Osprzęt instalacyjny w systemach grzewczych

Sprawne i efektywne działanie domowej instalacji centralnego ogrzewania wymaga zamontowania wielu urządzeń łączących i regulujących, montowanych w różnych miejscach obiegu grzewczego. Asortyment niezbędnych elementów dobierany jest w zależności od rodzaju źródła zasilania, rozległości instalacji, sposobu przekazywania energii cieplnej do pomieszczeń i pożądanego komfortu temperaturowego wnętrza.

Osprzęt instalacyjny w systemach grzewczych

Pompy obiegowe niezbędne do utrzymania krążenia cieczy grzewczej

Każda ciśnieniowa instalacja grzewcza musi być wyposażona w pompę obiegową, która wymusza przepływ czynnika grzewczego (najczęściej wody) od źródła wytwarzania energii cieplnej do urządzeń przekazujących energię cieplną, do np. grzejników czy instalacji ogrzewania powierzchniowego.

Pompy mogą stanowić fabryczne wyposażenie kotła lub montowane są oddzielnie na powrocie czynnika grzewczego oraz w innych miejscach przy zasilaniu wydzielonej części instalacji.

Pompa obiegowa Wilo-Stratos PICO - to istny asystent zapewniający optymalne ustawienie pompy na podstawie powierzchni ogrzewania podłogowego lub liczby grzejników. fot. Wilo Polska
Pompa obiegowa Wilo-Stratos PICO - to asystent zapewniający optymalne ustawienie pompy na podstawie powierzchni ogrzewania podłogowego lub liczby grzejników. fot. Wilo Polska

W instalacjach domowych montowane są pompy o stosunkowo niewielkiej mocy (do 100 W) i wydajności oraz wysokości podnoszenia - parametry te nie przekraczają dla przepływu ok. 5 m3/h i maksymalnego ciśnienia słupa wody do ok. 6 m. Ich wydajność decyduje - łącznie z temperaturą czynnika - o ilości ciepła przekazywanego energii do instalacji grzewczej.

W obiegu grzejnym występują też opory przepływu - liniowe (na orurowaniu) i miejscowe, np. na zaworach oraz ograniczenie ciśnienia zasilania na skutek różnych wysokości odbiorników względem kotła umieszczonych w narożnych kondygnacjach.

Wymaga to dostosowania efektywności pracy pompy do konkretnych warunków w celu utrzymania założonych parametrów całej instalacji.

Dotychczas stosowanym sposobem na regulację funkcjonowania instalacji było montowanie pomp obiegowych umożliwiających przełączenie na 2-4 tryby wydajności, co umożliwia dostosowanie pracy pompy w stabilnych obiegach grzewczych. Rozwiązanie to nie zapewnia jednak optymalnej 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. Niepotrzebnie tracona jest energia i może też stać się źródłem hałasu.

Elektroniczna pompa obiegowa GPA II 130 25-4. fot. FERRO
Elektroniczna pompa obiegowa GPA II 130 25-4. fot. FERRO

Rozwiązaniem tego problemu będzie dostosowanie pracy pompy do zmiennych warunków przepływów poprzez zamontowanie pompy obiegowej z elektroniczną regulacją. Dzięki płynnemu sterowaniu obrotami wirnika poprzez czip i falownik zasilania silnika, pompa samoczynnie utrzymuje zadane ciśnienie przetłaczania niezależnie od zmian przepływów w instalacji.

Te 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 na zasilaniu z kotłów węglowych i na podłogówce

Instalacje grzewcze wyposażone w wysokotemperaturowe źródło ciepła - kocioł na węgiel, drewno czy pellet - wymagają utrzymania odpowiednio wysokiej temperatury na zasilaniu i powrocie, co zapewnia efektywne spalanie paliwa i ochronę kotła przed osiadaniem sadzy czy korozją.

Grupy pompowe BTA i BRA zabezpieczają powrót do kotła przed zbyt niską temperaturą z instalacji grzewczej. fot. AFRISO
Grupy pompowe BTA i BRA zabezpieczają powrót do kotła przed zbyt niską temperaturą z instalacji grzewczej. fot. AFRISO

Jednak obecnie potrzebne temperatury na zasilaniu grzejników są znacznie mniejsze, dlatego doprowadzana do nich woda powinna mieć możliwość schładzania w szerokim zakresie. Umożliwiają to zawory mieszające cztero- lub trójdrogowe, instalowane bezpośrednio za kotłem i w innych miejscach instalacji. Efekt schłodzenia następuje w wyniku zmieszaniu strumienia wody dopływającej i powracającej dzięki przysłonie o regulowanym położeniu.

Zawory mieszające czterodrogowe instalowane są najczęściej na tzw. bypasie kotła wysokotemperaturowego, kierując część strumienia wody zasilającej w tzw. krótki obieg z pominięciem grzejników.

W najprostszej wersji położenie przepustnicy regulowane jest ręcznie, zależnie od warunków pogodowych, ale 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.

Alternatywnym rozwiązaniem może być zamontowanie na powrocie termostatycznego zaworu trójdrożnego, który samoczynnie utrzymuje wymaganą minimalną temperaturę powrotu z instalacji i pozwala na tzw. gorący rozruch kotła.

Oczywiście kotły współpracujące z automatycznymi zaworami mieszającymi muszą być wyposażone w układy regulacyjne chroniące, np. przed niekontrolowanym przegrzaniem.

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

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

Termostatyczne zawory regulacyjne do różnych zastosowań

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 będzie w nich czujnik bimetaliczny, półprzewodnikowy, cieczowy lub gazowy.

Zawór termostatyczny Eclipse z automatyczną regulacją przepływu AFC (Automatic Flow Control). fot. IMI Hydronic Ingineering
Zawór termostatyczny Eclipse z automatyczną regulacją przepływu AFC (Automatic Flow Control). fot. IMI Hydronic Ingineering

Do bezpośredniego sterowania wykorzystywane są głównie elementy cieczowe lub gazowe, w których wykorzystywane jest zjawisko rozszerzalności cieplnej 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.

Współpraca innych rodzajów czujników z urządzeniami wykonawczymi, realizującymi termostatyczne sterowanie zaworami, odbywa się najczęściej za pośrednictwem aparatury elektronicznej i siłowników elektrycznych, co pozwala na precyzyjne i płynne dostosowanie przepływu do potrzeb cieplnych instalacji grzejnej.

Wielofunkcyjne zestawy podłączeniowe do ogrzewania podłogowego

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 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 elementy regulacyjno-kontrolne,

Układ mieszający do instalacji ogrzewania podłogowego z samoregulującą się pompą elektroniczną UME i rozdzielaczem - w szafce rozdzielaczowej. fot. Techniprot
Układ mieszający do instalacji ogrzewania podłogowego z samoregulującą się pompą elektroniczną UME i rozdzielaczem - w szafce rozdzielaczowej. fot. Techniprot

- 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,

Termostatyczne zawory mieszające VTA do ogrzewania podłogowego. fot. ESBE
Termostatyczne zawory mieszające VTA do ogrzewania podłogowego. fot. ESBE

- 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,

Jeden ze sposobów na ustawienie odpowiedniego przepływu na pętlach rozdzielacza - rotametry. fot. AFRISO
Jeden ze sposobów na ustawienie odpowiedniego przepływu na pętlach rozdzielacza - rotametry. fot. AFRISO

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

- odpowietrznik automatyczny - usuwa powietrze z rozdzielacza,

- 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.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Aleksander Rembisz

Zdjęcia: ESBE, IMI Hydronic Engineering, Ferro, Wilo, Afriso, Techniprot

Komentarze

FILMY OSTATNIO DODANE
Copyright © AVT 2020 Sklep AVT