16 Styczeń 2020

Termostatyczne zawory grzejnikowe, jakie wybrać?

W dniu dzisiejszym chciałbym pokrótce przedstawić, w jaki sposób zmieniał się w ciągu ostatnich lat podstawowy elementy wyposażenia instalacji centralnego ogrzewania, jakim jest zawór termostatyczny oraz jaki będzie najbardziej odpowiedni dla danej instalacji.

Na początku przypomnijmy kilka zalet wynikających z zastosowania zaworów termostatycznych w instalacjach centralnego ogrzewania:

utrzymanie w każdym pomieszczeniu ustawionej temperatury, co jest korzystne z ekonomicznego punktu widzenia oraz zapewnia komfort użytkownikowi;
wykorzystanie energii cieplnej uzyskanej przez promieniowanie słoneczne i wewnętrzne zyski ciepła;
obniżenie kosztów związanych z pracą pomp dzięki doprowadzeniu tylko wymaganego natężenia przepływu;
obniżenie temperatury powrotu, co ma wpływ na sprawność działania kotłów kondensacyjnych.

Z całej gamy zaworów termostatycznych możemy wyróżnić 3 podstawowe typy:

termostatyczne zawory bez nastawy wstępnej
termostatyczne zawory z nastawą wstępną
dynamiczne zawory termostatyczne

Poniżej przedstawiono w sposób graficzny ewolucję zaworów termostatycznych.

Termostatyczne zawory bez nastawy wstępnej są elementami pozwalającymi na kontrolę temperatury w pomieszczeniu. Natomiast elementy tego typu nie pozwalają na równoważenie natężenia przepływu czynnika doprowadzanego do grzejnika, jak również regulację ciśnienia różnicowego.

Spadek ciśnienia generowany przez zawór może zostać określony na podstawie współczynnika Kv lub wyznaczony na podstawie poniższego wykresu.

Elementy tego typu są najprostszym rozwiązaniem zapewniającym komfort termiczny w pomieszczeniach. Ze względu na brak możliwości równoważenia przepływu ich zastosowanie ogranicza się do małych instalacji. Przy zastosowaniu tego rozwiązania należy zwrócić uwagę aby ΔP zaworu nie przekraczało jego wartości bezszumnej pracy.

Termostatyczne zawory z nastawą wstępną zapewniają możliwość kontroli temperatury oraz zrównoważenia natężenia przepływu natomiast nie pozwalają na regulację ciśnienia różnicowego.

W istocie zawór składa się z dwóch elementów tj. prostego zaworu termostatycznego oraz zaworu równoważącego.

Swobodny przekrój przepływu tych zaworów może być zmieniany za pomocą elementu nastawczego, co powoduje zmianę współczynnika Kv zaworu. Możliwe jest ustawienie natężenia przepływu czynnika doprowadzanego do grzejnika w zależności od ΔP.

Zawory tego typu mogą być stosowane w różnej wielkości instalacjach. W przypadku systemów średnich i dużych wymagane jest dodatkowo zastosowanie regulatorów różnicy ciśnienia, które zamontowane w instalacji zapobiegają przekroczeniu wartości ΔP bezszumnej pracy zaworu oraz zapewniają stabilną pracę. Poprawne zrównoważenie instalacji wymaga projektu zawierającego obliczenia hydrauliczne.

Dynamiczne zawory termostatyczne zapewniają możliwość kontroli temperatury oraz zrównoważenia natężenia przepływu jednocześnie regulując ciśnienia różnicowe.

W istocie zawór składa się z regulatora ΔP, zaworu równoważącego oraz zaworu termostatycznego. Schemat ideowy zaworu pokazano poniżej.

Regulator ΔP utrzymuje stałą różnicę ciśnienia z jakim działa zarówno zawór równoważący jak i zawór termostatyczny. Takie rozwiązanie pozwala na precyzyjne ustawienie natężenia przepływu czynnika doprowadzanego do grzejnika niezależnie od ciśnienia w instalacji (z zachowaniem zakresu ciśnienia wymaganego do poprawnej pracy).

Zawory tego typu mogą być stosowane w różnej wielkości instalacjach. Niezależnie od wielkości instalacji do prawidłowego zrównoważenia instalacji nie są wymagane dodatkowe elementy. Wykonanie prawidłowych nastaw przepływów nie wymaga projektu zawierającego obliczenia hydrauliczne, jedynie zapewnienia ciśnienia dyspozycyjnego odpowiadającego zakresowi pracy zaworu.

Każdy z wyżej wymienionych zaworów termostatycznych współpracując z odpowiednią głowicą termostatyczną pozwoli na znaczne obniżenie kosztów związanych z pracą instalacji grzewczej oraz zapewni komfort termiczny w pomieszczeniach. Z pewnym przybliżeniem możemy przyjąć następujące zastosowanie poszczególnych typów zaworów:

małe instalacje (np. domy jednorodzinne)