Collettore di distribuzione del riscaldamento fai-da-te: schemi e peculiarità di montaggio

Il compito fondamentale nella progettazione di un sistema di riscaldamento autonomo è la distribuzione uniforme del fluido termovettore. Questo compito nel sistema di fornitura di calore è svolto dal nodo di controllo e regolazione – il collettore di distribuzione.

Dal corretto dispositivo, da un montaggio e collegamento di qualità dipendono in gran parte la continuità di funzionamento e l'affidabilità del circuito di riscaldamento. Se si desidera installare un collettore di distribuzione del riscaldamento fai-da-te, è necessario eseguire preventivamente i calcoli e progettare la distribuzione.

La aiuteremo nella risoluzione di queste questioni. Nell'articolo abbiamo esaminato la struttura del gruppo collettore, evidenziato i pro e i contro del sistema di riscaldamento con pettine, descritto le regole di progettazione e installazione del nodo di distribuzione.

Il materiale è integrato con consigli pratici sulla scelta dei componenti, sull'assemblaggio e sul collegamento del collettore all'impianto di riscaldamento.

Ruolo del collettore nel riscaldamento

Nell'allestimento di un nodo idraulico è necessario attenersi alla regola: la somma totale dei diametri di tutte le diramazioni non deve superare il diametro della linea di alimentazione.

Applichiamo questa legge anche al sistema di riscaldamento, ma apparirà così: il raccordo di uscita della caldaia con diametro di 1 pollice può essere utilizzato in un sistema a doppio circuito con tubi di diametro ½ pollice.

Per una casa di piccola cubatura, riscaldata esclusivamente da radiatori, un tale sistema è considerato produttivo.

Per i locali di servizio sarà sufficiente impostare un regime termico di 10-15 °C, per le stanze abitative sarà confortevole fino a 23 °C, nei circuiti di riscaldamento a pavimento non più di 37 °C, altrimenti la pavimentazione principale potrebbe deformarsi.

In pratica, una villetta privata è dotata di uno schema di riscaldamento più modernizzato, dove vengono allestiti circuiti aggiuntivi:

• sistema di riscaldamento a pavimento;
• riscaldamento di più piani;
• locali di tipo accessorio, ecc.

Quando si collega un ramo, la pressione di esercizio nei circuiti diventa insufficiente per riscaldare adeguatamente tutti i radiatori, e di conseguenza il comfort ambientale viene compromesso.

In tal caso, per una rete di riscaldamento ramificata, si installa un nodo di bilanciamento tramite un collettore di distribuzione. Utilizzando questo metodo, è possibile compensare il raffreddamento del fluido termovettore, caratteristico degli schemi tradizionali a uno o due tubi.

Tramite l'apparecchiatura e le valvole di intercettazione, si regolano i parametri di temperatura del fluido termovettore necessari per ciascuna linea.

Caratteristiche principali del sistema a collettore

La differenza principale tra il metodo a collettore e quello lineare standard per la ridistribuzione del fluido termovettore è la suddivisione dei flussi in più canali indipendenti tra loro. Si possono utilizzare diverse modifiche delle installazioni a collettore, che differiscono per configurazione e dimensioni.

Non di rado lo schema di riscaldamento a collettore viene chiamato 'a raggi'. Ciò è dovuto alle caratteristiche strutturali del pettine. Osservando il dispositivo dall'alto, si nota che i tubi che si diramano assomigliano a raggi solari.

La struttura del collettore saldato è piuttosto semplice. Al pettine, che consiste in un tubo a sezione circolare o quadrata, vengono collegati il numero necessario di raccordi, che a loro volta si collegano alle singole linee del circuito di riscaldamento. L'installazione del collettore stesso è collegata al tubo principale.

Vengono installate anche valvole di intercettazione, tramite le quali si regola il volume e la temperatura del fluido riscaldato in ciascun circuito.

Il gruppo collettore, completo di tutti i componenti necessari, può essere acquistato già pronto o assemblato autonomamente, riducendo notevolmente il costo preventivo nella progettazione del riscaldamento.

I vantaggi dell'utilizzo di un sistema di riscaldamento basato su un collettore di distribuzione sono i seguenti:

1. Distribuzione centralizzata dello schema idraulico e dei parametri di temperatura in modo uniforme. Il modello più semplice di pettine anulare a due o quattro circuiti può bilanciare efficacemente i parametri.
2. Regolazione delle modalità operative della rete di calore. Il processo viene eseguito grazie alla presenza di meccanismi speciali: contatori di portata, gruppo di miscelazione, valvole di intercettazione e regolazione e termostati. Tuttavia, la loro installazione richiede calcoli corretti.
3. Comodità di manutenzione. La necessità di eseguire misure preventive o di riparazione non richiede lo spegnimento dell'intera rete di riscaldamento. Grazie alle valvole a saracinesca montate su ogni singolo circuito, è possibile interrompere facilmente il flusso del fluido termico nella sezione desiderata.

Tuttavia, ci sono anche degli svantaggi in questo sistema. In primo luogo, aumenta il consumo di tubi. La compensazione delle perdite idrauliche viene effettuata installando una pompa di circolazione. Deve essere installata su tutti i gruppi di collettori. Inoltre, questa soluzione è valida esclusivamente per sistemi di riscaldamento di tipo chiuso.

Modifiche dei nodi del collettore

Prima di procedere all'assemblaggio del gruppo collettore, è necessario determinarne il carico funzionale. L'attrezzatura può essere installata in diverse sezioni della linea termica. Sulla base di ciò, vengono selezionati la configurazione, le dimensioni e il livello di automazione del ciclo di lavoro necessari.

In realtà, per il corretto funzionamento di tale gruppo sono necessari due dispositivi. Il pettine distribuisce il fluido termico ai circuiti dalla tubazione di mandata centrale. Il canale collettore di ritorno è rappresentato da un meccanismo di raccolta e da un punto di invio del liquido raffreddato alla caldaia.

Lo schema del riscaldamento a collettori viene scelto in base al calcolo della funzionalità richiesta e alla posizione di installazione. La scelta del materiale di fabbricazione del dispositivo non influisce sul numero di meccanismi significativi.

L'installazione di un gruppo di distribuzione autocostruito può essere necessaria nella realizzazione di pavimenti riscaldati ad acqua o per la preparazione di un riscaldamento standard con radiatori.

Le caratteristiche distintive di entrambe le varianti sono le loro dimensioni e i componenti:

1. Locale caldaia. Il gruppo collettore saldato è realizzato con tubi di diametro fino a 100 mm. Sulla mandata vengono installati una pompa di circolazione e valvole di intercettazione. L'anello di ritorno è dotato di rubinetti a sfera di chiusura.
2. Sistema di riscaldamento a pavimento. Una configurazione analoga è presente anche in questo gruppo di miscelazione. Con esso è possibile risparmiare notevolmente sul consumo del vettore termico, specialmente se sono installati anche i misuratori di portata. Maggiori informazioni sul gruppo di miscelazione nel sistema di riscaldamento a pavimento sono disponibili in questo articolo.

Ciascuna di queste soluzioni prevede uno schema di installazione individuale. La corretta installazione di tutti gli elementi può essere effettuata solo dopo calcoli dettagliati di tutti i parametri del punto di lavoro.

Il pettine può essere realizzato in materiale simile alla tubazione. Se invece è diverso, per il collegamento del collettore verranno utilizzati adattatori.

Ci sono anche differenze nella quantità richiesta di pompe di circolazione. In caldaia, ogni linea è dotata di questo dispositivo. Per i pavimenti riscaldati è prevista l'installazione di una sola pompa.

Progettazione del nodo di distribuzione

Non esiste semplicemente uno schema universale per il progetto di riscaldamento a raggi. Ogni caso è individuale, quindi il collettore viene equipaggiato con gli strumenti necessari in modo personalizzato. Tuttavia, vale la pena conoscere le raccomandazioni e le regole generali.

Regole per l'installazione del pettine

L'installazione del collettore non è possibile in un appartamento. Tuttavia, esiste un'eccezione alla regola: in alcune case, durante la predisposizione di tutte le utenze, vengono montate valvole aggiuntive attraverso le quali vengono collegati i circuiti di riscaldamento. Questo dispositivo consente di realizzare una distribuzione individuale del collettore.

Lo schema a raggi non è adatto per appartamenti urbani in condomini, poiché il montante è comune a tutti gli ambienti (+)

La disposizione schematica del riscaldamento deve essere realizzata in modo tale che la posizione della valvola di sfiato di Maevskij sia sul collettore. Questa opzione è considerata ottimale, poiché col tempo sarà necessario rimuovere l'aria accumulata dai circuiti.

Caratteristiche del gruppo radiale

Il gruppo di distribuzione a raggi presenta molte sfumature, ma alcune di esse sono comuni anche a un'altra modifica del riscaldamento.

Caratteristiche del sistema con collettore:

1. La configurazione del circuito deve includere un vaso di espansione con un volume superiore al 10% del volume totale del vettore termico.
2. La posizione ottimale del vaso di espansione è sulla tubatura di ritorno prima della pompa di circolazione, poiché qui la temperatura è più bassa.
3. Se viene utilizzato un ripartitore termoidraulico, lo schema viene progettato in modo che il vaso sia posizionato prima della pompa principale, responsabile del movimento forzato dell'acqua nel circuito della caldaia.
4. L'installazione della pompa di circolazione deve avvenire in posizione rigorosamente orizzontale. Se non si rispetta questa regola, al primo colpo d'aria l'apparecchio perderà raffreddamento e lubrificante.

Il gruppo di distribuzione può essere assemblato con materiali diversi: polipropilene o metallo. La scelta viene effettuata in base alle competenze di lavoro e alla disponibilità di strumenti per unire i componenti.

La temperatura ottimale di riscaldamento dei radiatori in una villa privata è di 55-75 °C, la pressione fino a 1,5 atm. La modalità operativa del circuito del riscaldamento a pavimento raggiunge i 40 °C. In base a queste caratteristiche viene selezionato il grado di resistenza dei tubi.

Anche il processo di selezione dei tubi per l'installazione del gruppo di distribuzione è considerato importante.

I principali fattori da considerare nella scelta degli elementi del circuito:

1. Acquisto di tubi solo in rotoli. Grazie a ciò, non si eseguono giunzioni nella distribuzione montata sotto il massetto in cemento.
2. Resistenza termica e grado di resistenza alla trazione devono essere determinati individualmente, in base ai dati tecnici del sistema di riscaldamento.

Grazie alla prevedibilità delle prestazioni operative del riscaldamento autonomo, è possibile utilizzare tubi in polipropilene. Non presentano giunzioni indesiderate e vengono venduti in rotoli da 200 m.

Il materiale si distingue per la resistenza al calore ed è in grado di sopportare fino a 95°C con un livello di pressione ammissibile alla rottura di 10 kg/1 cm².

Il tubo in acciaio inox possiede un'elevata flessibilità. Il raggio di curvatura può essere uguale al diametro del prodotto. L'installazione viene eseguita secondo lo schema: il tubo deve essere inserito nel raccordo e fissato con un dado.

Per un edificio a più piani è preferibile scegliere un tubo corrugato in acciaio inossidabile.

Questo materiale mostra eccellenti capacità tecniche, che permettono di far fronte a un carico tale:

• liquido termovettore riscaldato fino a 100 °C, che è più che sufficiente per il circuito di riscaldamento;
• pressione fino a 15 atm;
• pressione di rottura fino a 210 kg/1 cm².

I raccordi destinati al polipropilene possono essere in plastica o realizzati in ottone. Il giunto a bocchetta è dotato di un anello di arresto che viene infilato sul tubo.

Una caratteristica importante dei tubi in polipropilene è considerata la memoria alla lavorazione meccanica, a seguito della quale si verifica una deformazione plastica del materiale.

Ad esempio, allungando i tubi con un estensore e inserendoli nel connettore del raccordo, dopo un certo tempo il tubo tornerà al suo stato precedente e comprimerà il pezzo. È possibile fissare il contatto con un anello di arresto.

Calcolo del collettore di riscaldamento

Inizialmente, per la realizzazione del pettine termoidraulico sarà necessario calcolare i suoi parametri principali: lunghezza, diametro della sezione dei tubi e numero di rami della linea termica. È possibile calcolare queste caratteristiche autonomamente o utilizzare un software speciale.

Il separatore idraulico svolgerà pienamente le sue funzioni solo se viene rispettata la regola dei tre diametri. La regola recita: il diametro del separatore idraulico installato deve essere triplo rispetto a questo parametro dei tubi (+)

L'equilibrio idraulico della struttura è la condizione principale che deve essere rispettata. Applicando la regola dei tre diametri per il separatore idraulico, è necessario eseguire la seguente azione: sommare il diametro della sezione dei circuiti collegati.

In definitiva si ottiene una somma pari al diametro del tubo principale che si collega alla linea di mandata. L'utilizzo di questo principio riduce la probabilità di uno squilibrio dell'intero sistema di riscaldamento.

Come luogo per il nodo di distribuzione si utilizza un armadio o un involucro speciale. Durante l'installazione del sistema, è necessario rispettare la distanza minima ammissibile tra le due linee termoconduttrici di ingresso e uscita – 6 diametri.

Tutti i calcoli del progetto del collettore termoidraulico si basano su tre regole importanti: il mantenimento della corretta distanza tra la linea di ingresso e quella di uscita, la sezione del collettore e la distanza tra i circuiti pari a tre diametri (+)

È attuale anche la questione della corretta selezione della portata della pompa di circolazione. A tal fine, è necessario calcolare il consumo idrico specifico dell'impianto e, basandosi sui risultati, effettuare la scelta della pompa.

Se lo schema è complicato da più collettori, il calcolo viene eseguito per ogni singolo circuito e in generale per l'intero sistema.

Il montaggio autonomo dell'apparecchiatura può essere effettuato mediante un tubo di qualsiasi tipo di sezione. Questo aspetto non influisce sul funzionamento del dispositivo e non aumenta le perdite locali. Esse verranno compensate grazie alla pompa di circolazione.

Regole per la selezione dei componenti

Dopo aver eseguito tutti i calcoli, l'azione successiva sarà la selezione del set di meccanismi necessario. Il set più semplice è composto da valvole di intercettazione. Tuttavia, con un tale dispositivo è difficile regolare la potenza delle singole linee di riscaldamento.

Per risolvere questo problema, sul collettore di mandata vengono installate valvole a spillo, tramite le quali è possibile una regolazione graduale. Sul collettore di ritorno vengono montati dei rotametri.

I parametri del collettore devono essere sufficienti per un comodo accesso alle valvole di intercettazione e regolazione. I valori medi dell'intervallo tra i circuiti sono 100-150 mm, la distanza tra gli assi del collettore di mandata e di ritorno – 250-300 mm

Per i pavimenti riscaldati ad acqua, lo schema di configurazione sarà diverso.

Per il montaggio saranno necessari i seguenti elementi:

1. Valvola di intercettazione e regolazione. Il montaggio viene effettuato sui raccordi di collegamento. Tramite questa valvola si realizza l'arresto totale o parziale del flusso del fluido termovettore. Si consiglia di utilizzare la versione automatica.
2. Rotametri. Questi elementi vengono montati sul collettore di ritorno. Svolgono una funzione analoga all'elemento precedente, ma nella tubazione di ritorno.
3. Nodo di miscelazione. Mediante la miscelazione dei flussi di acqua calda e fredda si ottimizza il regime di funzionamento impostato del riscaldamento.

Il kit del collettore è obbligatoriamente dotato di un gruppo di sicurezza composto da manometro, valvola di sfiato, termostato e pompa di circolazione. Può essere integrato con servomotori, il cui controllo viene riprodotto tramite un'unità elettrica di controllo. In questo modo, il funzionamento del sistema può essere automatizzato.

Sfumature dell'assemblaggio fai-da-te

Prima della realizzazione del collettore, è necessario redigere uno schema con la disposizione di tutti gli elementi del gruppo. Come materiale di fabbricazione, è meglio scegliere tubi d'acciaio a sezione quadrata. Questo tipo è facile da lavorare, riducendo notevolmente i costi di manodopera per l'installazione dei raccordi.

I collettori in tubo profilato vengono utilizzati negli schemi di riscaldamento di edifici con un elevato numero di circuiti e separatore idraulico. I parametri del tubo a sezione quadrata sono 80*80 o 100*100 mm.

Il processo di produzione passo dopo passo della struttura assemblata del nodo di distribuzione è il seguente:

1. Marcatura e taglio del corpo principale. Secondo lo schema di progetto, è necessario marcare il tubo profilato. Con un taglio a gas si praticano i fori nelle zone indicate.
2. Preparazione dei collegamenti. Sui raccordi viene tagliata la filettatura mediante una filiera.
3. Assemblaggio. Successivamente, i tratti di tubo preparati vengono saldati al corpo. Il loro fissaggio deve essere eseguito con saldatura a punti. Poi, con la saldatura principale, i pezzi vengono saldati ai bordi.
4. Elementi di fissaggio. Al blocco vengono saldati i supporti per il fissaggio.
5. Pulizia e rivestimento finale. Dopo la smerigliatura, il corpo viene primerizzato e verniciato con vernice resistente al calore per manufatti metallici. La verniciatura del circuito di mandata e di ritorno viene eseguita con due colori diversi per facilità di identificazione.

Se per la realizzazione vengono utilizzati tubi in polipropilene, è necessario prestare attenzione alla presenza di uno strato di rinforzo. In sua assenza, la struttura in plastica potrebbe subire deformazioni a causa del regime termico presente.

Per chi non dispone di strumenti speciali, è possibile assemblare un pettine a partire da singoli elementi pronti. È meglio scegliere componenti della stessa marca.

Installazione del pettine nell'impianto di riscaldamento

Il compito prioritario è la verifica della tenuta dei giunti del collettore di distribuzione. L'installazione viene eseguita secondo lo schema di progetto. Le condizioni di collegamento sono determinate in base al materiale utilizzato per la realizzazione del blocco principale.

Nei sistemi complessi con molti circuiti di diversa destinazione, è necessario installare un tubo verticale – la pistola idraulica. Con il suo aiuto si realizza il bilanciamento della pressione e la distribuzione dei flussi di mandata e ritorno del fluido termovettore.

La scelta della tecnologia di collegamento dipende interamente dalla modifica dell'apparecchio utilizzato.

Oltre al mantenimento del livello, durante il montaggio è necessario seguire anche queste regole:

• Le caldaie di tipo elettrico e a gas vengono collegate ai raccordi superiori o inferiori;
• nella parte terminale della struttura viene montata una pompa di circolazione;
• il collegamento dei circuiti può essere effettuato nella parte superiore o inferiore del pettine;
• Gli apparecchi di riscaldamento indiretto e le caldaie a combustibile solido devono essere collegati lateralmente al gruppo di distribuzione;
• L'intero nodo di separazione idraulica per il sistema a pavimento radiante viene collocato in una scatola protettiva, riducendo così il rischio di danni ai componenti del collettore.

Nella fase finale è necessario effettuare un avvio di prova dell'impianto di riscaldamento per individuare tempestivamente eventuali difetti nascosti o evidenti della struttura realizzata.

Ulteriori informazioni sull'organizzazione del sistema di riscaldamento a collettori con l'utilizzo di un collettore di distribuzione sono disponibili in questo articolo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Processo tecnico dettagliato per l'assemblaggio del gruppo collettore:

I pettini già pronti per l'installazione del pavimento radiante, dotati di funzionalità non sempre necessarie, a causa del loro costo elevato non sono accessibili a una vasta utenza. Vediamo come assemblare una versione economica della struttura con le proprie mani:

La realizzazione del gruppo di distribuzione può essere effettuata anche utilizzando tubi in polipropilene. Come fare, si può apprendere dal video:

La corretta selezione dei componenti e il montaggio del nodo collettore sono la garanzia di un funzionamento efficiente e affidabile della linea di riscaldamento. Grazie al numero minimo di giunzioni, il rischio di perdite è ridotto al minimo. Un importante vantaggio è la possibilità di controllare e regolare ogni circuito di riscaldamento.

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