W budynkach z wieloma pionami instalacyjnymi, takich jak budynki wielorodzinne czy hale produkcyjne, równoważenie hydrauliczne statyczne wraz z regulatorem różnicy ciśnień instalacji grzewczych jest standardowym rozwiązaniem stosowanym w projektach branżowych, a co za tym idzie również w instalacji. Dzięki zastosowaniu równoważenia możliwe jest odpowiednie wyregulowanie poszczególnych pionów, co zapobiega sytuacjom, kiedy część pomieszczeń w budynku może być przegrzewana, a inna część niedogrzana. Ponieważ rzadko inwestorzy decydują się na wykonanie kompletnego projektu instalacji w budynkach jednorodzinnych, trudno jest znaleźć domy, w których wykonano instalację z równoważeniem dynamicznym.
Wraz ze wzrostem jednak popytu na pompy ciepła instalatorzy zaczęli zmagać się z problemem zagwarantowania odpowiedniego przepływu czynnika grzewczego w instalacjach. Gdy wartość przepływu jest nieodpowiednia, pompa ciepła może pracować nieprawidłowo, powodując wzrost kosztów energii elektrycznej, a niekiedy nawet może ulec zablokowaniu.
Przyjrzyjmy się zatem bliżej pracy instalacji i możliwym modyfikacjom (instalacje modernizowane i instalacje
w budynkach nowych).
1 Zawór powrotny kątowy i prosty [1,2] 
4 Zawory termostatyczne grzejnikowe
z dynamicznym równoważeniem przepływu prosty i kątowy [1, 2]
5 Przekrój zaworu termostatycznego
z dynamicznym równoważeniem przepływu [1]
2 Ustawienie maksymalnego przepływu w zależności od liczby obrotów otwarcia zaworu [1] 
6 Nastawa przepływu za pomocą kluczyka [1]
Pobierz Rys. 9 Diagram z nastawą rozdzielacza z dynamicznym równoważeniem przepływu [1]
W instalacjach modernizowanych najczęściej znajdziemy ogrzewanie grzejnikowe i czasami, w niewielkiej części, podłogowe. Instalacja w większości przypadków ma tylko równoważenie statyczne w postaci regulowanych zaworów powrotnych podgrzejnikowych (rys. 1), gdzie liczbą obrotów otwarcia zaworu reguluje się maksymalny przepływ (rys. 2) oraz regulowanych zaworów zamontowanych w belce rozdzielacza podłogowego (rys. 3).
Niestety zdarzają się sytuacje, w których nie ma możliwości żadnej regulacji ze względu na np. zastosowanie rozdzielacza grzejnikowego (bez możliwości regulacji przepływu) do ogrzewania podłogowego.
Czy zatem instalator może usprawnić pracę systemu grzewczego i czy to w ogóle się opłaca?
W przypadku ogrzewania grzejnikowego do dyspozycji instalatora są zawory termostatyczne z dynamicznym równoważeniem przepływu (rys. 4).
Wyposażone są one we wkładkę membranową (rys. 5 p. 6), która eliminuje tzw. nadprzepływy i utrzymuje stały przepływ podczas pracy instalacji.
Nadprzepływ w instalacji można zobrazować w ten sposób, że jeśli dla danego grzejnika przepływ powinien wynosić 120 l/h (podczas pracy całej instalacji), to w przypadku, kiedy w instalacji część grzejników jest wyłączona, ze względu na osiągnięcie temperatury w pomieszczeniu, wówczas pojawi się przepływ np. 200 l/h (tzw. nadprzepływ). Oczywiście grzejnik będzie spełniał swoją funkcję, jednak pojawią się wówczas szumy w instalacji, niekiedy tak głośne, że uniemożliwia to spokojną pracę w pomieszczeniu „z działającym” grzejnikiem. Dodatkowo następuje zwiększenie histerezy temperatury w pomieszczeniu i miejscowe przegrzewy wartości ustawionych, co skutkuje zwiększonymi stratami ciepła przez przegrody budowlane. W tym wypadku standardowy regulacyjny zawór powrotny grzejnikowy nic nie pomoże. Rozwiązaniem staje się zastosowanie zaworów termostatycznych grzejnikowych z dynamicznym równoważeniem przepływu. Ogólnie mówiąc, raz ustawiona wartość przepływu dla konkretnego grzejnika np. 120 l/h nie zmienia się.
Nawet jeśli pracowałby tylko jeden grzejnik (gdy reszta byłaby pozamykana), to przepływ nie ulegnie zmianie – eliminujemy w ten sposób powstanie nadprzepływów i związanych z tym zwiększeniem kosztów oraz możliwość powstania uciążliwych szumów w instalacji.
Regulacji zaworów z dynamicznym równoważeniem przepływu dokonuje się za pomocą specjalnego klucza, którym wybieramy odpowiednią nastawę od 1 do 6 (rys. 6).
Dla zobrazowania sposobu pracy zaworu z dynamicznym równoważeniem przyjmijmy, że grzejnik ma mieć dla warunków obliczeniowych 800 W (przy ∆T=15K). Wówczas wg wzoru:
obliczamy przepływ, który dla naszego przykładu wynosi 46 l/h. Należy zatem, jak wynika z diagramu, za pomocą kluczyka ustawić wartość 2 (50 l/h). Nadmienię tutaj, że ciśnienie różnicowe w typowej instalacji jest w przedziale pomiędzy 30 a 60 kPa.
Dla ogrzewania podłogowego również istnieje rozwiązanie, które zoptymalizuje pracę całej instalacji. Mowa tu o zastosowaniu rozdzielaczy z dynamicznym równoważeniem przepływu (rys. 8).
Raz ustawiony przepływ na odpowiednim poziomie, który zależy od długości pętli ogrzewania podłogowego, nie będzie ulegał zmianie (rys. 9). Dzięki temu nie pojawią się nadprzepływy, a instalacja będzie pracowała z góry założonym przepływem.
Każdy projekt ogrzewania podłogowego zawiera tabelę z określonymi przepływami (rys. 10), dzięki czemu możemy ustawić przepływ na dokładnie wyliczonej wartości.
W nowych budynkach parametr przepływu jest bardzo istotny w szczególności w instalacjach bazujących na pompach ciepła. Znając całkowitą sumę przepływów w instalacji (np. dla 23 pętli ogrzewania podłogowego sumaryczny przepływ ma wartość 1800 l/h), w łatwy sposób możemy dobrać pompę ciepła o odpowiedniej mocy, biorąc pod uwagę nie tylko straty ciepła przez przegrody budowlane, ale również wymagany przepływ. W ten sposób unikamy przewymiarowania pompy ciepła, a co za tym idzie, zmniejszamy koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.
Podsumowując, jednym z ważniejszych parametrów nowych i modernizowanych instalacji jest przepływ czynnika. W związku z tym konieczne jest jego precyzyjne ustawienie w ten sposób, aby przyszły użytkownik mógł w racjonalny sposób wykorzystać energię elektryczną, jednocześnie nie przegrzewając pomieszczeń.
Grafika:
- Materiały techniczne firmy Giacomini
- Materiały techniczne firmy Danfoss