Zawory mieszające w instalacjach C.O. i C.W.U.

Print image
Copy link image
time image Artykuł na: 23-28 minut
Zawory mieszające w instalacjach C.O. i C.W.U.

Niektóre rodzaje instalacji grzejnych wymagają umożliwienia zróżnicowania temperatury czynnika grzejnego w poszczególnych częściach obiegu, co uzyskuje się m.in. poprzez zmieszanie strumienia wody zasilającej i powrotnej, dzięki zamontowaniu zaworów mieszających. 

Zawory mieszające są montowane głównie w celu zapewnienia optymalnej pracy kotła na paliwo stałe i obiegów ogrzewania podłogowego. Natomiast w instalacji c.w.u. z wysokotemperaturowym zasobnikiem, zawór pozwalający na samoczynne domieszanie zimnej wody zapewnia ochronę użytkowników przed oparzeniem.

Ochrona kotła na paliwo stałe

Instalacje grzewcze wyposażone w wysokotemperaturowe źródło ciepła - kocioł na węgiel, drewno czy pellet - wymagają z jednej strony utrzymania odpowiednio wysokiej temperatury na zasilaniu i powrocie, a z drugiej doprowadzenia do grzejników lub podłogówki wody o stosunkowo niskiej temperaturze i zapewnienia możliwości regulowania jej w szerokim zakresie.

Jednym z podstawowych warunków prawidłowej pracy nowoczesnych kotłów na paliwo stałe jest utrzymanie możliwie wysokiej temperatury wody na powrocie z instalacji. Większość producentów zaleca, aby nie była ona niższa niż 55°C, co oznacza, że na zasilaniu należy utrzymać temperaturę przynajmniej 65-70°C. Woda o tak wysokiej temperaturze potrzebna jest jedynie w okresie znacznego ochłodzenia, a przez większą część sezonu grzewczego może być dużo niższa.

W efekcie, przy pracy na zbyt niskich temperaturach, na wymienniku ciepła w kotle osadza się gruba warstwa sadzy, która ogranicza sprawność przekazywania ciepła do instalacji. Zmniejsza się też trwałość kotła na skutek korozji wymiennika, na powierzchni którego wykrapla się para wodna. Zapewnienie efektywnego przekazywania ciepła do wymiennika wymaga systematycznego czyszczenia z nagromadzonych osadów, co jest czynnością bardzo kłopotliwą.

Problem ten można znacząco ograniczyć poprzez zamontowanie w instalacji zaworu mieszającego cztero- lub trójdrożnego.

Jak działa zawór czterodrożny?

W wersji podstawowej zawór czterodrożny, zamontowany na rurze zasilającej wyprowadzonej z kotła, jest sterowany ręcznie poprzez wzajemną zmianę intensywności przepływu czynnika grzewczego w obiegu kotłowym i grzejnikowym. Umożliwia to umieszczona w zaworze obrotowa przysłona, która w skrajnych położeniach odpowiednio zamyka przepływ w obiegu kotłowym, a w pełni otwiera w obiegu grzejnikowym lub na odwrót.

Zawór czterodrożny sterowany ręcznie i z siłownikiem elektrycznym
Po lewej: zawór czterodrożny sterowany ręcznie. Po prawej: wyposażony w siłownik elektryczny połączony z układem sterowania temperaturowego, fot. Afriso.

W praktyce wykorzystywane są stany pośrednie, w których następuje zmieszanie przepływów w obu obiegach w różnych proporcjach. Takie rozwiązanie jest mało praktyczne, gdyż trzeba ciągle ingerować w ustawienia zaworu, aby zapewnić wymaganą temperaturę wody na powrocie do kotła.

Zautomatyzowanie takiej regulacji wymaga wyposażenia zaworu czterodrogowego w siłownik elektryczny połączony z układem sterowania temperaturowego. Dzięki temu siłownik samoczynnie będzie zmieniał położenie przysłony, dostosowując odpowiednio stopień zmieszania. Przy zasilaniu instalacji grzewczej z kotła z rozbudowaną automatyką sterowania, układ regulacji temperatury powrotu można będzie skonfigurować z układem kotłowym, co umożliwi jego optymalną efektywność w aktualnych warunkach poprzez automatyczne dostosowanie obiegu grzewczego i procesu spalania.

Alternatywne rozwiązanie - termostatyczny zawór trójdrożny

W prostych instalacjach grzewczych z kotłem na paliwo stałe doskonale sprawdza się zamontowanie trójdrożnego zaworu mieszającego jako stabilizatora temperatury wody powrotnej do kotła. Działa on samoczynnie i umożliwia ustawienie pożądanej temperatury najczęściej w zakresie 40-60°C. Instalowany jest na rurze powrotnej z połączeniem do rury zasilającej instalację. Funkcjonowanie zaworu polega na samoczynnym dozowaniu chłodniejszej wody powracającej z instalacji do tzw. krótkiego obiegu kotłowego.

Do momentu, aż woda wracająca do kotła nie uzyska nastawionej temperatury, jej dopływ z obiegu grzejnego jest zamknięty i cyrkulacja odbywa się w krótkim obiegu. W miarę nagrzewania się czujnika termostatycznego w zaworze otwiera się również przepływ w obiegu grzejnikowym, a przysłona dostosowuje stopień zmieszania stosownie do parametrów temperaturowych w obiegu grzejnym.

Zawór trójdrożny
Trójdrożny zawór mieszający sprawdzi się w prostych instalacjach grzewczych z kotłem na paliwo stałe, fot. ESBE.

Zawory mieszające w ogrzewaniu podłogowym

Instalacja ogrzewania podłogowego wymaga z reguły utworzenia niezależnego obiegu wyposażonego w oddzielny układ regulacji i sterowania. Najczęściej do tego celu wykorzystywane są odpowiednio skonfigurowane zestawy przyłączeniowe wyposażone przynajmniej w:

  • rozdzielacz - służy do podłączenia poszczególnych pętli rur grzewczych. Liczba sekcji rozdzielacza musi odpowiadać liczbie utworzonych z rur pętli. Składa się z dwóch belek podłączeniowych - odpowiednio dla końcówek zasilających i powrotnych. Na belce montowane są też części regulacyjno-kontrolne.
  • pompa cyrkulacyjna - woda w ogrzewaniu podłogowym musi przepływać niezależnie od cyrkulacji w obiegu kotłowym, konieczne jest więc zamontowanie dodatkowej pompy. Jej wydajność dobiera się w zależności od łącznej długości rur grzewczych. Ze względu na to, że w praktyce pracuje ona trybie ciągłym, powinna to być pompa ze sterowaniem elektronicznym.
  • zawór mieszający - jego zadaniem jest regulacja temperatury wody wchodzącej do rur grzewczych poprzez odpowiednie domieszanie wody gorącej dopływającej z kotła.
  • zawory regulacyjne - pozwalają na zmianę intensywności przepływu niezależnie dla każdej sekcji, a więc i regulację mocy grzewczej stosownie od potrzeb. W wersji rozbudowanej mogą być sterowane elektrycznie z centrali współpracującej z czujnikami temperatury podłogi czy pomieszczenia.
Rozdzielacz ogrzewania podłogowego z pompą
Rozdzielacz ogrzewania podłogowego z pompą, fot. TECE.

Głównym obszarem zastosowania trójdrożnych zaworów mieszających są obiegi ogrzewania podłogowego w instalacjach pracujących w układzie mieszanym (z grzejnikami) lub wysokotemperaturowym źródłem. Montowane są na doprowadzeniu do rozdzielacza, kierując strumień wody zasilającej, np. częściowo na podłogówkę, a część wody wraca z powrotem do źródła ciepła.

Sterowanie stopniem zmieszania realizuje najczęściej układ z termostatem i kapilarą umieszczonymi na rozdzielaczu, a ręczny przełącznik pozwala na ustawienia pożądanej temperatury zasilania. W rozbudowanych układach sterowania regulację tego zaworu zapewnia siłownik elektryczny podłączony do centralki regulacyjnej.

Bezpośrednie sterowanie przepływem realizowane jest również w zaworze mieszającym RTL, wykorzystywanym do współpracy małej instalacji ogrzewania podłogowego z grzejnikami, np. w łazience. Ogranicza on temperaturę wody zasilającej pętlę grzewczą do nastawionej wartości, np. 50°C.

Sterowanie temperaturą w pomieszczeniach z ogrzewaniem podłogowym może ograniczać się do ręcznego ustawienia temperatury wody zasilającej i ewentualnie regulacji wydajności pompy obiegowej, jak też składać się z rozbudowanego systemu automatycznej regulacji, z czujnikami temperatury pomieszczenia, regulatorem pogodowym czy sterownikiem kotła.

W nowej instalacji - zwłaszcza z rozbudowanym systemem sterowania - trzeba wykonać tzw. regulację wstępną dostosowującą parametry pracy do założeń projektowych obejmującą m in. dostosowanie przepływów w poszczególnych pętlach grzewczych, ustawienie temperatury zadziałania zaworów termostatycznych, zaprogramowanie układów elektronicznych. Wymaga to fachowej wiedzy i z reguły przeprowadza te prace doświadczony instalator. Trzeba też pamiętać, że ogrzewanie podłogowe charakteryzuje się dużą bezwładnością cieplną i nawet przy pewnej zdolności do samoregulacji, nie zawsze nadąża za szybkimi zmianami temperatury panującej w pomieszczeniu, co może skutkować krótkotrwałym przegrzaniem lub niedogrzaniem.

Zabezpieczenie przed poparzeniem

W zasobnikowych instalacjach ciepłej wody użytkowej zasilanych, np. z kotła węglowego, temperatura „naładowania” często przekracza dopuszczalny poziom 55°C, co w razie nieuważnego korzystania - zwłaszcza przez dzieci - może doprowadzić do poparzeń. Konieczne jest więc ograniczenie temperatury ciepłej wody wypływającej z armatury. Uzyskuje się to dzięki domieszaniu zimnej wody do strumienia zasilania.

Umożliwia to zamontowanie termostatycznego zaworu mieszającego na wyjściu ciepłej wody z zasobnika i podłączenie do zimnej wody doprowadzonej dodatkową rurą. Jego przepustowość powinna być dostosowana do intensywności równoczesnego poboru ciepłej wody, aby nie dławił przepływu.

Zawór termostatyczny
Montaż zaworu termostatycznego chroni użytkowników przed poparzeniem, fot. John Guest Polska.

Pożądaną temperaturę można nastawiać najczęściej w zakresie 30-55°C , a w przypadku zaniku dopływu zimnej wody, zostaje również zablokowany wypływ gorącej.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Martyna Nowak-Ciupa

fot. otwierająca: ESBE, Afriso

Przeczytaj
Może cię zainteresować
Dowiedz się więcej
+ Pokaż więcej

Dodaj komentarz

time image
time image
Zobacz inne artykuły
Jak dobrać grzejnik do instalacji?
Jak dobrać grzejnik do instalacji?
Zadaj pytanie ekspertowi Masz wątpliwości lub dodatkowe pytania? Napisz do nas!
expert image
Akceptowane formaty plików: 'jpg', 'jpeg', 'gif', 'bmp', 'png'. Dodawanie wielu plików - wciśnij CTRL.
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Dodano plik do wysłania
Poradnik
Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!