Termostatyczne zawory grzejnikowe

Nowoczesne termostatyczne zawory grzejnikowe gwarantują przede wszystkim komfort cieplny w pomieszczeniach uwzględniając warunki wewnętrzne oraz bieżące potrzeby użytkowników budynku. Niektóre systemy działają w oparciu o bezprzewodowe technologie przesyłu danych.


Termostatyczne zawory grzejnikowe (z głowicą termostatyczną) regulują temperaturę w pomieszczeniu, co jest efektem zmiany przepływu czynnika roboczego przez grzejnik. Budowa typowego urządzenia bazuje na pokrętle nastawy, czujniku cieczowym, trzpieniu bezpiecznika oraz złączce i dławiku zaworu. Na budowę zaworu składa się również sprężyna powrotna, grzybek, korpus, a także złączka zaciskowa.

Termostatyczne zawory grzejnikowee. Fot. DANFOSS
Fot. DANFOSS

Zasada działania zaworu z głowicą termostatyczną jest prosta. Wraz ze wzrostem temperatury w pomieszczeniu czujnik cieczowy za pomocą bezpiecznika oddziałuje poprzez trzpień na grzybek zaworu. Tym samym zmniejsza się przepływ czynnika roboczego w grzejniku, przez co obniżana jest temperatura w pomieszczeniu. Jeżeli temperatura cieczy będzie mniejsza od określonej wartości to przepływ czynnika grzewczego zwiększy się a temperatura wzrośnie. Regulację temperatury ułatwia skala na pokrętle regulacyjnym. Poszczególne numery nastaw określają orientacyjną wartość zadanej temperatury.

Fot. 1. Programator pokojowy głowic termostatycznych. Termostatyczne zawory grzejnikowe. Fot. ESBE
Fot. 1. Programator pokojowy głowic termostatycznych. Fot. ESBE

Termostatyczne zawory grzejnikowe – wersje

Oferowane na rynku głowice termostatyczne występują w przynajmniej kilku wersjach wykonania, a najprostsze urządzenia bazują na wbudowanym czujniku. Siłownik, regulator i czujnik tworzą całość konstru0kcyjną, którą w praktyce nazywa się termostatami. Są również oferowane głowice termostatyczne z czujnikiem zdalnym. W takim przypadku większa część cieczy czułej na temperaturę znajduje się nie w głowicy termostatycznej lecz w czujniku zdalnym. To właśnie z tego miejsca ciecz przez rurkę kapilarną działa na głowicę termostatyczną. Kolejną grupę stanowią głowice termostatyczne sterowane poprzez siłownik i urządzenie nadrzędne, takie jak np. termostat pokojowy.

Producenci oferują również głowice termostatyczne z konstrukcjami wzmocnionymi. Urządzenia tego typu znajdują zastosowanie w miejscach, gdzie trzeba zapewnić ochronę przed niepowołaną zmianą nastaw. Stąd też montaż i demontaż urządzenia odbywa się tylko za pomocą specjalnego uchwytu dociągającego i klucza. Nastawa wartości w zakresie pomiędzy 8 a 26°C jest przeprowadzana przy użyciu przyrządu odblokowującego. Wskaźnik nastaw w stanie zablokowanym jest ukryty. Nabyć można również zawory z powierzchnią chromowaną.

Fot. 2. Typowa głowica termostatyczna. Termostatyczne zawory grzejnikowe. Fot. FERRO
Fot. 2. Typowa głowica termostatyczna. Fot. FERRO

Siłowniki i termostaty pokojowe

Zawór termostatyczny może być zdalnie sterowany poprzez odpowiedni siłownik. Zarządzanie pracą poszczególnych zaworów ma charakter centralny lub rozproszony przy czym bardzo często wykorzystuje się termostaty pokojowe. Standardowo wartość zadana jest regulowana w przedziale mieszczącym się pomiędzy 5°C a 30°C. W niektórych urządzeniach przewidziano możliwość łatwego obniżania temperatury za pomocą tzw. przycisku obecności.
W zależności od modelu wybrać można urządzenie pracujące na napięciu 230 V lub 24 V. Jest również możliwe podłączenie zewnętrznego zegara. Za pomocą przełączników trybów pracy wybiera się pomiędzy ogrzewaniem, obniżaniem temperatury a chłodzeniem. Termostaty pokojowe są przystosowane do montażu na ścianie lub w puszkach rozdzielczych. W urządzeniach tego typu dokładną regulację uzyskano dzięki termicznemu sprzężeniu zwrotnemu.

Termostat pokojowy mierzy temperaturę powietrza w pomieszczeniu i porównuje z nastawioną wartością zadaną. Uzyskane w ten sposób odchyłki są przetwarzane na sygnał elektryczny i wysyłane do siłownika. Siłowniki poprzez specjalne adaptery sterują pracą zaworów termostatycznych. Wybierając siłownik należy pamiętać o doborze odpowiedniego sygnału sterującego. Najczęściej jest to pętla napięciowa 0-10 V lub 2-10 V a niektóre wersje w połączeniu z rezystorem zewnętrznym mogą współpracować ze sterownikiem bazującym na sygnale pętli prądowej 0-20 mA lub 4-20 mA.
Nowoczesne siłowniki cechuje cicha praca i niewielki pobór prądu. Obudowa siłownika jest najczęściej wykonana z tworzywa. Zawiera ona napęd, przekładnię, układ detekcji skoku oraz zintegrowany system sterowania mikroprocesorem. Określone położenie zaworu jest utrzymywane dzięki przekładni samohamownej.

Fot. 3. Głowica termostatyczna z wyświetlaczem. Termostatyczne zawory grzejnikowe. Fot. DANFOSS
Fot. 3. Głowica termostatyczna z wyświetlaczem. Fot. DANFOSS

Sterowanie bezprzewodowe

Na rynku dostępne są również termostatyczne zawory grzejnikowe, które za pomocą radiowego przesyłu danych komunikują się ze sterownikiem. Zapewnia to nie tylko komfort cieplny w pomieszczeniach ale również zdalną obsługę. Niejednokrotnie na głowicy umieszcza się wyświetlacz. W niektórych modelach uwzględniono silnik krokowy, sterowany układem elektronicznym. Wygenerowanie sygnału sterującego silnikiem jest poprzedzone pomiarem temperatury oraz uwzględnieniem parametrów programu sterującego. W termostatach elektronicznych na uwagę zasługuje przede wszystkim miniaturyzacja poszczególnych urządzeń systemu. Termostat przeprowadza dwupunktowy pomiar temperatury uwzględniając model regulacji PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący). Warto podkreślić, że w tradycyjnych zaworach regulacja bazuje natomiast na proporcjonalnym modelu regulacji. Cechuje się on jednak stosunkowo dużym odchyleniem temperatury utrzymywanej od wartości nastawy. Wadą takiego rozwiązania są więc straty energii.

Na uwagę zasługują także gotowe programy użytkowe. Najczęściej są one dostosowane do typowego, dobowego cyklu życia domowników. Programy można modyfikować a więc dostosowywać do indywidualnych wymagań użytkowników. Na przykład chcąc utrzymać w pomieszczeniu stałą temperaturę korzysta się z trybu komfortowego. Z kolei dla obniżenia temperatury podczas nocy wybierany jest tryb nocny. W niektórych modelach zaworów przewidziano również program ekonomiczny obniżający temperaturę w ciągu dnia.

Fot. 4. Typowa głowica termostatyczna. Termostatyczne zawory grzejnikowe. Fot. FERRO
Fot. 4. Typowa głowica termostatyczna. Fot. FERRO

Zawory z nastawą wstępną

Niejednokrotnie montuje się zawory z nastawą wstępną, które wyrównują różnicę w przepływach przy dłuższych odgałęzieniach od głównego przewodu zasilającego. Jak wiadomo w takim przypadku opór hydrostatyczny w porównaniu z odcinkami krótszymi jest większy. To właśnie tę różnicę wyrównuje się zaworami z nastawą wstępną. W efekcie zmniejsza się zapotrzebowanie na energię elektryczną niezbędną do zasilania pompy obiegowej a instalacja grzewcza potrzebuje mniej ciepła. Nie mniej ważny jest przy tym komfort użytkowania instalacji grzewczej, który wynika z dokładnej regulacji wydajności systemu grzewczego.
Konstrukcja nowoczesnych zaworów z nastawą wstępną ułatwia montaż urządzenia. Odpowiednią nastawę wprowadza się bowiem bez konieczności używania specjalistycznych narzędzi. Stąd też zdejmując tylko głowicę lub kołpak ochronny można zmienić wartość nastawy. Wystarczy do tego jedynie klucz oczkowy lub widełkowy. W niektórych konstrukcjach przewiduje się zmianę nastawy zaworu poprzez pierścień. Potrzebny jest wtedy klucz imbusowy.

Typowy zawór z nastawą wstępną przewiduje od 5 do 8 nastaw. Minimalny przepływ medium przez grzejnik zyskuje się ustawiając zawór na najniższej wartości. Przepływ wody będzie wtedy tłumiony. Ustawiając zawór na najwyższej wartości przepływ osiągnie maksymalną wydajność. Zmniejszając przepływ wody w jednym z grzejników zwiększy się przepływ w pozostałych odbiornikach instalacji grzewczej.

Fot. 5. Zawór odcinający. Termostatyczne zawory grzejnikowe. Fot. FERRO
Fot. 5. Zawór odcinający. Fot. FERRO

Termostatyczne zawory grzejnikowe – jak wybrać odpowiedni zawór?

Dobierając zawór termostatyczny należy kierować się zasadą aby pod względem wydajności, nie był on zbyt duży ani zbyt mały. Stosując zawór z nadmiernym zapasem przepływu to zamiast regulacji proporcjonalnej nastąpi działanie na zasadzie włącz/wyłącz.
W przypadku zaworu o zbyt małym przepływie dojdzie do dławienia czynnika grzewczego i zbyt dużego spadku ciśnienia na zaworze termostatycznym. Dojdzie więc do strat energii elektrycznej pompy obiegowej oraz do wystąpienia szumów. Zbyt mały zawór termostatyczny ograniczy również moc grzewczą grzejnika. Bardzo często niedopasowanie zaworów termostatycznych jest kompensowane kryzą, czyli doborem odpowiedniej nastawy wstępnej.

Instalując głowicę termostatyczną na zaworze należy zadbać o prawidłową jej pozycję montażową. Powietrze powinno bowiem swobodnie przepływać przez zawór. Głowica nie może być zasłonięta, gdyż przepływ powietrza będzie ograniczony. Jeżeli warunki zabudowy nie są w stanie zapewnić swobodnego przepływu powietrza to można zastosować głowicę z czujnikiem wyniesionym. Połączenie pomiędzy czujnikiem a zaworem grzejnikowym bazuje wtedy na kapilarze. Ważne jest aby przy montażu nie uszkodzić, nie przebić czy też nie załamać kapilary.

Fot. 6. Regulator pokojowy. Termostatyczne zawory grzejnikowe. Fot. ESBE
Fot. 6. Regulator pokojowy. Fot. ESBE

Regulowanie temperatury

W przypadku dłuższej nieobecności podczas sezonu grzewczego głowica powinna być ustawiona w pozycji przeciwzamarzaniowej, co odpowiada temperaturze nie mniejszej niż 5°C. Poza sezonem grzewczym najlepszym rozwiązaniem jest ustawienie głowicy na maksymalne otwarcie.

Producenci oferują również wersje głowic z zabezpieczeniem przeciwkradzieżowym. Ochrona jest zapewniona poprzez obudowę mocowaną za pomocą śrub ze specjalną główką. Są one obsługiwane przez jeden rodzaj klucza. Istnieje możliwość ograniczania nastawy temperatury. W niektórych zaworach przewidziano w tym celu specjalne pierścienie. Chcąc ograniczyć temperaturę należy przekręcić głowicę w pozycję całkowicie otwartą oraz odblokować pierścień, odsuwając go za pomocą śrubokrętu. W następnej kolejności należy przekręcić głowicę w nową pozycję maksymalnego otwarcia a następnie obrócić pierścień. Po tej czynności pierścień powinien być ponownie zablokowany.

Termostatyczne zawory grzejnikowe. Fot. DANFOSS
Fot. DANFOSS

Niemal każdy nowy grzejnik jest wyposażony w zawór termostatyczny. Termostatyczne zawory grzejnikowe umożliwiają niezależne regulowanie temperatury w każdym pomieszczeniu. Zakres regulacji typowego zaworu termostatycznego mieści się pomiędzy 7 a 28°C.

Damian Żabicki

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here