warmtemedium eenvoudig worden afgesloten op het gewenste gedeelte.

Toch zijn er ook nadelen aan een dergelijk systeem. In de eerste plaats neemt het verbruik van leidingen toe. Compensatie van hydraulische verliezen gebeurt door de installatie van een circulatiepomp. Deze moet op alle collectorgroepen worden geïnstalleerd. Bovendien is deze oplossing alleen relevant in gesloten verwarmingssystemen.

Modificaties van collectorunits

Voordat u begint met het assembleren van de collectoreenheid, moet u de functionele belasting ervan bepalen. De apparatuur kan op meerdere plaatsen in de warmwaterleiding worden gemonteerd. Op basis hiervan worden de benodigde uitrusting, afmetingen en het automatiseringsniveau van de werkcyclus gekozen.

In werkelijkheid zijn er twee apparaten nodig voor een goede werking van een dergelijke eenheid. Met behulp van de kam wordt de warmtedrager vanuit de centrale toevoerleiding over de circuits verdeeld. Het retourcollectorkanaal wordt vertegenwoordigd door een verzamelmechanisme en het punt waar de afgekoelde vloeistof naar de ketel wordt gestuurd.

Het schema van collectorverwarming wordt gekozen op basis van de berekening van de benodigde functionaliteit en de installatieplaats. De keuze van het fabricagemateriaal van het apparaat heeft geen invloed op het aantal belangrijke mechanismen.

Montage van een zelfgemaakte verdeelgroep kan nodig zijn bij de aanleg van vloerverwarming of voor de voorbereiding van standaardverwarming met radiatoren.

Kenmerkende verschillen van beide varianten zijn hun afmetingen en componenten:

1. Stookruimte. De gelaste collectorgroep wordt vervaardigd uit leidingen met een diameter tot 100 mm. Op de aanvoer worden een circulatiepomp en afsluitkleppen geïnstalleerd. Het retourring is voorzien van afsluitbare kogelkranen.
2. Vloerverwarmingssysteem. Een vergelijkbare uitrusting is ook aanwezig in dit mengblok. Hiermee kan aanzienlijk worden bespaard op het verbruik van de warmtedrager, vooral als er extra flowmeters zijn geïnstalleerd. Meer over het mengblok in het vloerverwarmingssysteem staat in dit artikel.

Elk van deze oplossingen voorziet in een individueel installatieschema. Een correcte installatie van alle elementen kan alleen worden uitgevoerd na gedetailleerde berekeningen van alle parameters van het werkpunt.

De kam kan worden gemaakt van hetzelfde materiaal als de leiding. Als dat verschilt, worden er adaptors gebruikt om de collector aan te sluiten.

Er zijn ook verschillen in het vereiste aantal circulatiepompen. In de stookruimte wordt elke leiding van dit apparaat voorzien. Voor vloerverwarming is slechts één installatie voorzien.

Ontwerp van de distributie-eenheid

Er is simpelweg geen universeel schema voor een stralingsverwarmingsproject. Elk geval is uniek, daarom wordt het samenstel op individuele wijze met de benodigde apparatuur uitgerust. Het is echter de moeite waard om de algemene aanbevelingen en regels te bekijken.

Regels voor het installeren van de kam

De installatie van een collector is niet mogelijk in een appartement. Er is echter een uitzondering op de regel: in sommige huizen worden bij het aanleggen van alle voorzieningen extra afsluiters gemonteerd waarmee de verwarmingscircuits worden aangesloten. Een dergelijk apparaat maakt individuele collectorverdeling mogelijk.

Het stralingsschema is niet geschikt voor stadswoningen in flatgebouwen, omdat de stijgleiding gemeenschappelijk is voor alle ruimten (+).

Het verwarmingsschema moet zo worden opgesteld dat de kraan van Majevski op de verdeler zit. Deze optie wordt als optimaal beschouwd, omdat na verloop van tijd de opgehoopte lucht uit de circuits moet worden afgelaten.

Kenmerken van de stervormige groep

De stralingsverdelingsgroep heeft veel nuances, maar een deel ervan is ook kenmerkend voor verwarming van een andere modificatie.

Kenmerken van het systeem met een verdeler:

1. De uitrusting van het circuit moet een expansievat omvatten met een inhoud van meer dan 10% van het totale volume van de warmtedrager.
2. De optimale locatie van het expansievat is op de retourleiding voor de circulatiepomp, omdat hier de temperatuur lager is.
3. Indien een thermohydraulische verdeler wordt gebruikt, wordt het schema zo ontworpen dat het vat voor de hoofdpomp wordt geplaatst, die verantwoordelijk is voor de geforceerde verplaatsing van water in de ketelleidingen.
4. De circulatiepomp moet strikt horizontaal worden geïnstalleerd. Als men deze regel niet volgt, zal het apparaat bij de eerste luchtbel koeling en smeermiddel verliezen.

De verdelingsgroep kan worden samengesteld uit verschillende materialen: polypropyleen of metaal. De keuze wordt gemaakt op basis van vaardigheden en beschikbaarheid van gereedschappen voor het verbinden van onderdelen.

De optimale temperatuur voor het verwarmen van radiatoren in een particulier huis is 55-75 °C, druk tot 1,5 atm. De bedrijfsmodus van een vloerverwarmingscircuit wordt verwarmd tot 40 °C. Op basis van deze kenmerken wordt de mate van weerstand van de leidingen gekozen.

Ook het proces van het kiezen van leidingen voor de installatie van de verdelingsgroep wordt als belangrijk beschouwd.

De belangrijkste factoren waarmee rekening wordt gehouden bij het kiezen van circuitcomponenten:

1. Leidingen alleen in rollen aanschaffen. Hierdoor worden er geen verbindingen gemaakt in de verdeling die onder de betonnen dekvloer is geïnstalleerd.
2. De thermische weerstand en de treksterkte moeten individueel worden bepaald op basis van de technische gegevens van het verwarmingssysteem.

Vanwege de voorspelbaarheid van de werkprestaties van autonome verwarming kunnen polypropyleen leidingen worden gebruikt. Ze hebben geen ongewenste verbindingen en worden verkocht in doorlopende lengtes van 200 m.

Het materiaal is thermisch stabiel en kan temperaturen tot 95°C weerstaan met een toelaatbare breekspanning van 10 kg/1 cm².

Roestvrijstalen buis heeft een hoge flexibiliteit. De buigradius kan gelijk zijn aan de diameter van het product. De installatie gebeurt volgens het schema: de buis moet in de fitting worden gestoken en met een moer worden vastgezet.

Voor een gebouw met meerdere verdiepingen verdient het de voorkeur om een gegolfde roestvrijstalen buis te kiezen.

Dit materiaal vertoont uitstekende technische mogelijkheden om de volgende belasting aan te kunnen:

• verwarmde warmtedrager tot 100 °C, wat meer dan voldoende is voor het verwarmingscircuit;
• druk tot 15 atm.;
• breukdruk tot 210 kg/1 cm².

Fittingen voor polypropyleen kunnen van plastic of messing zijn. De schroefverbinding is voorzien van een borgring die over de leiding wordt geschoven.

Een belangrijke eigenschap van polypropyleen leidingen is het geheugen voor mechanische bewerking, waardoor plastische vervorming van het materiaal optreedt.

Bijvoorbeeld, bij het oprekken van de buis met een expander en het plaatsen in de aansluiting van de schroefverbinding, zal de buis na een bepaalde tijd terugkeren naar zijn oorspronkelijke toestand en het onderdeel vastklemmen. Het contact kan worden gefixeerd met een borgring.

Berekening van de verwarmingscollector

Om een thermohydraulische kam te maken, moeten eerst de basisparameters worden berekend: lengte, doorsnede diameter van de aansluitingen en het aantal aftakkingen van de warmteleiding. Deze kenmerken kunnen zelf worden berekend of met behulp van speciale software.

De hydraulische separator zal zijn functies volledig vervullen alleen als de regel van drie diameters wordt nageleefd. De wet luidt als volgt: de diameter van de gemonteerde hydraulische pijl moet drie keer groter zijn dan die van de aansluitingen (+)

Hydraulisch evenwicht van de constructie is een essentiële voorwaarde. Bij toepassing van de regel van drie diameters voor de hydraulische separator moet de volgende actie worden uitgevoerd: de doorsnede diameters van de aangesloten circuits optellen.

Uiteindelijk krijgen we een som gelijk aan de diameter van de hoofdleiding die op de aanvoerleiding wordt aangesloten. Toepassing van dit principe vermindert de kans op een verstoring van het evenwicht van het hele verwarmingssysteem.

Als locatie voor de verdeeleenheid wordt een speciale kast of behuizing gebruikt. Bij het inrichten van het systeem moet de toegestane minimale afstand tussen twee warmtegeleidende in- en uitlaatlijnen in acht worden genomen – 6 diameters.

Alle berekeningen van het project van een thermohydraulische verdeler zijn gebaseerd op de naleving van drie belangrijke regels: het aanhouden van de juiste afstand tussen de aanvoer- en retourleiding, de doorsnede van de verdeler en de afstand tussen de circuits is gelijk aan drie diameters (+)

Ook de vraag naar de juiste selectie van het vermogen van de circulatiepomp is actueel. Hiervoor moet het specifieke waterverbruik van het systeem worden berekend en op basis van de resultaten de pomp worden gekozen.

Als het schema meerdere verdelers bevat, wordt de berekening voor elk afzonderlijk circuit en voor het hele systeem uitgevoerd.

Zelfmontage van de apparatuur kan worden uitgevoerd met behulp van een buis met elk type doorsnede. Dit aspect heeft geen invloed op de werking van het apparaat en verhoogt de lokale verliezen niet. Deze worden gecompenseerd door de circulatiepomp.

Regels voor het selecteren van componenten

Nadat alle berekeningen zijn uitgevoerd, is de volgende stap het selecteren van de benodigde set mechanismen. De eenvoudigste set bestaat uit afsluiters. Met een dergelijk apparaat is het echter moeilijk om het vermogen van individuele verwarmingsleidingen te regelen.

Om dit probleem op te lossen, worden op de aanvoerverdeler kraanbussen geïnstalleerd, waarmee een soepele afstelling mogelijk is. Op de retourverdeler worden rotameters gemonteerd.

De parameters van de collector moeten voldoende zijn voor een gemakkelijke toegang tot de afsluit- en regelapparatuur. De gemiddelde waarden van de afstand tussen de circuits zijn 100-150 mm, de hartafstand tussen de aanvoer- en retourverdeler ‑ 250-300 mm

Voor vloerverwarming op water verschilt de samenstelling.

Voor de montage zijn de volgende elementen nodig:

1. Afsluit- en regelklep. Montage vindt plaats op de aansluitstukken. Met deze armatur wordt de toevoer van warmtemedia geheel of gedeeltelijk gestopt. Het wordt aanbevolen een automatische versie te gebruiken.
2. Rotameters. Deze elementen worden op de retourverdeler gemonteerd. Ze vervullen een soortgelijke functie als het vorige element, maar dan in de retourleiding.
3. Mengblok. Door het mengen van warme en koude waterstromen wordt de ingestelde werkingsmodus van de verwarming geoptimaliseerd.

De collectorset wordt standaard uitgerust met een veiligheidsgroep met een manometer, ontluchtingsventiel, thermostaat en circulatiepomp. Deze kan worden aangevuld met servomotoren, die worden aangestuurd via een elektrische regeleenheid. Zo kan de werking van het systeem worden geautomatiseerd.

Finesses van zelfmontage

Voordat de collector wordt vervaardigd, moet een schema worden opgesteld met de locatie van alle onderdelen van het blok. Als materiaal kunt u het beste stalen buizen met een vierkante doorsnede kiezen. Dit type is eenvoudig te bewerken, wat de arbeidskosten voor het installeren van de aansluitstukken aanzienlijk verlaagt.

Verdeelstukken van profielbuis worden toegepast in het verwarmingsschema van objecten met een groot aantal circuits en een hydraulische scheider. De parameters van de vierkante buis zijn 80*80 of 100*100 mm.

Het stapsgewijze productieproces van de geprefabriceerde constructie van het verdelingsblok ziet er als volgt uit:

1. Markering en uitsnijden van het hoofdlichaam. Volgens het projectontwerp moet de profielbuis worden gemarkeerd. Met een snijbrander worden gaten gemaakt in de gemarkeerde zones.
2. Voorbereiding van aansluitingen. Op de aansluitingen wordt met behulp van een snijplaat schroefdraad getapt.
3. Assemblage. Vervolgens worden de voorbereide buisdelen aan het lichaam gelast. De bevestiging moet worden uitgevoerd met puntlassen. Vervolgens worden bij het hoofdlassen de werkstukken langs de randen gelast.
4. Bevestigingsonderdelen. Aan het blok worden beugels voor bevestiging gelast.
5. Reiniging en afwerking. Na het ontbramen wordt het lichaam gegrond en bedekt met hittebestendige verf voor metalen producten. De aanvoer- en retourleiding worden in twee verschillende kleuren geverfd voor het gemak van identificatie.

Als er buizen van polypropyleen worden gebruikt voor de fabricage, moet u letten op de aanwezigheid van een versterkende laag. Zonder deze laag kan de plastic constructie worden vervormd door de aanwezige temperatuur.

Voor degenen die geen speciaal gereedschap hebben, kan een verdeelblok worden samengesteld uit afzonderlijke kant-en-klare elementen. Het is beter om componenten van hetzelfde merk te kiezen.

Installatie van de kam in het verwarmingssysteem

De eerste prioriteit is het controleren van de verdeler op dichtheid van de verbindingen. De installatie wordt uitgevoerd volgens het projectontwerp. Afhankelijk van het materiaal dat wordt gebruikt voor het hoofdlichaam, worden de aansluitvoorwaarden bepaald.

In complexe systemen met veel circuits van verschillende doeleinden, moet een verticale buis worden geïnstalleerd – een hydraulische pijl. Hiermee wordt drukvereffening en verdeling van de aanvoer- en retourstromen van de warmtedrager gerealiseerd.

De keuze van de aansluittechnologie hangt volledig af van de modificatie van het gebruikte apparaat.

Naast het handhaven van het niveau, moeten tijdens de montage ook de volgende regels worden gevolgd:

• ketels van elektrische en gasvorm worden aangesloten op de bovenste of onderste aansluitingen;
• aan het uiteinde van de constructie wordt een circulatiepomp gemonteerd;
• aansluiting van de circuits kan boven of onder het verdeelblok worden uitgevoerd;
• toestellen voor indirecte verwarming en ketels die op vaste brandstof werken, moeten zijdelings worden aangesloten op de verdeelgroep;
• het gehele hydraulische scheidingsblok voor het vloerverwarmingssysteem wordt in een beschermende kast geplaatst — zo wordt het risico op beschadiging van de onderdelen van de verdeler verminderd.

In de laatste fase moet u een teststart van de verwarming uitvoeren om tijdig verborgen of duidelijke gebreken van de gemaakte constructie te identificeren.

Aanvullende informatie over het organiseren van een stralingsverwarmingssysteem met behulp van een verdeelkam wordt gegeven in dit artikel.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het gedetailleerde technische proces van het monteren van de collectoreengroep:

Kant-en-klare verdeelkamers voor het aanleggen van vloerverwarming, voorzien van niet altijd noodzakelijke functionaliteit, zijn vanwege hun hoge kosten niet toegankelijk voor een breed publiek. Laten we bekijken hoe u een budgetvriendelijke versie van de constructie met uw eigen handen kunt monteren:

De realisatie van de verdeelgroep kan ook worden uitgevoerd met behulp van polypropyleen leidingen. Hoe u dit kunt doen, kunt u leren uit de video:

Het juiste selecteren van de samenstellende onderdelen en de montage van het collectorblok is de sleutel tot een efficiënte en betrouwbare werking van de verwarmingsleiding. Door het minimale aantal verbindingen wordt het risico op lekkages tot een minimum beperkt. Een belangrijk voordeel – de mogelijkheid om elke verwarmingskring te controleren en in te stellen.

Deel uw ervaring met het monteren en aansluiten van de verdeelcollector met de lezers. Laat alstublieft reacties achter op het artikel, stel uw vragen en neem deel aan de discussies. Het feedbackformulier vindt u hieronder.