Peine distribuidor del sistema de calefacción: finalidad, principio de funcionamiento, reglas de conexión

Los propietarios de casas de campo y viviendas particulares cada vez más se alejan del cableado tradicional de uno o dos tubos y prefieren el distribuidor colector. Esto permite un uso más eficiente del combustible y crear condiciones cómodas en cada habitación por separado. Esté de acuerdo en que renunciar a la reducción de los costos de calefacción no es racional, más aún cuando la temperatura en las habitaciones no se verá afectada por ello.

¿Usted también está considerando la conexión del colector y quiere saber más sobre este equipo? Le ayudaremos a comprender el tema – en este artículo analizaremos en detalle qué es el peine distribuidor del sistema de calefacción y cuáles son sus ventajas.

Destacaremos los inconvenientes significativos de su uso, describiremos en detalle el proceso de conexión, acompañando el material con fotos ilustrativas. También nos detendremos en las reglas principales de conexión que es recomendable seguir. Proporcionaremos útiles recomendaciones en video para la instalación y la fabricación casera del peine.

Finalidad del peine distribuidor

Los colectores (peines distribuidores) para calefacción son un componente importante del sistema de calefacción moderno. De forma simplificada, el peine se puede imaginar como un tubo con un tapón en el extremo y varias salidas en forma de boquillas, que permiten dirigir el refrigerante a puntos individuales.

El número de salidas varía, depende del sistema de calefacción específico y de la cantidad de dispositivos de calefacción que se planea conectar.

Mediante el colector se optimizan los flujos del fluido térmico en el circuito de calefacción. También suaviza los picos de presión (golpes de ariete) que aparecen debido a la activación de la automatización de la sala de calderas, que regula los regímenes de temperatura.

Los distribuidores de calefacción son necesarios para la instalación de suelos radiantes, pero también se utilizan en sistemas de calefacción por radiadores. Los radiadores se conectan al colector mediante esquema radial, es decir, cada uno tiene su propia tubería de suministro y de retorno, por la cual el fluido térmico regresa al colector.

Esta distribución del calor garantiza un calentamiento uniforme de los radiadores y permite regular la temperatura en una habitación concreta o incluso desconectarla del sistema de calefacción.

Los colectores de distribución se utilizan en pares: el de ida (con tubos de color rojo) y el de retorno (color azul). Juntos forman el distribuidor colector del sistema de calefacción.

Otra función del colector es conectar dispositivos adicionales — por ejemplo, en una casa donde ya hay calefacción, se ha construido una piscina y ahora se necesita calentar el agua en ella.

A él se pueden conectar también fuentes de energía secundarias, por ejemplo, paneles solares.

El colector de distribución más simple es un tubo común de acero inoxidable con salidas soldadas. Solo sirve para aquellos artesanos que quieran y puedan ensamblar un colector de calefacción con sus propias manos.

Enumeremos por qué será ventajosa la adquisición del colector:

• distribución uniforme del fluido térmico, facilitación del control de temperatura;
• ajuste local de temperaturas establecidas, calefacción solo de las habitaciones necesarias;
• protección de la red de calefacción contra golpes de ariete.

Los colectores de distribución disponibles en la actualidad son equipos económicamente eficientes y de alta tecnología, con una gran cantidad de sensores que monitorean la temperatura, reaccionan a las desviaciones, señalan fallos, etc.

Construcción de diferentes tipos de peines

La opción más asequible será un distribuidor con válvulas de cierre manuales de fabricación china o turca. En los conectores de pinza ubicados en él se colocan tubos de metal-plástico.

Un colector de distribución económico con válvulas tiene un inconveniente importante: puede gotear agua por debajo del mango. La fuga se produce debido al desgaste de las juntas de goma.

Las roscas en los extremos son necesarias para conectar las válvulas de cierre y la entrada/salida central de agua caliente. En general, dicho colector cumplirá su función, pero su vida útil impecable no es muy larga.

Si el desmontaje de las válvulas y la sustitución de las juntas desgastadas no restablecen la estanqueidad original, será necesario comprar un colector nuevo.

Más compleja en su diseño será un colector con tapones en el colector de retorno (y también en el de ida). En lugar de ellos, posteriormente se pueden instalar caudalímetros y termostatos. En estos modelos, los colectores de ida y retorno ya están unidos por un soporte para fijación en la pared.

La presencia de tapones permite, si es necesario, mejorar el colector de distribución de calefacción. Para evitar problemas con la instalación de termostatos u otros componentes en el futuro, se debe garantizar un acceso cómodo al colector durante su instalación.

Y, por último, un colector de distribución complejo y costoso, pero el más eficaz, con caudalímetros y termostatos instalados de fábrica.

Los caudalímetros regulan la entrega uniforme del fluido térmico a su destino, y con las cabezas termostáticas se puede ajustar la temperatura para cada derivación por separado, exactamente igual que para un radiador de calefacción. Más detalles sobre tipos de cabezas termostáticas, su principio de funcionamiento y características de instalación se tratan en otro de nuestros artículos.

Los capuchones de los caudalímetros permiten visualizar el flujo del refrigerante a través de los circuitos. Las cabezas termostáticas regulan la cantidad de refrigerante que ingresa a cada uno de ellos.

Ya durante el diseño, se debe elegir entre diferentes tipos de colectores, pero en cualquier caso, el sistema de colectores es una opción más preferible en comparación con la distribución convencional según criterios como facilidad de uso y durabilidad.

Principio de funcionamiento del colector distribuidor

En los sistemas de calefacción modernos se utilizan dos tipos de colectores de distribución: para salas de calderas y locales. Tienen diferentes dimensiones y un principio de funcionamiento ligeramente diferente.

En el colector de la sala de calderas, el colector de suministro entrega el refrigerante a los componentes del sistema de calefacción, por lo que está equipado no solo con válvulas, sino también con bombas de circulación. El segundo colector es el de retorno.

Además, en el colector se instalan sensores de presión, temperatura y un elemento muy importante: la flecha hidráulica. Mantiene la diferencia de temperatura óptima entre el suministro y el retorno.

El colector de la sala de calderas es un nodo de distribución de tamaño considerable; sus colectores se fabrican con tubos de hasta 100 mm de diámetro o más.

El colector de distribución local se diferencia del colector central instalado en la sala de calderas tanto en tamaño como en principio de funcionamiento. Puede haber varios en el sistema de calefacción.

Si en el colector principal el agua enfriada se reemplaza completamente por agua caliente de la caldera, en los colectores pequeños se produce una dilución del agua circulante.

El refrigerante se mueve en un circuito cerrado hasta que su temperatura desciende por debajo del nivel establecido.

El cumplimiento del régimen de temperatura lo controla un sensor que, cuando la temperatura desciende críticamente, abre una válvula que cierra el paso del agua desde la tubería principal de la caldera. Entra agua más caliente, mezclándose con la fría.

Un colector local completamente equipado con reguladores, purgador de aire, bomba, manómetro y termómetros permite controlar plenamente el movimiento del refrigerante en el sistema de calefacción.

En estos colectores no hay separador hidráulico; lo reemplaza una bomba de circulación adicional. Esta empuja el refrigerante en un espacio circular, inyectando periódicamente una porción de agua caliente desde la tubería de suministro. Al mismo tiempo, la misma cantidad de agua enfriada regresa allí, pero a otra tubería: la de retorno.

Los colectores locales se utilizan tanto en suelos radiantes como para conectar radiadores.

Dado que el agua en las tuberías de calefacción con el colector de distribución se mueve forzadamente bajo la acción de la bomba, al cortarse la electricidad el sistema no funcionará.

Para lograr un funcionamiento altamente eficiente del sistema de calefacción en toda la casa, se recomienda incorporar tanto el colector de distribución central como el número necesario de colectores locales. En conjunto, darán el resultado deseado.

Cálculo de la capacidad de flujo de los peines

El cálculo de los parámetros del colector de distribución incluye la determinación de su longitud, el área de su sección transversal y de las boquillas, y la cantidad de circuitos de suministro de calor. Es mejor que los cálculos los realicen ingenieros mediante programas informáticos; en una versión simplificada, solo son adecuados en la etapa de diseño de bocetos.

Para que se mantenga el equilibrio hidráulico, el diámetro de los colectores de entrada y salida del colector deben coincidir, y la capacidad total de paso de las boquillas debe ser igual al parámetro similar del tubo colector (regla de las secciones totales):

n=n1+n2+n3+n4,

Donde:

• n — área de la sección transversal del colector
• n1,n2,n3,n4 — áreas de las secciones de las boquillas.

La selección del colector debe corresponder a la máxima potencia térmica del sistema de calefacción. Para qué potencia está diseñado el producto de fábrica está escrito en la ficha técnica.

Por ejemplo, el diámetro de la tubería de distribución de 90 mm se utiliza para una potencia que no exceda los 50 kW, y si la potencia es el doble, entonces el diámetro deberá aumentarse a 110 mm. Solo así se elimina el riesgo de desequilibrio del sistema de calefacción.

La sección de la tubería del colector equivale a 3 diámetros de las boquillas conectadas, la distancia entre los colectores de ida y retorno es de 6 diámetros, la separación entre las boquillas es de 3 diámetros

También es útil la regla de los 3 diámetros (ver figura arriba). En cuanto al cálculo del rendimiento de la bomba de circulación, se toma como base el caudal específico de agua en el sistema de calefacción.

Se calcula por separado cada bomba, por circuitos y para todo el sistema. Las cifras obtenidas en el cálculo se redondean hacia arriba. Un pequeño margen de potencia es mejor que una falta de la misma.

Reglas de conexión y características de instalación

El montaje del colector comienza fijándolo con soportes a la pared, donde estará ubicado a la vista o en un armario. Luego, habrá que conectar a los extremos las tuberías principales desde la fuente de calor y proceder al conexionado.

Opción #1 – sin bombas adicionales y separador hidráulico

Esta opción simple supone que el colector atenderá varios circuitos (por ejemplo, 4-5 radiadores), se supone que la temperatura es la misma, no se prevé su regulación. Todos los circuitos se conectan al colector directamente, se utiliza una sola bomba.

Las características del equipo de bombeo deben corresponderse con el rendimiento del sistema de calefacción y la presión generada en él. Para que usted pueda seleccionar la mejor bomba, idealmente adecuada en características y coste, le recomendamos consultar el ranking de bombas de circulación.

Un profesional con experiencia en equipos de colectores sabe cómo instalar correctamente el peine distribuidor y ocultarlo en un armario para esconder todas las tuberías.

Dado que la resistencia en los circuitos es diferente (debido a la diferente longitud, etc.), es necesario asegurar un consumo óptimo del refrigerante mediante el equilibrado.

Para ello, en los tubos del peine de retorno se colocan no válvulas de corte, sino válvulas de equilibrado. Con ellas se puede regular (aunque no con precisión, sino a ojo) el caudal del refrigerante en cada circuito.

Opción #2 – con bombas en cada ramal y con separador hidráulico

Esta es una opción más compleja, que será necesaria cuando se requiera alimentar puntos de consumo con diferentes regímenes de temperatura.

Así, por ejemplo, en la calefacción por radiadores, el calentamiento del agua oscila entre 40 y 70 °C, para el suelo radiante es suficiente el rango de 30–45 °C, y el agua caliente para uso doméstico debe calentarse hasta 85 °C.

En el circuito, ahora el separador hidráulico jugará un papel especial: un tramo de tubería ciego en ambos extremos y con dos pares de derivaciones. El primer par es necesario para conectar el separador hidráulico a la caldera, y con el segundo par se conectan los peines distribuidores. Es una barrera hidráulica que crea una zona de resistencia cero.

Para calderas con una potencia de 50 kW o superior, se recomienda utilizar obligatoriamente el peine distribuidor junto con el separador hidráulico. Se fija verticalmente a la pared con soportes individuales para evitar una carga horizontal excesiva.

En el propio distribuidor hay unidades de mezcla equipadas con válvulas de tres vías – dispositivos de regulación de temperatura. En cada tubería de salida funciona independientemente de las demás su propia bomba, suministrando al circuito específico la cantidad necesaria de fluido térmico.

Lo importante es que, en potencia, estas bombas no superen en total la bomba principal de la caldera.

Ambas opciones consideradas se utilizan en el montaje de colectores de distribución para salas de calderas. Todo lo necesario se vende en tiendas especializadas. Allí se puede comprar cualquier componente ensamblado o por piezas (con la expectativa de ahorrar mediante el montaje propio).

Para reducir aún más los gastos futuros, el distribuidor de calefacción se puede fabricar con sus propias manos.

El colector para la sala de calderas se encuentra muy cerca del equipo de calefacción y está expuesto a altas temperaturas que solo el metal puede soportar.

Para el peine distribuidor local no se exigen requisitos tan estrictos de resistencia térmica; para su fabricación son adecuados tubos no solo metálicos, sino también de polipropileno y metal-plástico.

Para un colector de distribución local, lo más sencillo es elegir distribuidores adecuados entre los que están disponibles en el mercado. Al hacerlo, se debe tener en cuenta el material del que están hechos – latón, acero, hierro fundido, plástico.

Los peines fundidos son más fiables, ya que eliminan la posibilidad de fugas. No hay problemas con la conexión de los tubos a los peines; incluso los modelos más económicos tienen rosca.

Los peines distribuidores ensamblados con piezas de polipropileno seducen por su bajo costo. Pero en una situación de emergencia, las uniones entre las tes no resistirán el sobrecalentamiento y tendrán fugas.

Los artesanos pueden soldar un colector de polipropileno o metal-plástico, pero igualmente tendrán que comprar los racores roscados, por lo que en términos de dinero, el producto no resultará mucho más barato que uno ya hecho de la tienda.

Exteriormente, será un conjunto de tes conectadas entre sí por tubos. El punto débil de este colector es la resistencia insuficiente a altas temperaturas del refrigerante.

El peine puede ser de sección redonda, rectangular o cuadrada. Aquí prima el área transversal, no la forma de la sección, aunque desde el punto de vista de las leyes hidráulicas, la redonda es preferible. Si la casa tiene varios pisos, es mejor instalar colectores distribuidores locales en cada uno de ellos.

¿Qué necesita saber sobre los inconvenientes?

Una vez que las ventajas del uso de peines distribuidores en sistemas de calefacción quedan claras, tiene sentido detenerse en algunos inconvenientes:

1. Precio elevado. Los colectores se fabrican con metal resistente y de calidad, cuyo precio es superior al promedio. El equipamiento de cierre de alta precisión también es caro. Cuantos más circuitos atienda el peine, mayores serán los gastos de su equipamiento.
2. Dependencia energética. La calefacción por colector no funciona sin una bomba de circulación. Por lo tanto, hay que prepararse para pagar electricidad adicional.
3. Alto consumo de tuberías. El consumo de tuberías en sistemas de calefacción por colectores es varias veces mayor que en los convencionales, ya que a cada aparato se debe tender un lazo individual. Todo esto complica y encarece los trabajos de instalación.

El sistema de colector, según la opinión de expertos y de quienes ya lo usan, es el más moderno, fiable y eficiente.

Pero al mismo tiempo, tanto su instalación como su funcionamiento resultan costosos.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Montaje del equipo de calefacción con conexión al peine de distribución:

Fabricación del peine de distribución con sus propias manos:

En comparación con la organización tradicional del sistema de calefacción, los peines de distribución aumentan su eficiencia, y solo la cuestión financiera frena un poco el interés del consumidor por este método de calefacción. Pero si hay suficiente dinero, el uso de peines de distribución es su elección ideal.

¿Ha implementado en su casa un sistema de calefacción por colectores? ¿O solo planea su instalación y hay algo que no le queda claro? Haga las preguntas – trataremos de responderlas.

¿O quizás ha utilizado un peine para conectar el sistema de suelo radiante? Comparta su experiencia personal de montaje e instalación del sistema – deje sus comentarios en el bloque inferior.