Jaki osprzęt odpowiada za prawidłową pracę instalacji centralnego ogrzewania?

Pompy obiegowe

Każda ciśnieniowa instalacja grzewcza musi być wyposażona w pompę obiegową, która wymusza przepływ czynnika grzewczego (wody) od źródła wytwarzania energii cieplnej do urządzeń grzewczych - np. grzejników i innych odbiorników ciepła. Pompy te mogą być zintegrowane z kotłem - stanowią z reguły wbudowane wyposażenie małych kotłów gazowych lub wstawione w instalację - najczęściej na części powrotnej obiegu.

W instalacjach domowych montowane są pompy o stosunkowo niewielkiej mocy (do 100W) jak i wydajności oraz wysokości podnoszenia - parametry te nie przekraczają dla przepływu ok. 5 m³/h i maksymalnego ciśnienia słupa wody do ok. 6 m. Ilość przekazywanej energii cieplnej przez urządzenia grzewcze jest pochodną temperatury wody zasilającej i intensywności jej przepływu.

W instalacji występują też oporu przepływu - liniowe (na orurowaniu) jak i miejscowe np. na zaworach oraz zmniejszenie ciśnienia zasilania na skutek różnych wysokości odbiorników względem kotła (np. parter i piętro). Wymaga to dostosowania efektywności pracy pompy do konkretnych warunków w celu utrzymania założonych parametrów całej instalacji.

Jednak obliczeniowe wartości mogą odbiegać od rzeczywistych warunków pracy, zatem najczęściej instalowane pompy obiegowe umożliwiają przełączenie ich w 2-4 tryby wydajności, co umożliwia wygodne dostosowanie pracy pompy do konkretnych wymagań.

Pompa obiegowa z kilkustopniową regulacją manualną, Ferro (Weberman)

Rozwiązanie to nie zapewnia jednak stabilnej pracy systemu grzewczego, jeśli w obiegu wody grzejnej umieszczone są zawory termostatyczne lub inne automatyczne regulatory.

W skrajnych warunkach, przy samoczynnym zamknięciu wszystkich zaworów w pozostałej części obiegu wzrasta ciśnienie, które niekorzystnie wpływa na trwałość pompy - może też stać się źródłem hałasu. Pewnym zabezpieczeniem jest utworzenie tzw. bypassu umożliwianego niewielki przepływ wody.

Znacznie lepszym rozwiązaniem problemu dostosowania pracy pompy do zmiennych warunków przepływów jest zamontowanie pompy obiegowej z elektroniczną regulacją.

Elektroniczna pompa obiegowa Wilo-Stratos PICO

Dzięki sterowaniu obrotami wirnika poprzez chip i falownik zasilania silnika, pompa samoczynnie utrzymuje zadane ciśnienie przetłaczania niezależnie od zmian przepływów w instalacji. Ten rodzaj pomp pozwala też na znaczne oszczędności zużywanej energii elektrycznej - zwłaszcza w obiegach o ciągłym przepływie (np. w podłogówce), gdyż przy pracy z mniejszym obciążeniem znacząco ograniczony będzie pobór prądu.

Zawory mieszające

Instalacje grzewcze wyposażone w wysokotemperaturowe źródło ciepła - kocioł na węgiel, drewno czy pelet - wymagają z jednej strony utrzymania odpowiednio wysokiej temperatury na zasilaniu i powrocie, a z drugiej doprowadzenia do grzejników czy podłogówki wody o stosunkowo niskiej temperaturze i zapewnienia możliwości regulowania jej w szerokim zakresie. Jednym z elementów spełniających te wymagania są zawory mieszające - cztero- lub trójdrogowe. Umieszczona w nich przysłona kieruje strumieniami wody dopływającej i powracającej, które zostają zmieszane w proporcji zależnej od jej ustawienia.

Zawory czterodrogowe instalowane są najczęściej na tzw. bypasie kotła wysokotemperaturowego kierując część strumienia wody zasilającej w tzw. krótki obieg z pominięciem grzejników. Dzięki temu na powrocie utrzymywana jest odpowiednio wysoka temperatura wody, konieczna dla ochrony m.in. komory spalania kotła przed korozją i odkładaniem się osady z produktów spalania.

W najprostszej wersji położenie przepustnicy regulowane jest ręcznie zależnie od warunków pracy instalacji. Wyposażenie takiego zaworu w siłownik elektryczny podłączony do elektronicznego układu sterowania pracą kotła zapewnia automatyczne dostosowanie obiegu grzewczego i procesu spalania do aktualnych potrzeb dostarczania energii cieplnej.

Z kolei głównym obszarem zastosowania trójdrożnych zaworów mieszających są obiegi ogrzewania podłogowego pracujące w układzie mieszanym (z grzejnikami) lub wysokotemperaturowym źródłem. Montowane są na doprowadzeniu do rozdzielacza (niekiedy jako zintegrowana część zestawu przyłączeniowego) kierując strumień wody zasilającej np. częściowo na podłogówkę a część łączą z powrotem do źródła ciepła.

Sterowanie stopniem zmieszania realizuje najczęściej układ z termostatem i kapilarą umieszczonym 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.

Termostatyczne zawory regulacyjne

Bezpośrednią regulację przepływu wody grzewczej przy doprowadzeniu jej do grzejnika lub części instalacji umożliwiają zawory termostatyczne, które mogą być sterowane bezpośrednio bądź w systemie zdalnym. Elementem reagującym na zmiany temperatury może być czujnik bimetaliczny, półprzewodnikowy, cieczowy lub gazowy.

Do bezpośredniego sterowania wykorzystywane są głównie elementy cieczowe lub gazowe, w których wykorzystywane jest zjawisko rozszerzalności cieplne czynnika, przenoszone na ruch np. kurczącego się czy rozprężającego mieszka. Czujniki te mogą być montowane bezpośrednio na zaworze np. przygrzejnikowym lub umieszczone w pewnej od niego odległości i połączone z nim kapilarą.

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

Ogranicznik temperatury powrotu RTL, IMI Heimeier

Współpraca innych rodzajów czujników z urządzeniami wykonawczymi realizującymi termostatyczne sterowanie zaworami odbywa się najczęściej za pośrednictwem aparatury elektronicznej i siłowników elektrycznych.

Zestawy podłączeniowe do ogrzewania podłogowego

Instalacja ogrzewania podłogowego wymaga z reguły utworzenia niezależnego obiegu wyposażonego w oddzielny układ regulacji i sterowania.

Rozdzielacz Dynacon Eclipse, IMI Heimeier

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 opowiadać 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 w 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.
• rotametry - są to mierniki przepływu czynnika grzewczego umożliwiające pomiar w poszczególnych pętlach i sprawdzenie jego prawidłowości w porównaniu z założeniami projektowymi

Podtynkowa szafka rozdzielaczowa SWP, Techniprot

• szafka rozdzielaczowa - pozwala na estetyczne ukrycie rozdzielacza i aparatury sterującej pracą ogrzewania podłogowego. Wbudowywana jest w ścianę lub montowana na wierzchu i zamykana estetycznymi drzwiczkami

Odpowietrznik automatyczny z zaworem stopowym 1/2”, Ferro

• odpowietrznik automatyczny - usuwa powietrze z rozdzielacza.

autor: Redakcja BudownicwaB2B
oprac.: Aleksander Rembisz
zdjęcie otwierające: IMI Hydronic Engineering
zdjęcia w tekście: IMI Hydronic Engineering, Ferro (Weberman), Wilo, ESBE, Techniprot