Collettore di distribuzione dell'impianto di riscaldamento: funzione, principio di funzionamento, regole di collegamento

I proprietari di cottage di campagna e case private rinunciano sempre più spesso al tradizionale impianto a uno o due tubi e preferiscono il collettore di distribuzione. Ciò consente di utilizzare il combustibile in modo più economico e creare condizioni confortevoli in ogni stanza separatamente. Ammetterà che non è razionale rinunciare alla riduzione delle spese di riscaldamento, tanto più che la temperatura negli ambienti non ne risentirà.

Anche Lei sta pensando di collegare un collettore e vuole saperne di più su questa apparecchiatura? La aiuteremo a comprendere l'argomento – in questo articolo esamineremo in dettaglio cos'è un collettore di distribuzione dell'impianto di riscaldamento e quali sono i suoi vantaggi.

Evidenzieremo gli svantaggi significativi del suo utilizzo, descriveremo in dettaglio il processo di collegamento, corredando il materiale con foto illustrative. Ci soffermeremo anche sulle regole fondamentali di collegamento che è opportuno seguire. Forniremo utili video-consigli per l'installazione e la realizzazione fai-da-te del collettore.

Funzione del collettore di distribuzione

I collettori (pettini di distribuzione) per il riscaldamento sono un componente importante di un moderno impianto di riscaldamento. In forma semplificata, il collettore può essere immaginato come un tubo con un tappo all'estremità e diverse diramazioni a forma di raccordi, che consentono di dirigere il fluido termovettore verso punti separati.

Il numero di diramazioni varia — dipende dal particolare impianto di riscaldamento e dal numero di corpi riscaldanti da collegare.

Con l'aiuto del collettore si ottimizzano i flussi del fluido termovettore nel circuito di riscaldamento. Esso attenua anche i picchi di pressione (colpi d'ariete) che si verificano a causa dell'intervento dell'automazione della caldaia che regola i regimi di temperatura.

I collettori di riscaldamento servono per la realizzazione di pavimenti radianti, ma vengono utilizzati anche negli impianti di riscaldamento a radiatori. I radiatori vengono collegati al collettore secondo lo schema a raggi, ovvero ognuno di essi ha il proprio tubo di mandata e di ritorno, attraverso il quale il fluido termovettore ritorna al collettore.

Tale distribuzione del calore garantisce un riscaldamento uniforme dei radiatori e consente di regolare la temperatura in una singola stanza o persino di scollegarla dall'impianto di riscaldamento.

I collettori di distribuzione vengono utilizzati in coppia: quello di mandata (con tubi di colore rosso) e quello di ritorno (di colore blu). Insieme formano il distributore a collettore dell'impianto di riscaldamento.

Un'altra funzione del collettore è il collegamento di dispositivi aggiuntivi — ad esempio, in una casa dove è già presente il riscaldamento, viene costruita una piscina e ora è necessario garantire il riscaldamento dell'acqua al suo interno.

Ad esso è possibile collegare anche fonti energetiche secondarie — ad esempio, pannelli solari.

Il collettore di distribuzione più semplice è un normale tubo in acciaio inossidabile con uscite saldate. È adatto solo a quegli artigiani che vogliono e possono assemblare un collettore di riscaldamento con le proprie mani.

Elenchiamo i vantaggi dell'acquisto di un collettore di distribuzione:

• distribuzione uniforme del fluido termovettore, facilitazione del controllo della temperatura;
• impostazione locale delle temperature desiderate, riscaldamento solo degli ambienti necessari;
• protezione della rete di riscaldamento dai colpi d'ariete.

I collettori di distribuzione attualmente in vendita sono apparecchiature economicamente efficienti e tecnologicamente avanzate, dotate di numerosi sensori che monitorano la temperatura, reagiscono a deviazioni, segnalano anomalie e così via.

Costruzione dei diversi tipi di collettori

Il collettore distributore più economico sarà quello con valvole di intercettazione manuali di produzione cinese o turca. Ai raccordi a pinza presenti su di esso vengono montati tubi in metallo-plastica.

Il collettore di distribuzione economico con valvole ha un notevole inconveniente: l'acqua può gocciolare da sotto la maniglia. La perdita si verifica a causa dell'usura delle guarnizioni in gomma.

Le filettature alle estremità sono necessarie per il collegamento delle valvole di intercettazione e per l'alimentazione/lo scarico centrale dell'acqua calda. In generale, un tale collettore svolgerà la sua funzione, ma la sua durata di servizio impeccabile non è molto lunga.

Se lo smontaggio delle valvole e la sostituzione delle guarnizioni usurate non ripristinano la tenuta iniziale, sarà necessario acquistare un nuovo collettore.

Più complesso nella struttura sarà il collettore con tappi sul collettore di ritorno (e anche su quello di mandata). Al loro posto, in futuro si potranno installare misuratori di portata e termostati. In questi modelli, i collettori di mandata e di ritorno sono già collegati da una staffa per il montaggio a parete.

La presenza di tappi offre la possibilità di migliorare il collettore di distribuzione del riscaldamento, se necessario. Per evitare problemi in futuro con l'installazione di termoregolatori e altri componenti, è necessario garantire un comodo accesso al collettore durante la sua installazione.

E, infine, il collettore di distribuzione complesso e costoso, ma il più efficace, con installazione in fabbrica di misuratori di portata e termostati.

I misuratori di portata regolano la distribuzione uniforme del fluido termovettore alle destinazioni, mentre con le testine termostatiche è possibile impostare la temperatura per ogni derivazione singolarmente, esattamente come per un radiatore di riscaldamento. Maggiori informazioni sui tipi di testine termostatiche, il loro principio di funzionamento e le caratteristiche di installazione sono trattati in un nostro altro articolo.

I cappucci dei flussimetri consentono di monitorare visivamente la portata del refrigerante attraverso i circuiti. Le testine termostatiche regolano l'afflusso della quantità di refrigerante in ciascuno di essi.

Già in fase di progettazione è necessario scegliere tra diversi tipi di collettori, ma in ogni caso il sistema a collettori è una scelta preferibile rispetto alla distribuzione tradizionale per criteri quali facilità d'uso e durata.

Principio di funzionamento del collettore di distribuzione

Nei moderni sistemi di riscaldamento vengono utilizzati due tipi di collettori di distribuzione: quelli per caldaie e quelli locali. Hanno dimensioni diverse e un principio di funzionamento leggermente differente.

Nel collettore della caldaia, il collettore di mandata fornisce il refrigerante ai rami dell'impianto di riscaldamento, pertanto è dotato non solo di rubinetti ma anche di pompe di circolazione. Il secondo collettore è quello di ritorno.

Inoltre, sul collettore vengono installati sensori di pressione, temperatura e un elemento molto importante: il separatore idraulico. Esso mantiene il salto termico ottimale tra mandata e ritorno.

Il collettore per caldaia è un'unità di distribuzione di dimensioni piuttosto imponenti; i suoi collettori sono realizzati con tubi di diametro fino a 100 mm e oltre.

Il collettore di distribuzione locale si differenzia dal collettore centrale installato nella caldaia sia per le dimensioni che per il principio di funzionamento. In un impianto di riscaldamento possono essercene diversi.

Se nel collettore principale l'acqua raffreddata viene completamente sostituita dall'acqua calda proveniente dalla caldaia, nei collettori piccoli avviene una diluizione dell'acqua in circolazione.

Il refrigerante si muove in un circuito chiuso fino a quando la sua temperatura non scende al di sotto del livello impostato.

Il rispetto del regime termico è controllato da un sensore che, in caso di calo critico della temperatura, apre una valvola che interrompe il flusso dell'acqua dalla linea della caldaia. L'acqua più calda entra, mescolandosi a quella fredda.

Un collettore locale completamente attrezzato con regolatori, dispositivo di sfiato aria, pompa, manometro, termometri consente di controllare completamente il movimento del refrigerante nell'impianto di riscaldamento.

In questi collettori non è presente il separatore idraulico; viene sostituito da una pompa di circolazione aggiuntiva. Essa spinge il refrigerante in uno spazio circolare, immettendo periodicamente una porzione di acqua calda dalla linea di mandata. Contemporaneamente, la stessa quantità di acqua raffreddata ritorna lì, ma in un tubo diverso, quello di ritorno.

I collettori locali vengono utilizzati sia per i pavimenti radianti che per il collegamento dei radiatori.

Poiché l'acqua nei tubi di riscaldamento con il collettore di distribuzione si muove forzatamente sotto l'azione della pompa, in caso di interruzione di corrente elettrica il sistema non funzionerà.

Per ottenere un funzionamento altamente efficiente del sistema di riscaldamento in tutta la casa, si consiglia di integrare sia un collettore di distribuzione centrale sia il numero necessario di pettini locali. Insieme daranno il risultato desiderato.

Calcolo della portata dei collettori

Il calcolo dei parametri del pettine di distribuzione include la determinazione della sua lunghezza, dell'area della sezione trasversale del suo canale e dei raccordi, del numero di circuiti di riscaldamento. È meglio che i calcoli siano eseguiti da ingegneri tramite programmi informatici; in una versione semplificata sono adatti solo nella fase di progettazione preliminare.

Per mantenere l'equilibrio idraulico, il diametro dei pettini di ingresso e uscita del collettore deve coincidere, e la portata totale dei raccordi deve essere uguale all'analogo parametro del tubo del collettore (regola delle sezioni totali):

n=n1+n2+n3+n4,

Dove:

• n — area della sezione del collettore4
• n1, n2, n3, n4 — aree delle sezioni dei raccordi.

La scelta del pettine deve corrispondere alla potenza termica massima del sistema di riscaldamento. La potenza per cui è progettato il prodotto di fabbrica è indicata nel libretto tecnico.

Ad esempio, un diametro del tubo di distribuzione di 90 mm viene utilizzato per una potenza non superiore a 50 kW, mentre se la potenza è doppia, il diametro dovrà essere aumentato a 110 mm. Solo in questo modo si elimina il rischio di squilibrio del sistema di riscaldamento.

La sezione del tubo del collettore è pari a 3 diametri dei raccordi collegati, la distanza tra i pettini di mandata e di ritorno è di 6 diametri, la distanza tra i raccordi è di 3 diametri.

È utile anche la regola dei 3 diametri (vedi figura sopra). Per quanto riguarda il calcolo della portata della pompa di circolazione, si prende come base il consumo specifico di acqua nel sistema di riscaldamento.

Ogni pompa viene calcolata separatamente — per i singoli circuiti e per l'intero sistema. I numeri ottenuti dal calcolo vengono arrotondati per eccesso. Un piccolo margine di potenza è meglio di una carenza.

Regole di collegamento e particolarità di installazione

Il montaggio del pettine inizia fissandolo con staffe alla parete, dove verrà posizionato a vista o in un armadio. Successivamente si dovranno collegare alle estremità i tubi principali dalla fonte di calore e procedere alla tubazione.

Opzione #1 – senza pompe aggiuntive e separatore idraulico

Questa opzione semplice prevede che il pettine serva diversi circuiti (ad esempio, 4-5 radiatori), la temperatura è prevista uguale e non è prevista la regolazione. Tutti i circuiti sono collegati direttamente al pettine ed è impiegata una sola pompa.

Le caratteristiche dell'apparecchiatura della pompa devono corrispondere alla capacità del sistema di riscaldamento e alla pressione generata al suo interno. Per poter scegliere la pompa migliore, ideale per caratteristiche e costo, consigliamo di consultare il la classifica delle pompe di circolazione.

Un tecnico con esperienza in apparecchiature a collettore sa come installare correttamente il collettore di distribuzione e nasconderlo in un armadio in modo da occultare tutti i tubi.

Poiché la resistenza nei circuiti è diversa (a causa delle diverse lunghezze, ecc.), è necessario garantire un consumo ottimale del fluido termovettore mediante bilanciamento.

A tale scopo, sui tubi di ritorno del collettore si installano non valvole di intercettazione, ma valvole di bilanciamento. Con queste è possibile regolare (sebbene non in modo preciso, ma a occhio) il flusso del fluido termovettore in ogni circuito.

Opzione #2 – con pompe su ciascun ramo e separatore idraulico

Questa è un'opzione più complessa, che sarà necessaria qualora si debbano alimentare punti di consumo con diverse temperature di esercizio.

Ad esempio, nel riscaldamento a radiatori il riscaldamento dell'acqua varia da 40 a 70 °C, per il riscaldamento a pavimento è sufficiente un intervallo di 30—45 °C, mentre l'acqua calda per usi domestici deve essere riscaldata fino a 85 °C.

Nel circuito ora svolgerà un ruolo particolare il separatore idraulico: un tratto di tubo chiuso a entrambe le estremità con due coppie di derivazioni. La prima coppia serve per collegare il separatore idraulico alla caldaia, la seconda coppia si collega ai collettori di distribuzione. Si tratta di una barriera idraulica che crea una zona a resistenza zero.

Per caldaie con potenza di 50 kW e superiore è obbligatorio raccomandare di utilizzare un collettore di distribuzione insieme al separatore idraulico. Viene fissato verticalmente al muro con staffe separate per evitare un eccessivo carico orizzontale.

Sul collettore stesso sono montati gruppi di miscelazione dotati di valvole a tre vie – dispositivi di regolazione della temperatura. Su ogni tubo di derivazione funziona indipendentemente dagli altri una propria pompa, che fornisce al circuito specifico la quantità necessaria di fluido termovettore.

L'importante è che la potenza di queste pompe non superi complessivamente quella della pompa principale della caldaia.

Entrambe le opzioni considerate vengono utilizzate per l'installazione di collettori di distribuzione per centrali termiche. Tutto il necessario è venduto in negozi specializzati. Lì si può acquistare qualsiasi modulo già assemblato o singoli componenti (per risparmiare grazie al montaggio autonomo).

Per ridurre ulteriormente le spese future, il collettore di distribuzione del riscaldamento può essere realizzato da sé.

Il collettore per la caldaia si trova nelle immediate vicinanze dell’apparecchiatura di riscaldamento ed è soggetto a temperature elevate che solo il metallo può sopportare.

Al pettine di distribuzione locale non vengono imposti requisiti così severi di resistenza termica; per la sua fabbricazione sono adatti tubi non solo metallici, ma anche in polipropilene e metallo-plastica.

Per un collettore distributore locale, il modo più semplice è scegliere dei pettini adatti tra quelli disponibili in commercio. In questo caso bisogna considerare il materiale con cui sono realizzati – ottone, acciaio, ghisa, plastica.

I pettini fusi sono più affidabili, poiché eliminano il rischio di perdite. Non ci sono problemi nel collegare i tubi ai pettini: anche i modelli più economici sono filettati.

I pettini di distribuzione assemblati con componenti in polipropilene attraggono per il loro basso costo. Ma in caso di emergenza, i giunti tra i raccordi a T non tollerano il surriscaldamento e perdono.

Gli artigiani possono saldare un collettore in polipropilene o metallo-plastica, ma i raccordi filettati dovranno comunque essere acquistati, quindi il prodotto non risulterà molto più economico di uno già pronto acquistato in negozio.

Esteriormente sarà un insieme di raccordi a T collegati tra loro da tubi. Il punto debole di tale collettore è la resistenza insufficiente alle alte temperature del fluido termovettore.

Il pettine può essere di sezione circolare, rettangolare o quadrata. Qui viene al primo posto l’area trasversale, non la forma della sezione, anche se dal punto di vista delle leggi idrauliche è preferibile quella rotonda. Se la casa ha più piani, è meglio installare i collettori di distribuzione locali su ciascun piano.

Cosa bisogna sapere sugli svantaggi?

Dopo aver compreso i vantaggi dell’utilizzo dei pettini di distribuzione negli impianti di riscaldamento, ha senso soffermarsi su alcuni svantaggi:

1. Prezzo elevato. I collettori sono realizzati in metallo resistente e di qualità, il cui costo è superiore alla media. Anche la componentistica di intercettazione di alta precisione è costosa. Più circuiti serve il pettine, maggiori sono le spese per la sua attrezzatura.
2. Dipendenza dall’energia elettrica. Il riscaldamento a collettori non funziona senza una pompa di circolazione. Di conseguenza, bisogna prepararsi a un costo aggiuntivo per l’elettricità.
3. Elevato consumo di tubi. Il consumo di tubi nei sistemi di riscaldamento a collettore è diverse volte superiore rispetto a quelli tradizionali, poiché a ogni apparecchio deve essere collegato un anello separato. Tutto ciò complica e aumenta i costi dei lavori di installazione.

Il sistema a collettori, secondo gli esperti e coloro che già lo utilizzano, è il più moderno, affidabile ed efficiente.

Ma allo stesso tempo, sia la sua installazione che il suo funzionamento risultano costosi.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Installazione di apparecchiature di riscaldamento con collegamento al collettore di distribuzione:

Realizzazione del collettore fai-da-te:

Rispetto all'organizzazione tradizionale dell'impianto di riscaldamento, i collettori di distribuzione ne aumentano l'efficienza, e solo la questione economica frena un po' l'interesse del consumatore verso questo metodo di riscaldamento. Ma se i fondi sono sufficienti, l'utilizzo dei collettori di distribuzione è la scelta ideale.

Ha realizzato un sistema di riscaldamento a collettori nella sua casa? O sta solo pianificando la sua installazione e qualcosa non è chiaro? Faccia pure domande – cercheremo di rispondere.

O forse ha utilizzato un collettore per collegare il sistema di riscaldamento a pavimento? Condivida la sua esperienza personale di assemblaggio e installazione del sistema – lasci i suoi commenti nel blocco sottostante.