2022-06-16 17:17:15 
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.
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.
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.
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.
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,
- 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,
- 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: Redakcja BudownicwaB2B
Opracowanie: Aleksander Rembisz
Zdjęcia: ESBE, IMI Hydronic Engineering, Ferro, Wilo, Afriso, Techniprot
Komentarze