Kollektor för värme: funktionsprincip, installations- och anslutningsregler

Ett effektivt sätt att modernisera värmesystemet, vilket gör det mer produktivt och pålitligt, är att installera en kollektorblock. Enheten, som ersätter traditionella linjära konstruktioner, syftar till att öka användarvänligheten och reparerbarheten av systemet.

Hur en värmekollektor fungerar och vilka installationsdetaljer man bör beakta, går vi igenom närmare.

Funktionsprincip för fördelaren

Det huvudsakliga syftet med fördelningskollektorn är att jämnt fördela värmeflödena som kommer från huvudledningen till systemets kretsar och genom cirkulationsloppet återföra den kylda vätskan till pannan.

Därmed blir de enskilda grenarna i systemet som är anslutna till kollektorn oberoende av varandra.

Enheten är en mellanliggande fördelningsnod, vars nyckelelement är två sammankopplade delar:

• tillförselgrenrör – ansvarar för tillförsel av värmebärare;
• returgrenrör – har funktionen att leda bort den kylda värmebäraren till värmegeneratorn.

Tillsammans bildar de en kollektorgrupp. Från varje grenrör går flera anslutningar för kretsar som leder till värmeförbrukarna.

Varje uttag på enheten kan förses med avluftningsventiler och en avstängnings- eller reglerventil.

Deras närvaro gör det möjligt att reglera trycket i varje krets och vid behov, till exempel vid reparation av en gren, stänga av flödet av värmebäraren.

För att öka systemets prestanda och få möjlighet att kontrollera alla uppvärmningsprocesser i varje rum i det uppvärmda huset, används fördelningskammens hölje även som plattform för installation av:

• avluftningsventiler;
• avtappningsventiler;
• flödesmätare;
• värmemätare.

Arbetsprincipen för ett kollektorsystem är ganska enkel. Den av värmegeneratorn uppvärmda vätskan kommer in i framledningskammen.

Inuti den mellanliggande samlingsenheten saktar vätskans hastighet ner tack vare enhetens ökade innerdiameter, och den omfördelas mellan alla uttag.

Antalet uttag på fördelaren kan vara valfritt, och vid behov kan konstruktionen alltid utökas med ytterligare uttag.

Genom att känna till värmebärarens flöde, lika med värmegeneratorns effekt, och vattnets hastighet, är det enkelt att hitta den nödvändiga tvärsnittsarean. Men först bör man omvandla literna till en för beräkningarna lämplig enhet mm³.

Genom anslutningsrör, vars tvärsnitt är mindre än diametern på kollektorenhetens rör, kommer värmebäraren in i separat dragna kretsar och rör sig till radiatorer eller till golvvärmeslingor.

Tack vare sådan fördelning värms varje element ordentligt upp, som försörjs med värmebärare av samma temperatur.

Kollektorns innerdiameter bestäms genom beräkning så att värmebärarens hastighet inuti den inte överstiger 0,7 m/s

Efter att ha nått elementet och avgett den värme som erhållits vid uppvärmning, leds vätskan via ett annat rör i motsatt riktning till fördelningsblocket. Där kommer den in i returkammen, varifrån den leds tillbaka till värmegeneratorn.

För ett hus på landet anses ett system med kollektor med rätta vara det mest effektiva och pålitliga.

Det enda som kan avskräcka en sparsam husägare är kostnaden. Att installera ett sådant system blir trots allt dyrare än att installera ett vanligt system av T-rörstyp.

En sådan konstruktionslösning, som innebär installation av separata framledningsrör, skapar förutsättningar för jämn uppvärmning av radiatorerna

Typer av kollektorer i värmesystem

Samlingsrörsenheter som används vid projektering av slutna cirkulationsvärmesystem finns i tre varianter.

Beroende på konstruktionens syfte finns det på marknaden: radiator- och solsystem, samt enheter utrustade med hydraulisk pil.

Typ #1 — Radiatorvärme med kollektor

Oavsett vilken typ av uppvärmning som projekterats i huset, finns det alltid radiatorer. Därför är samlingsrör som fördelar värmebärarflöden direkt till rummens radiatorer den mest efterfrågade typen.

Distributionsenheten består av två sammankopplade kamrör: det första leder värmebäraren till rummens apparater, det andra leder den tillbaka till pannan.

Samlingsrör som används vid radiatoruppvärmning kan, beroende på rummets arkitektoniska och inredningsmässiga egenskaper, anslutas på olika sätt.

Radiatorvärmesystemet kan, beroende på anslutningsmetod, utföras i något av följande utföranden:

• övre anslutning;
• nedre anslutning;
• sidomontering;
• diagonal dragning.

Den nedre anslutningsmetoden har dock blivit mest utbredd. Vid sådan dragning syns inte slingorna som är dolda under golvlisten eller golvet lika mycket.

Även beräkningar bekräftar att alla fördelar med privat uppvärmning kommer till sin fulla rätt vid nedre anslutning.

Varje våning i huset förses med ett radiatorsamlingsrör. Det installeras i mitten och döljs i en nisch eller i ett speciellt skåp på väggen.

Platsen för installationen bör väljas så att grenarna till alla apparater, om möjligt, har lika långa sträckor.

Om det inte går att uppnå lika långa slingor anslutna till samlingsröret, förses varje gren med en egen cirkulationspump.

I princip utgör alla grenar anslutna till distributionsenheten en självständig slinga med egna avstängningsventiler och ibland även automatik.

Ett tydligt exempel på ett samlingsrörssystem för uppvärmning är vattengolvvärme.

Samlingsrörsdragningen säkerställer en jämn värmetillförsel till alla slingor i vattengolvvärmesystemet “Varma golv”

Golvvärmerör monteras av kopparrör eller plaströr, och för anslutningar används icke-separerbara kopplingar.

I värmeslingorna monteras ventiler som reglerar värmebärartillförseln, och vid behov kopplas «golvvärme» bort från husets gemensamma värmenät.

Ett samlingsrör för «golvvärme» är en konstruktion som inkluderar ett antal rörslingor och som läggs under golvbeläggningen.

Sådana system är alltid utrustade med en cirkulationspump. Den placeras i en mellanliggande förgreningsenhet vid inloppet till returledningen.

Antalet rörstosar på fördelningsenheten beror på antalet rum som är kopplade till en och samma gren.

Antalet kollektorgrupper bestäms utifrån kretslängderna. Beräkningarna baseras på förhållandet att en kollektorgrupp tilldelas 120 meter rörledning.

Typ #2 — Hydraulisk separator

Vid installation av kraftfulla och förgrenade värmesystem, som designas i stora bostadshus, används fördelningsgrenrör utrustade med termohydrauliska fördelare eller hydraulpilar.

Vid montering av den sammanbindande länken ansluts å ena sidan värmepannans krets och å andra sidan radiatorvärme eller "golvvärme".

En hydraulpil är ett vertikalt ihåligt rör försett med elliptiska pluggar i ändarna, vars huvudsakliga syfte är att utjämna trycket som påverkar värmeöverföringsmediet.

Närvaron av en fördelande hydraulpil gör det möjligt att lösa flera uppgifter samtidigt:

• Undvika plötsliga temperaturförändringar i rören som är skadliga för systemets livslängd;
• Genom inblandning och sekundär cirkulation av en del av värmeöverföringsmediet bibehålla en konstant volym pannvatten samt spara bränsle och elektricitet;
• Vid behov kompensera för flödesbrist i sekundärkretsen.

Upprätthållandet av temperaturbalansen uppnås genom att enheten gör det möjligt att separera pannans hydrauliska krets från sekundärkretsen.

Ett exempel på tillverkning av ett hemmagjort grenrörsdistributionssystem utrustat med en hydraulpil, som är tillverkad av ett fyrkantigt stålrör och försedd med nipplar.

Optimal drift av ett system utrustat med hydraulpil kan säkerställas under förutsättning att varje krets är utrustad med en egen cirkulationspump.

Typ #3 — Solkollektoranläggningar

Enheter av denna typ väljs vid installation av ett autonomt vattenförsörjningssystem i icke gasifierade områden där nivån av solinstrålning är tillräckligt hög.

Luftgrenar som drivs av solenergi fungerar genom växthuseffekten och omvandlar solljus till termisk energi.

Konstruktionen av solfångare skiljer sig något från traditionella motsvarigheter. I grund och botten är de en slags växthus som lagrar solenergi.

Den naturliga cirkulationen av värmebäraren i dem sker genom konvektionsströmmar och under påverkan av fläktar som är anslutna till den absorberande plattan.

Fördelaren som absorberar solstrålarna är en liten platt låda täckt med en svart absorberande platta. Denna värmeupptagande platta ackumulerar värmen.

Den ackumulerade värmen överförs till värmebäraren, som kan vara luft eller vätska som cirkulerar i rören.

Huvudsyftet med solfångaren är att rikta och omfördela solens energi till hushållsbehov och ändamål.

I handeln kan man hitta rörliga kollektorsystem som drivs med solenergi. Deras konstruktion är utformad så att speglar och värmeelement "följer" solens rörelse, vilket gör att dess energi absorberas maximalt.

Men på grund av utrustningens höga kostnad är användningen av solanläggningar som primär värmekälla inte lönsam i klimatet även i de södra regionerna av vårt land.

Och därför används de mer som en extra värmekälla vid installation av värmesystem med fastbränsle- och gaspannor.

Modifieringar av fördelningsgrenrör

Idag finns det många olika typer av kollektorer för värmesystem på utrustningsmarknaden.

Tillverkarna erbjuder både enkla kopplingselement vars konstruktion inte inkluderar extra regleringsarmatur, och kollektorblock med ett komplett set av inbyggda komponenter.

Kollektorblock som innehåller alla nödvändiga funktionella element för att skapa förutsättningar för oavbruten och högpresterande drift av värmesystemet.

Enkla enheter är mässingsmodeller med tums genomlopp av grenar, utrustade med två anslutningshål på sidorna.

På returkollektorn har sådana enheter pluggar, som vid systemutbyggnad alltid kan ersättas med extra enheter.

Mer komplext konstruerade mellanliggande monteringsenheter är utrustade med kulventiler. För varje gren finns en avstängnings- och regleringsarmatur. Avancerade dyra modeller kan vara utrustade med:

• flödesmätare, vars huvudsakliga syfte är att reglera värmebärarens flöde i varje slinga;
• temperatursensorer, avsedda att övervaka temperaturen för varje värmeelement;
• automatiska luftavluftningsventiler för vattenavtappning;
• elektroniska ventiler och blandare, inriktade på att upprätthålla en programmerad temperatur.

Antalet kretsar kan variera från 2 till 10 stycken beroende på anslutna förbrukare.

Oavsett utrustningens komplexitet och multifunktionalitet används material som är motståndskraftiga mot yttre faktorer vid tillverkning av kammar till fördelarblock.

Om man ser till tillverkningsmaterialet finns mellanliggande sammansatta fördelare i följande utföranden:

1. Mässings – kännetecknas av höga prestanda till ett överkomligt pris.
2. Rostfria – stålkonstruktioner är extremt hållbara. De klarar lätt höga tryck.
3. Polypropen – modeller av polymermaterial, även om de har ett lågt pris, är de underlägsna sina metalliska "motsvarigheter" i alla avseenden.

Modeller av metall behandlas med korrosionsskyddsmedel och täcks med värmeisolering för att förlänga livslängden och förbättra prestandan.

Separationskonstruktioner av polymerer används vid installation av system som värms av pannor med en effekt på 13 till 35 kW.

Enhetens detaljer kan vara av gjutet utförande eller utrustade med klämringskopplingar som möjliggör anslutning till metall-plaströr.

Men experter rekommenderar inte att välja kammar med klämringskopplingar, eftersom de ofta "syndar" med läckage av värmebärare vid ventilanslutningarna. Detta beror på att tätningen snabbt går sönder. Och det är inte alltid möjligt att byta ut den.

Fördelare används i en- och tvårörsuppvärmningssystem. I enrörssystem levererar en kam uppvärmd värmebärare och tar emot den avkylda.

Rekommendationer för ett klokt val

Den största svårigheten ligger inte bara i själva installationen av fördelaren, utan också i rätt val av utrustning.

Vid val av kammodell bör man ta hänsyn till följande parametrar:

1. Maximalt tillåtet tryck för modellen. Det avgör vilken typ av material som hydraulfördelaren kan vara tillverkad av.
2. Enhetens flödeskapacitet.
3. Förekomst av hjälpanordningar.
4. Antalet utgående anslutningar på kammen. Det ska motsvara antalet kylkretsar.
5. Möjlighet till ytterligare anslutning av komponenter.

Alla driftsparametrar anges i produktens datablad.

För installation av oberoende uppvärmningskretsar per våningsplan, utrustade med autonom styrning, måste kammar installeras på varje våning i huset.

Vid val och installation av våningsfördelare utgår man från parametrarna för det 'delsystem' de är avsedda att betjäna.

Tack vare våningsvis placering av fördelarkammarna kan man vid behov alltid stänga av värmen för både flera enskilda apparater och hela våningen.

Detta förenklar avsevärt underhållet av värmesystemet och dess reparation.

Eftersom en kollektorenhet är en dyr investering, för att skydda sig från besvikelser vid snabba systemhaverier, bör man vid val av modell luta sig mot produkter från beprövade tillverkare.

Man kan tryggt lita på tillverkare som «GREENoneTEC», «Rehau», «Soletrol», «Oventrop» och «Meibes». I varje serie från ledande europeiska tillverkare kan man välja en komplett uppsättning nödvändig tilläggsutrustning.

Hjälpelement och armatur till kollektorenheten ska också överensstämma med GOST och TU.

Som extra enheter för anslutning av kollektorn kan behövas: 1 – automatisk luftavluftare, 2 – övergångsstycke, 3 – vinkel, 4 – kran, 5 – muff med överfallsmutter, 6 – ytterligare en vinkel, 7 – rörutlopp

Var och en av de extra konstruktionselementen har sin funktion:

• automatisk luftavluftare – monteras om enheten och radiatorerna är placerade på samma våning;
• övergångsstycke – behövs vid montering av luftavluftare vars diameter är ½ tum, under förutsättning att kollektorns gänga är ¾ tum.
• vinkel – gör det möjligt att ansluta rör och rikta luftavluftaren uppåt.
• kran – behövs för anslutning av röret som kommer från pannan;
• muff med överfallsmutter – gör det möjligt att vid behov stänga av värmebärarens flöde och, efter att ha skruvat loss överfallsmuttern, koppla bort enheten.

Om man planerar att ansluta vattenburen golvvärme från kollektorn, kommer man dessutom att behöva installera en påfyllnadskran.

För att fästa kollektorn på väggen behövs även klämmor, «monterade» på plastpluggar. Vid montering av konstruktionen är det också tillåtet att använda speciella konsoler.

Sådana konstruktioner är praktiska eftersom den övre kollektorn är framskjuten, vilket gör att nodens rör inte hindrar tillförseln av rörledningen till den nedre kollektorn.

Regler för installation och anslutning

Det är bäst att välja och installera kollektorn redan i planerings- och installationsskedet av värmesystemet.

Sådana mellanliggande konstruktioner installeras i rum som är skyddade från överdriven fukt. Oftast anvisas en plats i korridoren, förrådet eller garderoben för detta ändamål.

Det är lämpligt att placera kollektorblocket i ett speciellt avsett metallskåp, som är utrustat med hål i sidoväggarna för rörgenomföringar.

Det finns både påskruvade och inbyggda modeller av metallskåp. Varje modell är utrustad med en dörr och stämplade sidor.

Om det inte är möjligt att installera ett metallskåp, gör man det enklare och fäster enheten direkt på väggen. Nischen för kollektorblocket placeras på en låg höjd över golvet.

Det finns ingen allmänt vedertagen instruktion för installation av kollektor- och fördelningsscheman. Men det finns ett antal grundläggande punkter som experter är överens om:

1. Expansionskärl. Volymen på konstruktionselementet måste vara minst 10% av den totala vattenmängden i systemet.
2. Cirkulationspump för varje dragen krets. Alla experter är inte överens om detta. Men om man planerar att använda flera oberoende kretsar, bör man installera en separat enhet för varje.

Före cirkulationspumpen på returledningen placeras expansionskärlet. Tack vare detta blir det mindre känsligt för turbulens i vattenflöden som ofta uppstår där.

Om en hydroseparator används – monteras kärlet före huvudpumpen, vars huvuduppgift är att säkerställa cirkulationen i den lilla kretsen.

Placeringen av cirkulationspumpen är inte avgörande. Men som praktiken visar är enhetens livslängd något högre just på returledningen.

Det viktigaste vid installationen är att placera axeln horisontellt. Om detta inte följs kommer den första luftbubblan att lämna enheten utan kylning och smörjning.

Själva monterings- och anslutningsprocessen för kollektorsystemet visas tydligt i videoblocket.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videoinstruktion för stegvis montering av kollektorblocket:

Videoöversikt över installation och drift av en modulär plastkollektor:

Fördelningsenhet för golvvärme:

En korrekt vald och installerad kollektorinstallation garanterar effektivitet och tillförlitlighet för värmesystemet.

Tack vare det lilla antalet anslutningar och t-stycken minimeras risken för läckage i sådana konstruktioner. Och möjligheten att reglera värmetemperaturen för varje radiator gör användningen av värmesystemet särskilt bekväm.

Om du har nödvändig kunskap eller erfarenhet av att ansluta ett kollektorsystem för uppvärmning, dela gärna med dig till våra läsare. Det kan du göra genom att lämna en kommentar längst ner i artikeln.