Topné systémy s přirozeným a nuceným oběhem

Existují dva typy topných systémů: uzavřené a otevřené. Jsou to hlavní okruhy používané pro vytápění obytných a průmyslových objektů. Každý z nich má řadu výhod, ale najdou se i nevýhody.

Otevřený návrh topného systému

Jeho popularita je způsobena jednoduchou instalací, rozumnou cenou a vysokou účinností. Otevřený systém může být s přirozeným nebo nuceným oběhem kapaliny a při správném provedení majiteli je vždy možné snadno a rychle přepnout z jednoho režimu do druhého.

Hlavním rysem je absence jakéhokoli uměle vytvořeného přetlaku ve větrném okruhu, protože je přímo spojen s atmosférou. Systém musí být vybaven expanzní nádrží, jejíž volný objem je navržen tak, aby kompenzoval expanzi chladicí kapaliny při zvyšování teploty. Taková nádrž je vždy umístěna v nejvyšším bodě celého potrubí topného okruhu. Tím na něj spadá funkce odvzdušňovacího otvoru – veškeré nahromadění plynů v potrubí by mělo vycházet právě sem. Slouží také jako druh vodního uzávěru – vrstva chladicí kapaliny, která musí být vždy v expanzní nádrži, zabraňuje vstupu vzduchu do systému zvenčí. U systému otevřeného typu je důležitý výběr chladicích kapalin, protože ne všechny kompozice jsou vhodné pro tento typ topného systému. V tomto typu systému je zakázáno používat chladicí kapaliny na bázi etylenglykolu kvůli jejich toxicitě.

Při instalaci a navrhování otevřeného topného systému existuje několik pravidel:

• Topný kotel musí být umístěn dole. Ve většině případů se za tímto účelem instaluje do podlahy vybrání o velikosti 50–60 centimetrů a do něj je umístěn topný kotel.
• Expanzní nádrž musí být instalována na vysokém místě, například v podkroví.
• Topné trubky by měly být po celé délce mírně nakloněny: přívod zdola nahoru, návrat shora dolů. Aby voda tekla bez rušení a zpoždění.
• Pokud se při instalaci potrubí nedodrží správný úhel sklonu nebo se potrubí zvedne příliš vysoko, vytvoří se vzduchová bublina, která brání průtoku vody a baterie zůstanou studené. Aby se předešlo takovým problémům, stojí za to instalovat trubky o průměru 40 – 50 mm.

Výhody a nevýhody otevřeného topného systému

Výhody otevřeného topného systému jsou zdůrazněny:

• Pohodlí a snadné použití,
• nezávislé topení na elektřinu,
• Tichý provoz
• Nízké náklady na montáž.

Nevýhody:

• Vzduchové kapsy, které se objevují v důsledku otevřené expanzní nádrže, rychlé opotřebení kovových částí – v důsledku koroze.
• Nutnost tepelné izolace nádrže, aby se zabránilo zamrzání vody (není nutná podmínka pro chladicí kapalinu na bázi glykolu).
• Hladinu chladicí kapaliny v nádrži je nutné neustále kontrolovat z důvodu jejího postupného odpařování.
• Kontakt chladicí kapaliny se vzduchem znamená její neustálé nasycení kyslíkem. To vede k aktivaci korozních procesů v potrubí, armaturách, radiátorech a dalších kovových součástech okruhu.
• Vhodné pouze pro vytápění malých prostor kvůli absenci čerpadla.

Výstavba uzavřeného topného systému

Vzhledem k vysokým nákladům na topné zařízení chceme, aby vydrželo déle, oblíbené jsou topné systémy uzavřeného typu. Je utěsněný a chladicí kapalina cirkuluje pomocí čerpadla. Vnikání volného kyslíku je prakticky vyloučeno, což prodlužuje životnost zařízení. Expanzní nádoba je kompletně izolovaná a má uvnitř zabudovanou gumovou membránu, která není ovlivněna teplotami. Má dvě komory: jedna přijímá přebytečnou horkou chladicí kapalinu a druhá obsahuje vzduch, který pod tlakem tlačí ochlazenou chladicí kapalinu zpět do systému. Potřeba úhlu sklonu potrubí mizí, ale stává se závislým na elektřině. Oběhové čerpadlo bývá umístěno na výstupu – na zpátečce. Teplota chladicí kapaliny je zde nižší a to pomáhá chránit čerpadlo před přehřátím. Obrovskou výhodou tohoto topného systému je možnost použití trubek menšího průměru, což umožňuje jejich skrytí za krásný dekorativní prvek.

Klady a zápory uzavřeného systému

Výhody uzavřeného topného systému:

• Snadná instalace.
• Vzhledem k těsnosti expanzní nádrže lze použít nemrznoucí směs.
• Eliminuje tvorbu vzduchových kapes a korozi kovů.
• Možnost schovat trubky za zakončení.
• Teplé podlahy lze získat připojením samostatného čerpadla.
• Má skvělý přenos tepla.

Nevýhody uzavřeného topného systému:

• Zařízení pro uzavřený systém je dražší ve srovnání s otevřeným systémem.
• Naprostá závislost na elektřině.
• Nejvyšší požadavky na těsnost spojů, protože chladicí kapalina bude v systému pod tlakem.

Pro zvýšení životnosti zařízení a snížení nákladů na jeho údržbu je vhodné zajistit komplexní údržbu systémů vytápění a chlazení. Stabilita a spolehlivost systémů výměny tepla však vyžaduje komplexní údržbu chladicích kapalin. Společnost SVA poskytuje řadu služeb pro výměnu chladicí kapaliny v topném systému, pro zajištění správného provozu topného systému a udržování potrubí v provozuschopném stavu.

Chladiva SVA mohou pracovat jak v otevřených systémech (na bázi ekologického propylenglykolu), tak v uzavřených topných systémech. Chcete-li objednat chladicí kapalinu ve velkém, musíte kontaktovat manažery společnosti a projednat výrobní problémy.

Závěry

Rozdíly mezi uzavřeným a otevřeným topným systémem

Otevřený topný systém	Uzavřený topný systém
Nutnost umístit expanzní nádrž v nejvyšším bodě	Na umístění expanzní nádoby nejsou žádné specifické požadavky
Vnikání vzduchu do systému	Do takového systému se nedostává konstantní atmosférický tlak;
Při instalaci potrubí je nutný větší průměr a konstantní sklon	Jednodušší a levnější provedení
Nezávislé na elektřině	Závislost na elektrické energii pro provoz čerpadla
Pomalé zahřívání po spuštění	Schopnost regulovat teplotu systému zvýšením nebo snížením množství nosiče energie

Výběr vhodného topného systému je čistě individuální záležitostí. Uzavřené a otevřené topné systémy mají různé parametry a funkčnost, liší se velkým množstvím charakteristik a jsou vhodné pro různé případy. Otevřený topný systém je vhodnější pro malé budovy: nejčastěji se nachází v chatách nebo venkovských domech. Topný okruh otevřeného typu vypadá docela jednoduše a jeho spolehlivost je velmi vysoká. Uzavřený systém je náročnější na instalaci a použití, ale má řadu výhod. Obvykle se používají ve vícepodlažních budovách nebo průmyslových zařízeních.

Pro vybudování správného topného systému, který bude plně využívat výkon kotle, je potřeba porozumět základním principům a pojmům – je jedno, zda si potrubí a radiátory instalujete sami nebo využijete služeb najatých mechaniků.
Topné systémy se dělí do dvou tříd – c přírodní и nucený oběh chladicí kapalina.

Systémy přirozeného oběhu

Horko stoupá, chlad klesá – na tomto principu je postaven systém s přirozenou cirkulací. Voda ohřátá v kotli stoupá do nejvyššího bodu potrubí a díky mírnému sklonu trubek samospádem proudí do radiátorů, kde uvolňuje teplo do místnosti. Ochlazená voda se vrací zpět do kotle.

Otevřený topný systém s přirozenou cirkulací

Výhody takového systému:

• energetická nezávislost – prakticky žádná automatika, čerpadla a regulátory, které jsou napájeny ze sítě, proto náhlý výpadek proudu nijak neovlivní vytápění;
• nehlučnost práce;
• snadná údržba.

nevýhody:

• pro lepší cirkulaci musíte použít trubky o průměru 40-50 mm, které jsou dražší;
• je nutné vypočítat sklon vodorovných úseků (pokles o 1 cm na 1 metr délky) a při instalaci jej dodržet;
• pomalé zahřívání potrubí a radiátorů na provozní teplotu;
• omezení celkové délky systému – do 30 m;
• vlastnosti uspořádání prvků: kotel v nejnižším bodě, expanzní nádrž (více o tom trochu níže) v nejvyšším, kabeláž nahoře.

Vytápění s přirozenou cirkulací se častěji používá pro malé místnosti, jako jsou venkovské domy, kde může docházet k výpadkům elektřiny nebo není napájena a vytápěnou oblastí je místnost nebo několik místností na stejném patře.

Systémy nuceného oběhu

V těchto systémech je horká chladicí kapalina čerpána oběhovým čerpadlem, které spotřebovává elektřinu a je řízeno ručně nebo ovladačem. Pro takové vytápění již není potřeba udržovat spád ani nadzemní rozvody a celková délka systému je omezena pouze výkonem čerpadla.

Výhody systémů s nuceným oběhem:

• automatizace a čerpadlo udržují konstantní tlak a teplotu v systému;
• možnost připojení několika okruhů (radiátory, vodou vyhřívané podlahy, akumulační nádrže);
• rychlé zahřátí.

nevýhody:

• závislost na elektřině (může být potřeba nepřerušitelné napájení);
• zvýšení nákladů na celý systém díky dodatečnému vybavení – čerpadlo, filtry, uzavírací a bezpečnostní armatury a ventily, uzavřené expanzní nádoby;
• poměrně složitá instalace, potřeba bypassů na zařízení pro opravu, výměnu nebo údržbu.

Otevřené a uzavřené topné systémy

Voda se při zahřátí rozpíná. Pokud pevně uzavřete okruh kotel-potrubí-radiátory, horká chladicí kapalina jednoduše „rozbije“ jakoukoli část systému nebo protlačí těsnění závitových spojů. Pro kompenzaci expanze chladicí kapaliny se používají speciální nádoby, tzv expanzní nádrže.

Co je otevřený systém vytápění?

V otevřeném systému expanzní nádoba komunikuje s atmosférickým vzduchem, tj. je to obyčejný sud se vstupem a výstupem chladicí kapaliny a otevřeným víkem. Cirkulace v otevřeném systému je obvykle přirozená, takže nejčastěji jsou tyto pojmy zaměnitelné. I když je možné instalovat čerpadlo do otevřeného systému (více o umístění čerpadla později).

Vlastnosti otevřeného topného systému

• jednoduchost: expanzní nádrž může být vyrobena ze šrotu;
• možnost doplňování nebo odebírání chladicí kapaliny z otevřené nádrže (teplá voda pro technické potřeby).

• Protože voda komunikuje přímo s atmosférou, kyslík vstupuje do systému, což způsobuje korozi potrubí a výměníků tepla. Vzduch vytváří zátky v radiátorech a kolenech potrubí, k jejichž odstranění je nutné nainstalovat Mayevského kohoutky a odvzdušňovací ventily;
• v nejvyšším bodě objektu (v podkroví, které se většinou nevytápí) musí být instalována otevřená nádrž a to znamená další náklady na zvětšení délky stoupačky a tepelnou izolaci samotné nádrže;
• Nemrznoucí směs nelze použít, protože se odpařuje;
• je nutné kontrolovat hladinu vody v systému.

Uzavřený topný systém

V uzavřeném systému je expanzní nádrž rozdělena na dvě části elastickou membránou. V jedné části se hromadí expandující voda, která vyboulí membránu a vytlačí vzduch z druhé části ventilem. Takovou expanzní nádrž nemůžete postavit v garáži, je to zakoupený produkt.

Výhody uzavřených systémů:

• přímý kontakt s atmosférou je vyloučen, takže množství chladicí kapaliny se nesnižuje, je povoleno použití nemrznoucí směsi, dochází k menšímu ucpání vzduchu;
• nádrž může být instalována v zásadě kdekoli v systému (doporučeno na vratném potrubí před čerpadlem);
• Systém dosahuje vyšších tlaků, což znamená, že pro nastavení a zvýšení účinnosti jsou možné složité konfigurace okruhu a použití zpětných ventilů a vícecestných ventilů.

Obecně platí, že existuje pouze jedna nevýhoda – zvýšení nákladů na systém a složitější výpočty a instalace.

Expanzní nádoba membránového typu

Vlastnosti uzavřených topných systémů

Objem uzavřené nádrže musí činit minimálně 10 % celkového objemu chladicí kapaliny (včetně kotle a radiátorů s potrubím). Čerpadlo je vhodné instalovat na vratné potrubí, přímo před kotel: ačkoli moderní zařízení nejsou tak citlivá na teplotu čerpané kapaliny, pokud se blíží bodu varu, vytvoří se směs páry a vody. čerpadlo se zastaví (zastaví cirkulaci vzduchu s párou).

Jedno trubkové a dvou trubkové systémy

Kromě otevřených přirozených a uzavřených nucených je také rozdíl v potrubí do jednotrubkových a dvoutrubkových otopných soustav.

В jednotrubkový systém Chladicí kapalina vstupuje do chladiče a opouští jednu trubku, to znamená, že všechny baterie v domě jsou zapojeny do série. Jde o jednoduché a levné řešení s podstatnou nevýhodou: po každém radiátoru se voda ochladí, takže místnosti nejvzdálenější od kotle dostanou nejméně tepla, zatímco první radiátory se smaží na plný výkon. Ke kompenzaci se používají bypassy (průchozí sekce obtékající otopné těleso) a termostatické hlavice.

Horizontální jednotrubkový systém

V závislosti na počtu podlaží budovy jsou:

• jednotrubkové systémy s vodorovnou elektroinstalací – přívod přes stoupačku do podlahy a následně sériové zapojení radiátorů;
• s vertikální elektroinstalací – shodně umístěná otopná tělesa v různých podlažích jsou napojena na jednu stoupačku.

Příklady vertikálních jednotrubkových systémů jsou topná zařízení v sovětských bytových domech: stoupačka jde do nejvyššího patra a baterie jsou „navlečeny“ na zpáteční cestě. Vzhledem k tomu, že nejsou instalovány termostaty, je v 9. patře lidem horko a v 1. patře zima.

Dvojrubkový systém zahrnuje přívod chladicí kapaliny paralelně ke každému radiátoru a výstup chlazené vody do samostatného zpětného potrubí. Je možné uspořádat jeden nebo dva okruhy pro průchod chladicí kapaliny.

Dvoutrubkový systém je optimální pro rozvod ohřáté chladicí kapaliny a regulaci teploty v každé místnosti a radiátoru. Mnohé však zastaví jeho cena – ve skutečnosti je položen dvojnásobný počet trubek.

Topný systém dvoutrubkový

Jaký topný systém zvolit?

1. Jednoduchým levným řešením pro letní dům, jednopodlažní malý dům nebo technickou místnost nebo garáž je jednotrubkový otevřený systém s přirozenou cirkulací. Je pouze nutné pravidelně sledovat množství vody v systému, zabránit zamrzání a odvzdušnit vzduch z vodorovných úseků.
2. Nejlepší možností je uzavřený systém s nuceným oběhem a přítomností zpětných ventilů, bezpečnostních skupin, filtrů a tepelných hlavic na radiátorech. Výběr a kalkulace podle lokality, charakteru místnosti, plochy a případných tepelných ztrát a samozřejmě dle rozpočtu – jednotrubkové, dvoutrubkové.
3. Rozšířenou možností jsou dvoutrubkové uzavřené systémy s několika odběrnými a vratnými okruhy, řídicí elektronikou a akumulátory tepla.