Osprzęt hydrauliczny w instalacji c.o. i c.w.u

Prawidłowe funkcjonowanie instalacji grzewczej oraz ciepłej wody wymaga zamontowania szeregu urządzeń dostosowanych od rodzaju źródła zasilania, rozległości instalacji, sposobu przekazywania energii cieplnej do pomieszczeń, jak i pożądanego komfortu utrzymywania nastawionej temperatury. Dobór rodzaju tych urządzeń oraz ich parametrów użytkowych trzeba poprzedzić dokładną analizą sposobu działania całej instalacji. 

Osprzęt hydrauliczny w instalacji c.o. i c.w.u

Jakie funkcje spełnia osprzęt instalacyjny?

Wyposażenie instalacji grzewczej i przygotowania ciepłej wody użytkowej w osprzęt hydrauliczny umożliwia ich prawidłowe działanie, sterowanie i regulacje parametrami zależnie od aktualnych potrzeb oraz zapewnia bezpieczne warunki użytkowania. Dobór niezbędnego wyposażenia uzależniony jest od:

  • stopnia rozbudowania systemu ogrzewania i c.w.u.
  • rodzaju źródła energii - kotła czy pompy ciepła
  • sposobu przekazywania ciepła poprzez grzejniki lub ogrzewanie podłogowe.

Podstawowy układ zapewniający funkcjonowanie instalacji grzewczej musi zawierać element zapewniający przepływ czynnika grzewczego, a taką rolę pełni z reguły pompa obiegowa. Wymusza ona obieg cieczy grzewczej pomiędzy kotłem i grzejnikami oddającymi ciepło do pomieszczeń, wytwarzając również dostateczne ciśnienie niezbędne do pokonania oporów przepływu w rurach i na innych elementach instalacji. Co prawda w odpowiednio skonfigurowanej instalacji obieg grzewczy może pracować samoczynnie, dzięki różnicy gęstości wody ciepłej i chłodnej (w tzw. systemie grawitacyjnym), ale obecnie rozwiązanie takie nie jest już stosowane ze względu na problemy z regulacją i ograniczeniami w rozprowadzeniu energii cieplnej

Pompa obiegowa do c.o. fot. DIAMOND

Ze względów serwisowych i funkcjonalnych w instalacji muszą być instalowane zawory odłączające część instalacji w celu np. naprawy lub wymiany urządzeń, co z reguły wymaga zamontowania ich na obu rurach – zasilającej i powrotnej. Niekiedy w obiegach zakładane są zawory zwrotne, które  samoczynnie  zamykają przepływ w niepożądanym kierunku. Istotnym elementem niektórych instalacji są też wymienniki ciepła oraz zbiorniki buforowe, które umożliwiają precyzyjną regulację ogrzewania oraz wygodną obsługę i efektywne jego działanie.

Kolejna grupa osprzętu hydraulicznego to urządzenia sterująco-regulacyjne przystosowane do obsługi ręcznej bądź automatycznej. Należą do niej m. in. zawory termostatyczne, mieszające, których działanie może być regulowane na drodze mechanicznej lub elektrycznej. W instalacji c.o. jak i c.w.u. montowany jest również osprzęt zapewniający bezpieczeństwo użytkowania. Chroni o przed niebezpiecznym wzrostem temperatury jak i ciśnienia w przypadku awarii urządzeń regulacyjnych.

Zestaw mieszający TempCo fix eco fot. Purmo Group Poland

Dobór osprzętu w instalacji centralnego ogrzewania

Konfiguracja osprzętu hydraulicznego dobierana jest zawsze do konkretnej instalacji zależnie od  stopnia jej rozbudowy, a część  potrzebnego wyposażenia może już wchodzić w skład instalowanych kotłów czy grzejników. Jako przykładowe, podstawowe zestawienie osprzętu przedstawimy instalację z kotłem na paliwo stałe zasilającą mieszany system ogrzewania (grzejniki i ogrzewanie podłogowe) oraz zasobnik ciepłej wody.

W instalacjach domowych montowane są pompy o stosunkowo niewielkiej wydajności oraz wysokości podnoszenia – parametry te nie  przekraczają dla przepływu ok. 5 m3/ godzinę i maksymalnego ciśnienia słupa wody do ok. 6 m. Ponieważ w instalacji występują  oporu przepływu – liniowe (na orurowaniu)  jak i miejscowe np. na zaworach, wymagane jest  dostosowanie efektywności pracy pompy do konkretnych warunków w celu utrzymania założonych parametrów pracy całej instalacji. W pewnym zakresie umożliwiają to klasyczne pompy obiegowe wyposażone  w dwu- lub trzy -stopniowe przełączniki wydajności.  Jednak w obiegach z automatycznymi regulatorami temperatury znacznie lepszym rozwiązaniem będzie zamontowanie pompy obiegowej z elektroniczną regulacją.

Pompa pompa cyrkulacyjna do c.w.u. fot. Omnigena

Dzięki sterowaniu obrotami wirnika poprzez procesor i falownik, pompa samoczynnie utrzymuje zadane ciśnienie lub wydajność przetłaczania niezależnie od zmian oporów przepływu w instalacji. Elektroniczne sterowanie pracą pompy zapewnia niezwykle szerokie możliwości regulacji, pozwalające na optymalne dostosowanie ich do współpracy z bardzo rozbudowanymi instalacjami. Zależnie od przeznaczenia (instalacja c.o. czy też do wody pitnej) korpus pompy wykonuje się z żeliwa albo stali nierdzewnej bądź mosiądzu. 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.

Kotłowy i rozdzielaczowy zawór mieszający

Instalacje grzewcze wyposażone w wysokotemperaturowe źródło ciepła - kocioł na węgiel, drewno, pelet – wymagają utrzymania odpowiednio wysokiej temperatury na zasilaniu i powrocie, co przy zmiennym zapotrzebowaniu na ciepło stwarza problemy z jej  dostosowaniem. W pewnym stopniu problem ten rozwiązuje zamontowanie w obiegu kotłowym zaworu mieszającego  cztero- lub trój- drogowego. Regulowana przysłona kieruje strumieniami wody dopływającej i powracającej, które zostają zmieszane w proporcji zależnej od jej ustawienia.

Zawory czterodrogowe instalowane są najczęściej na tzw. bypassie kotła i kierują część strumienia wody zasilającej w krótki obieg, z pominięciem grzejników czy wymiennika, dzięki temu na powrocie utrzymywana jest odpowiednio wysoka temperatura. W najprostszej wersji położenie przepustnicy regulowane jest ręcznie zależnie od warunków pracy instalacji. Wyposażenie takiego zaworu w siłownik elektryczny współpracujący z  elektronicznym układem sterowania pracą kotła zapewnia automatyczne dostosowanie obiegu grzewczego i procesu spalania do aktualnych potrzeb dostarczania energii cieplnej.

Termostatyczny zawór mieszający VTA372 fot. ESBE

Z kolei głównym obszarem zastosowania trójdrożnych zaworów mieszających są obiegi ogrzewania podłogowego pracujące w układzie mieszanym (z grzejnikami) lub wysokotemperaturowym źródłem. 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. 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. Współpraca innych rodzajów czujników z urządzeniami wykonawczymi realizującymi termostatyczne sterowanie zaworami odbywa się najczęściej za pośrednictwem aparatury elektronicznej i siłowników elektrycznych.

Podtynkowy zawór mieszający Multibox RTL fot. IMI Hydronic Engineering

Zabezpieczenia przed wzrostem ciśnienia i oparzeniem z c.w.u.  

Otwarte naczynie wzbiorcze jest standardowym wyposażeniem instalacji grzewczej zasilanej z urządzeń pracujących na paliwie stałym. Spełnia ono jednocześnie dwie funkcje – zbiornika na rozszerzającą się wodę jak i zaworu bezpieczeństwa. Ze względu na zasadę funkcjonowanie takie naczynie musi być instalowane przynajmniej 0,5 m powyżej najwyższego punktu instalacji i połączone bezpośrednio z kotłem. Jego pojemność czynną dobiera się w zależności od objętości całkowitej obiegu grzewczego. Powinna ona wynosić około  4% tej objętości, co odpowiada różnicy poziomów wody między wyprowadzeniami do rury cyrkulacyjnej i  przelewowej, a utrzymywanie odpowiedniego poziomu wody w zbiorniku zapewnia zawór pływakowy.

Ciśnieniowe naczynia wzbiorcze nazywane również przeponowymi przeznaczone są do zabezpieczenia instalacji zamkniętych w systemie ogrzewania jak i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Zawsze muszą współpracować z zaworem bezpieczeństwa nastawionym na dopuszczalne ciśnienie w obiegu instalacji tworząc tzw. grupę bezpieczeństwa. Jako typowe warunki pracy przyjmuje się temperaturę max. zasilania na poziomie 90°C , ciśnienie wstępne w naczyniu 0,5 – 1,0  bar,  a ciśnienie robocze instalacji 0,3 MPa (3 bary).

Naczynie wzbiorcze przeponowe fot. Ferro

Orientacyjnie wielkości naczyń odpowiadają najczęściej 8 – 10 % objętości wody w obiegu, a w instalacji c.w.u. ok. 5 % pojemności zasobnika. W razie potrzeby np. skutkującej otwarciem zaworu bezpieczeństwa, można w instalacji dostawić dodatkowe naczynie.

W wysokotemperaturowych zasobnikach c.w.u. jako ochroną przed potencjalnym oparzeniem instalowane są zawory mieszające umieszczane na wyjściu ciepłej wody ze zbiornika, a domieszanie zimnej wody umożliwia dodatkowa rura. Jego przepustowość powinna być dostosowana do intensywności sumarycznego poboru ciepłej wody, aby nie dławić jej przepływu. Pożądaną temperaturę można nastawiać najczęściej w zakresie 30 – 55 st C,  a w przypadku zaniku dopływu zimnej wody zablokowany zostaje również wypływ gorącej wody.

 

Cezary Jankowski

Fot. Ferro/IMI Hydronic Engineering/ESBE/Omnigena/Purmo/DIAMOND

Komentarze

FILMY OSTATNIO DODANE
Copyright © AVT 2020 Sklep AVT