- Jak chronić kocioł na paliwo stałe?
- Jak działa zawór czterodrożny?
- Kiedy zainstalować termostatyczny zawór trójdrożny?
- Czym są zawory mieszające w ogrzewaniu podłogowym?
- Jakie zastosować zabezpieczenia przed poparzeniem?
Zawory mieszające znajdują zastosowanie przede wszystkim w instalacjach z kotłami na paliwo stałe oraz ogrzewaniem podłogowym. Ich głównym celem jest zapewnienie optymalnej temperatury pracy kotła i obiegu grzewczego. W instalacjach c.w.u. z wysokotemperaturowym zasobnikiem zawór mieszający umożliwia automatyczne domieszanie zimnej wody, chroniąc użytkowników przed oparzeniami.
Ochrona kotła na paliwo stałe
Instalacje grzewcze z kotłami węglowymi, drewnopochodnymi lub pelletowymi wymagają utrzymania wysokiej temperatury zasilania i powrotu wody, a jednocześnie dostarczania do grzejników lub ogrzewania podłogowego wody o niższej temperaturze z możliwością jej regulacji.
Nowoczesne kotły na paliwa stałe działają prawidłowo, gdy temperatura wody powrotnej z instalacji jest odpowiednio wysoka. Większość producentów zaleca, aby nie spadała ona poniżej 55°C, co oznacza konieczność utrzymania temperatury zasilania na poziomie co najmniej 65-70°C. Tak wysoka temperatura jest potrzebna jedynie w okresie silnych mrozów, a przez większość sezonu grzewczego może być znacznie niższa.
Praca kotła w zbyt niskiej temperaturze prowadzi do osadzania się grubej warstwy sadzy na wymienniku ciepła, co obniża jego sprawność i ogranicza przekazywanie ciepła do instalacji. Zwiększa się również ryzyko korozji wymiennika, na którego powierzchni wykrapla się para wodna, co negatywnie wpływa na trwałość kotła. Konieczność regularnego czyszczenia wymiennika z nagromadzonych osadów jest uciążliwym i czasochłonnym zabiegiem.
Problem ten można skutecznie rozwiązać poprzez montaż w instalacji zaworu mieszającego czterodrożnego lub trójdrożnego.
Jak działa zawór czterodrożny?
W podstawowej wersji zawór czterodrożny, zamontowany na zasilaniu kotła, sterowany jest ręcznie. Użytkownik reguluje intensywność przepływu czynnika grzewczego w obiegu kotłowym i grzejnikowym za pomocą obrotowej przysłony w zaworze. W skrajnych położeniach przysłona całkowicie zamyka przepływ w jednym obiegu i otwiera w drugim. W praktyce stosuje się również stany pośrednie, regulując proporcje mieszania przepływów w obu obiegach. Wadą tego rozwiązania jest konieczność ciągłej ręcznej regulacji zaworu w celu utrzymania pożądanej temperatury wody powrotnej do kotła.
Zautomatyzowanie regulacji wymaga wyposażenia zaworu czterodrożnego w siłownik elektryczny sterowany układem regulacji temperaturowej. Siłownik automatycznie reguluje położenie przysłony, dostosowując stopień zmieszania przepływów. W przypadku kotła z rozbudowaną automatyką sterowania, układ regulacji temperatury powrotu może być zintegrowany z układem kotłowym. Pozwala to na optymalizację pracy instalacji grzewczej i procesu spalania w aktualnych warunkach poprzez automatyczne dostosowanie przepływu czynnika grzewczego.
Alternatywne rozwiązanie - termostatyczny zawór trójdrożny
W prostych instalacjach grzewczych z kotłem na paliwo stałe doskonale sprawdza się montaż trójdrożnego zaworu mieszającego, pełniącego funkcję stabilizatora temperatury wody powrotnej do kotła. Zawór działa automatycznie, umożliwiając ustawienie pożądanej temperatury w zakresie 40-60°C. Montuje się go na rurze powrotnej z połączeniem do rury zasilającej instalację.
Działanie zaworu polega na samoczynnym dozowaniu chłodniejszej wody powracającej z instalacji do tzw. krótkiego obiegu kotłowego. Dopóki woda powrotna nie osiągnie nastawionej temperatury, przepływ z obiegu grzejnego pozostaje zamknięty, a cyrkulacja odbywa się tylko w krótkim obiegu. W miarę nagrzewania się czujnika termostatycznego w zaworze otwiera się również przepływ w obiegu grzejnikowym, a specjalna przysłona dostosowuje stopień zmieszania wody w zależności od aktualnych parametrów temperaturowych w obiegu grzejnym.
Zawory mieszające w ogrzewaniu podłogowym
Instalacja ogrzewania podłogowego zazwyczaj wymaga utworzenia niezależnego obiegu wyposażonego w dedykowany układ regulacji i sterowania.
Najczęściej stosowanym rozwiązaniem są odpowiednio skonfigurowane zestawy przyłączeniowe, które obejmują co najmniej:
- Rozdzielacz: Służy do podłączenia poszczególnych pętli rur grzewczych. Liczba sekcji rozdzielacza musi odpowiadać liczbie utworzonych pętli. Składa się on z dwóch belek przyłączeniowych: zasilającej i powrotnej. Na belkach montowane są również elementy regulacyjne i kontrolne.
- Pompa cyrkulacyjna: Woda w ogrzewaniu podłogowym musi krążyć niezależnie od obiegu kotłowego, dlatego konieczne jest zamontowanie dodatkowej pompy. Jej wydajność dobiera się w zależności od łącznej długości rur grzewczych. Ze względu na ciągłą pracę zaleca się stosowanie pompy ze sterowaniem elektronicznym.
- Zawór mieszający: Reguluje temperaturę wody wchodzącej do rur grzewczych poprzez odpowiednie domieszanie wody gorącej z kotła.
- Zawory regulacyjne: Umożliwiają zmianę intensywności przepływu niezależnie dla każdej sekcji, zapewniając regulację mocy grzewczej zgodnie z zapotrzebowaniem. W rozbudowanych wersjach mogą być sterowane elektrycznie z centrali współpracującej z czujnikami temperatury podłogi lub pomieszczeń.
Trójdrożne zawory mieszające znajdują szerokie zastosowanie w obiegach ogrzewania podłogowego, szczególnie w instalacjach pracujących w układzie mieszanym (z grzejnikami) lub z wysokotemperaturowym źródłem ciepła. Montuje się je na doprowadzeniu do rozdzielacza, gdzie regulują one strumień wody zasilającej. Część wody kierowana jest na podłogówkę, a pozostała część wraca do źródła ciepła.
Stopień zmieszania wody najczęściej reguluje układ z termostatem i kapilarą umieszczonymi na rozdzielaczu. Ręczny przełącznik pozwala na ustawienie pożądanej temperatury zasilania. W bardziej rozbudowanych układach sterowania regulację zaworu zapewnia siłownik elektryczny podłączony do centralki regulacyjnej.
W mniejszych instalacjach ogrzewania podłogowego, np. w łazienkach, stosowane są zawory mieszające RTL. Współpracują one z grzejnikami i ograniczają temperaturę wody zasilającej pętlę grzewczą do nastawionej wartości, np. 50°C.
Sterowanie temperaturą w pomieszczeniach z ogrzewaniem podłogowym może obejmować różne rozwiązania. Najprostsze polega na ręcznym ustawieniu temperatury wody zasilającej i ewentualnej regulacji wydajności pompy obiegowej. W bardziej rozbudowanych systemach stosuje się automatyczną regulację z czujnikami temperatury pomieszczenia, regulatorem pogodowym i sterownikiem kotła.
W przypadku nowej instalacji, zwłaszcza z rozbudowanym systemem sterowania, konieczne jest przeprowadzenie tzw. regulacji wstępnej. Polega ona na dostosowaniu parametrów pracy do założeń projektowych, m.in. poprzez regulację przepływów w pętlach grzewczych, ustawienie temperatury zadziałania zaworów termostatycznych i zaprogramowanie układów elektronicznych. Wymaga to fachowej wiedzy i z reguły przeprowadza ją doświadczony instalator.
Należy pamiętać, że ogrzewanie podłogowe charakteryzuje się dużą bezwładnością cieplną. Oznacza to, że reaguje ono wolniej na zmiany temperatury w pomieszczeniu niż inne systemy grzewcze. Nawet przy pewnej zdolności do samoregulacji, ogrzewanie podłogowe może nie zawsze nadążać za szybkimi zmianami temperatury, co może skutkować krótkotrwałym przegrzaniem lub niedogrzaniem pomieszczenia.
Zabezpieczenie przed poparzeniem
W zasobnikowych instalacjach ciepłej wody użytkowej zasilanych np. z kotła węglowego temperatura "naładowania" często przekracza dopuszczalny poziom 55°C. Taka wysoka temperatura może grozić poparzeniem, zwłaszcza dla dzieci podczas nieuważnego korzystania z ciepłej wody. Dlatego konieczne jest ograniczenie temperatury wody wypływającej z armatury poprzez domieszanie do niej zimnej wody.
Możliwe jest to dzięki zamontowaniu termostatycznego zaworu mieszającego na wyjściu ciepłej wody z zasobnika. Zawór ten miesza ciepłą wodę z zasobnika z zimną wodą doprowadzaną dodatkową rurą. Przepustowość zaworu powinna być dostosowana do intensywności poboru ciepłej wody, aby nie ograniczać jej przepływu.
Użytkownik może ustawić pożądaną temperaturę ciepłej wody w zakresie 30-55°C. W przypadku zaniku dopływu zimnej wody zawór automatycznie blokuje również wypływ gorącej wody, chroniąc przed oparzeniami.
Autor: Redakcja BudujemyDom
Opracowanie: Martyna Nowak-Ciupa
fot. otwierająca: ESBE, Afriso
Dodaj komentarz