Głowice i zawory termostatyczne

Przychodzi redakcja do producenta... z pytaniem

Gazowe czy cieczowe – najpopularniejsze głowice na rynku? 
DANFOSS: Do popularnych głowic dostępnych na rynku polskim możemy zaliczyć takie, które mają czujnik składający się z mieszaniny skraplających się gazów. Dzięki temu, że pojemność cieplna gazów jest niższa od cieczy i ciał stałych, charakteryzują się one wyjątkowo dużą zdolnością szybkiego reagowania na zmianę temperatury otoczenia. Przekłada się to także na zwiększoną, bardziej precyzyjną regulację, z uwagi na to, że gaz w większym stopniu niż ciecz zwiększa lub zmniejsza swoją objętość. W przypadku zmiany temperatury w danym pomieszczeniu nawet tylko o jeden stopień, powoduje większy ruch trzpienia, co umożliwia głowicy termostatycznej zamknięcie przepływu, nawet przy małej różnicy temperatury.
HERZ: Najpopularniejszym rodzajem głowic termostatycznych na rynku polskim i europejskim są głowice z czujnikiem cieczowym, ze względu na ich prostotę i cenę.
HONEYWELL: Najpopularniejsze są głowice cieczowe.

Jakie nowe/przełomowe rozwiązania w budowie zaworów i głowic proponują producenci?
DANFOSS: Głowica elektroniczna to kolejny krok w stronę zwiększenia oszczędności energii. Pomimo większego kosztu zakupu w porównaniu do tradycyjnej głowicy okazuje się, że za jej pomocą można zmniejszyć wydatki na centralne ogrzewanie nawet do 20%. Jest to możliwe dzięki optymalizacji procesu ogrzewania poprzez ustawianie parametrów temperatury w systemie dobowym, a także tygodniowym. Za jej pomocą, użytkownik instalacji może wybrać najbardziej odpowiedni program temperaturowy, który będzie najbliżej oddawał jego rozkład dnia. Mają one dodatkowe, automatyczne funkcje, które nie są dostępne dla standardowych rozwiązań, a mianowicie np. funkcję „otwartego okna”.
HONEYWELL: Zawory termostatyczne z regulacją równoważącą.

Czy zawsze zawór termostatyczny montujemy na zasilaniu? 
HERZ: Głowice termostatyczne przeważnie są montowane na zasilaniu, przede wszystkim ze względu na ich lepsze usytuowanie w kontekście odbioru temperatury pomieszczenia. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, aby były montowane na powrocie i w niektórych przypadkach tak są montowane w praktyce.
HONEYWELL: W zasadzie, z uwagi na fakt, że jest to regulacja ilościowa (regulacja dławieniowa) od parametru temperatury otoczenia kontrolowana przez głowicę termostatyczną.

Wkładka zaworowa a zawór – praktyczne ta sama funkcja, inny tylko sposób zabudowy?
HONEYWELL: Miejsce montażu zdeterminowane typem grzejnika: „C” – zasilanie boczne, „V” zasilanie dolne.
OVENTROP: Na rynku występują zarówno wkładki zaworowe do grzejników zintegrowanych, jak i zawory termostatyczne o takich samych charakterystykach. Termostatyczny zawór grzejnikowy to nic innego jak wkładka zamontowana w korpus zaworowy. W zakresie zaworów grzejnikowych Oventrop mamy wybór między kilkoma charakterystykami – zawory z nastawą płynną – AV9 lub stopniową, zawory o obniżonym kvs – zawory F, zawory o podwyższonym kvs-ie na większe przepływy – zawory A czy zawory automatyczne AQ. Wśród wkładek termostatycznych znaleźć można mające identyczne charakterystyki jak poszczególne zawory. Dodatkowo istnieje dużo więcej wykonań wkładek: różne wkładki do grzejników różnych producentów – różnią się one długością oraz konstrukcją gniazda.

Co rozumiemy pod hasłem nastawa wstępna? Prosty sposób na obliczenie/dobór nastawy wstępnej…
HONEYWELL: Zmienna kryza wykorzystywana w regu- lacji hydraulicznej systemu ogrzewania grzejnikowego. Z wykresu przepływu po przyjęciu wartości straty ciśnienia 10 kPa.
OVENTROP: Nastawa wstępna jest to ograniczenie przepływu zgodnie z wymaganym zapotrzebowaniem na ciepło w danym pomieszczeniu, można powiedzieć że nastawa to tzw. kryzowanie. W zależności od wielkości mocy jaką musimy dostarczyć przy pomocy danego odbiornika-grzejnika możemy wybierać między zaworami z różnym zakresem regulacji – w przypadku zaworów AV9 Oventrop – do dyspozycji mamy nastawy z zakresu 1 do 9 (możliwe nastawy główne oraz połówkowe – naniesione na skali). Nastawa 2 odpowiada zazwyczaj małemu grzejnikowi o mocy rzędu 350-450 W, większe grzejniki około 800-1200 W odpowiadają nastawie ok 3-4, grzejniki duże w granicach 1800-2000 W będą wymagały nastawy większej, tj. rzędu 5-8.

Zawory do dużych przepływów (dużej przepustowości) – co to oznacza, kiedy i gdzie je stosujemy? 
HERZ: Zawory termostatyczne o powiększonym przepływie stosujemy w instalacjach jednorurowych, grawitacyjnych oraz jako zawory strefowe czyli tam, gdzie „zwykłe” zawory termostatyczne mają zbyt małą przepustowość.
HONEYWELL: Do podłogówki dla dużych pętli (np. Honeywell V2050H).

Nastawy zaworów termostatycznych…
OVENTROP: Zawory termostatyczne dostarczane są w pozycji w pełni otwarty. W takiej pozycji powinny zostać zamontowane, również płukanie instalacji oraz próby ciśnieniowe powinny zostać wykonane z takim ustawieniem. Na podstawie projektu, odpowiednich obliczeń hydraulicznych należy po uruchomieniu instalacji wykonać nastawy wstępne na poszczególnych zaworach/wkładkach grzejnikowych. Mamy możliwość wykonania nastawy stopniowej – w przypadku zaworu AV9 Oventrop do wyboru jest 17 pozycji zaznaczonych na podziałce. W przypadku zaworów z nastawami płynnymi jakim jest np. zawór F do dyspozycji wykonawcy jest dużo więcej pozycji pośrednich (7 obrotów i w zakresie każdego obrotu 9 pozycji pośrednich).

Nieprawidłowy dobór zaworu i jego skutki, czyli np. kiedy powstaje hałas itp.? 
HONEYWELL: Efektem złego przyjęcia nastawy wstępnej lub doboru zaworu z wkładką z ograniczonym przepływem są szumy przepływu lub „stuki’” w instalacji. W małych instalacjach można sobie poradzić, stosując zawór upustowo-różnicowy (np. Honeywell DU145, DU146 itp.), który jest montowany na by-passie pomiędzy zasilaniem a powrotem instalacji.
OVENTROP: Dobierając armaturę grzejnikową, trzeba zwrócić uwagę na maksymalny dopuszczalny spadek ciśnienia. Większość zaworów grzejnikowych ma tu precyzyjnie określone maksymalne ciśnienie różnicowe. Należy zadbać o to, aby ciśnienie dyspozycyjne przed danym zaworem nie było zbyt wysokie – aby nie przekraczało podanego maksymalnego ciśnienia różnicowego. Przekroczenie tego parametru powodować będzie nieprawidłową pracę zestawu: zawór grzej- nikowy+ głowica termostatyczna. Niepra- widłowe działanie mo- że objawiać się występowaniem szumów oraz niedomykaniem głowic termostatycznych, a tym samym nadprzepływami.

Jak działa głowica termostatyczna?
DANFOSS: Pierwszy zawór termostatyczny został skonstruowany w 1943 r. przez Madsa Clausena, założyciela firmy Danfoss. Od początku jego zasada działania była taka sama. Głównym elementem głowicy jest tzw. mieszek sprężysty, który może być wypełniony woskiem, cieczą lub gazem. Każde z tych mediów, pod wpływem temperatury, ulega rozprężaniu lub sprężaniu. Zjawiska te są przenoszone na trzpień zaworu termostatycznego, który reguluje położenie grzybka w zaworze. Tak więc, wysoka temperatura panująca w pomieszczeniu, powoduje rozszerzanie się medium znajdującego się w mieszku, i tym samym trzpień dociska grzybek – przepływ wody do grzejnika zostanie ograniczony. W przypadku spadku temperatury otoczenia poniżej temperatury nastawionej, medium się skurczy, trzpień uniesie grzybek do góry i przepływ wody do grzejnika się zwiększy. Zadaniem głowicy termostatycznej jest utrzymywanie stałej wartości temperatury w pomieszczeniu na zadanym poziomie. Ma to na celu poprawę komfortu użytkowników, jak również racjonalne gospodarowanie energią.

W jakim położeniu powinna znajdować się głowica termostatyczna w okresie, gdy nie działa instalacja c.o. np.latem? 
HERZ: W okresie międzygrzewczym producenci głowic termostatycznych zalecają ustawienie ich w pozycji całkowitego otwarcia (tzw. nastawa letnia). Wiąże się to z brakiem ruchu trzpienia zaworu termostatycznego, co przy niesprzyjających warunkach eksploatacyjnych instalacji (osady związane z zanieczyszczeniem oraz wapniem w wodzie instalacyjnej) może skutkować zablokowaniem trzpienia zaworu.

Głowice dedykowane do budownictwa wielorodzinnego – główne cechy i parametry 
OVENTROP: Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 z późniejszymi zmianami, §134, pkt. 6 głowice termostatyczne w budynkach wielorodzinnych nie powinny pozwolić użytkownikowi na uzyskanie temperatury w pomieszczeniu niższej niż 16°C. W głowicach termostatycznych z takim ograniczeniem brak jest możliwości ustawienia pozycji mniejszej niż „2” (odpowiadającej właśnie tej granicznej temperaturze 16°C). Najbardziej skuteczne są blokady wykonane fabrycznie, czyli przez producenta – przykładem mogą być głowice UNI LH i UNI LD dostarczane przez firmę Oventrop. Takie blokady fabrycznie wykonane możliwe są również w przypadku tańszych głowic termostatycznych inwestycyjnych, jak np. Vindo TH.

Działanie głowic termostatycznych w momencie wietrzenia pomieszczenia/gwałtownego spadku temperatury – ciekawe rozwiązania producentów.
DANFOSS: W przypadku tradycyjnej głowicy otwarcie okna powoduje jednocześnie otwarcie zaworu termostatycznego, bo przecież głowica omywana jest zimnym powietrzem. Prowadzi to do strat energii. Aby temu zapobiec, powinno się każdorazowo na czas wietrzenia zakręcać głowicę termostatyczną i odkręcać ją po skończonym wietrzeniu.Natomiast poprzez zastosowanie głowicy elektronicznej wykorzystujemy funkcję „otwartego okna”. Termostat zamyka przepływ wody w grzejniku, bez potrzeby podchodzenia do niego, w przypadku gdy korpus głowicy zostanie „omyty” przez dużą ilość zimnego powietrza.
HERZ: Podczas wietrzenia pomieszczenia z regulacją termostatyczną, „zwykła” głowica termostatyczna odczuwa dużą różnicę temperatury i powoduje przeważnie całkowite otwarcie zaworu. Oczywiście zależne to jest od długości wietrzenia i różnicy temperatury wewnętrznej i zewnętrznej. Użytkownicy głowic termostatycznych zachowują się różnie. Jedni zamykają głowicę ze względu na oszczędności ogrzewania, inni wybierają wariant szybkiego nagrzania się świeżego powietrza. Producenci termostatyki często dodają funkcję „wietrzenia” w głowicach elektronicznych, dzięki której pod wpływem dużej różnicy temperatur, następuje samoczynne zamykanie zaworu termostatycznego przez taką głowicę.
OVENTROP: Głowica termostatyczna jest automatycznie działającym regulatorem temperatury: zamyka i otwiera przepływ ze względu na zmierzoną temperaturę powietrza. W przypadku otwarcia okna i zmierzenia niskiej temperatury głowica rozpocznie otwieranie przepływu. W takich przypadkach, aby zminimalizować straty ciepła, zalecane jest wietrzenie przy w pełni otwartych wszystkich skrzydłach okiennych. Wietrzenie powinno trwać około 3-5 min. Krótkie i szerokie otwarcie okien umożliwia skuteczną wymianę powietrza. Ze względu na relatywnie długi cykl otwarcia/zamknięcia głowic termostatycznych, w czasie wietrzenia trwającego do 5 minut ograniczone zostaną do minimum straty ciepła. Jeśli chodzi o inne rozwiązania na potrzeby ograniczenia strat ciepła związane z wietrzeniem pomieszczeń, w przypadku zastosowania głowic elektrycznych (np. napędów elektrotermicznych) można doposażyć system w styki okienne. Otwarcie czy nawet uchylenie okna spowoduje wysłanie sygnału do systemu sterowania o otwarciu okna i tym samym zamknięcie przepływu czynnika na grzejnik.

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 4/2017 6/2016 2/2016