Zawory strefowe

Zawory strefowe są istotnym elementem wodnych instalacji centralnego ogrzewania oraz systemów klimatyzacyjnych. Zadaniem zaworów strefowych jest przełączanie (zawory 3-drogowe) lub odcinanie (zawory 2-drogowe).

zawory strefowe - Zawory strefoweFOT. 1. Typowy zawór strefowy bazuje na zaworze oraz siłowniku elektrycznym. Korpus zazwyczaj wykonuje się z mosiądzu a elementy wewnętrzne z kompozytu. Fot.: ESBE

Zawory w sensie ogólnym stanowią urządzenia przeznaczone do zamykania otworów, wylotów czy też regulowania przepływu cieczy lub gazów przez przewody. W praktyce zastosowanie znajdują dwa rodzaje zaworów – kulowe i tłokowe. W konstrukcji zaworów kulowych uwzględniana jest obracająca się kula z przelotem. Obracanie kurkiem powoduje otwarcie lub zamknięcie zaworu przez zmianę ustawienia osi przelotu względem korpusu. W zaworze tłokowym kręcenie kurkiem powoduje wsuwanie i wysuwanie tłoka, który zamyka przepływ.

Typowy zawór strefowy bazuje na zaworze oraz siłowniku elektrycznym. Korpus zazwyczaj wykonuje się z mosiądzu a elementy wewnętrzne z kompozytu. Uszczelnienia najczęściej produkowane są z EPDM. Nowoczesne zawory strefowe cechuje przede wszystkim konstrukcja odporna na wstrząsy mechaniczne i uszkodzenia. Przewiduje się przyłącza o gwincie wewnętrznym ½”, ¾” oraz 1”. W zależności od zastosowanego modelu zaworu maksymalne ciśnienie robocze wynosi 1.5, 1.8 lub 2 bar. Czas otwarcia/przełączania wynosi z kolei 10 sekund przy czasie zamknięcia (realizowanym przez sprężynę powrotną) wynoszącym 5 sekund. Stopień ochrony obudowy to IP 44, a temperatura medium roboczego nie powinna przekraczać 95°C. Dzięki sinusoidalnemu skokowi napędu zapewniona jest cicha praca i zmniejsza się efekt uderzenia hydraulicznego. Konstrukcja tłoka zaworu gwarantuje uszczelnienie, którego pewność jest niezależna od ciśnienia różnicowego powstałego na zaworze. Należy zwrócić uwagę na łatwy odczyt aktualnej pozycji, bowiem na siłowniku umieszczony jest wskaźnik określający aktualne położenie elementu wewnętrznego zaworu. Tym sposobem można stwierdzić – w przypadku zaworów 3-drogowych – w którym kierunku płynie medium lub jeżeli zastosowano zawór 2-drogowy – czy jest on otwarty lub zamknięty.

zawory strefowe 1 - Zawory strefoweRYS. 1. Zawory w sensie ogólnym stanowią urządzenia przeznaczone do zamykania otworów, wylotów czy też regulowania przepływu cieczy lub gazów przez przewody.

Dzięki zastosowaniu we wnętrzu zaworu materiałów wytrzymujących wysokie ciśnienia różnicowe zostało zmniejszone ryzyko zablokowania zaworu po długim okresie przestoju w jednej pozycji.
Kolory przewodów są oznaczone, co ułatwia podłączenie elektryczne. W niektórych modelach przewód elektryczny ma długość 1 metra. Na obudowie siłownika znajduje się schemat podłączenia elektrycznego.

Zasada działania

Zawór 3-drogowy pełni rolę urządzenia przełączającego z jednym wejściem oraz dwoma wyjściami. Zawór jest normalnie otwarty, a więc jeżeli nie ma napięcia sterującego następuje przepływ pomiędzy wejściem a jednym z wyjść. W przypadku wysterowania zaworu dochodzi do zamknięcia otwartego wyjścia przy jednoczesnym otwarciu drugiego wyjścia. Wraz ze zdjęciem napięcia zawór wraca do pozycji początkowej za pomocą wbudowanej sprężyny powrotnej. Identycznie sytuacja wygląda w przypadku awaryjnego braku zasilania. Jak zatem działa zawór 2-drogowy? Urządzenie tego typu jest normalnie zamknięte. Jeżeli napięcie sterujące zostanie podane zawór otwiera się, a co za tym idzie, następuje przepływ pomiędzy wejściem a wyjściem. Po zdjęciu napięcia sprężyna powrotna powoduje, że zawór zostaje zamknięty.

Zastosowanie zaworów strefowych

zawory strefowe 2 - Zawory strefoweFOT. 2 . Zawór 3-drogowy pełni rolę urządzenia przełączającego z jednym wejściem oraz dwoma wyjściami. Fot.: Afriso

Przykładowe zastosowanie zaworu 3-drogowego może objąć chociażby instalację bazującą na sterowaniu regulatorem lub termostatem, którego czujnik umieszczony jest w zasobniku c.w.u. Zawór będzie przełączał się na obieg grzejnikowy lub podgrzewanie wody w zasobniku w zależności od wybranego priorytetu na regulatorze. W drugim rozwiązaniu jest możliwe podgrzewanie zasobnika jeżeli temperatura znajdującej się w nim wody spadnie poniżej wartości, którą ustawiono na termostacie.
Z kolei aplikacja z zaworem 2-drogowym może bazować na jego połączeniu z termostatem, którego czujnik umieszczony w zasobniku będzie realizował priorytet grzania wody użytkowej. Wraz ze spadkiem temperatury wody w zasobniku poniżej wartości ustawionej na termostacie, zawór otworzy obieg przez zasobnik, po czym woda zostanie podgrzana. W momencie osiągnięcia zadanej temperatury w zasobniku zawór zostanie zamknięty.

Sterowanie

Wybierając odpowiedni zawór strefowy, niezależnie od tego jaką funkcję pełni w instalacji, należy pamiętać o uwzględnieniu odpowiedniego rodzaju sterowania. Stąd też w zależności od modelu wybrać można napięcie sterowania 24 VAC, 100‑130 VAC oraz 200‑240 VAC. Podczas pracy siłownika pobór mocy wynosi około 6 W. W niektórych modelach zaworów przydatne rozwiązanie stanowi dodatkowy wyłącznik pomocniczy, który jest aktywowany wraz z podaniem napięcia na zawór. Wyłączników tego typu zazwyczaj używa się do sterowania dodatkowych urządzeń lub sygnalizacji.

WARTO WIEDZIEĆ!
Dzięki modułowej budowie zaworów jest możliwe ich zamontowanie w instalacji bez siłownika elektrycznego. Po zamontowaniu zaworu siłownik może być dodany w dowolnym momencie. Jest to szczególnie przydatne gdy rozbudowa instalacji rozłożona jest, np. ze względów finansowych, w dłuższym czasie.

W razie potrzeby można skorzystać z dźwigni sterowania ręcznego. Sterowanie tego typu jest możliwe jedynie w sytuacji kiedy trzpień zaworu znajduje się w położeniu górnym. Jeżeli na zaworze jest obecne napięcie sterujące to otwarcie zaworu odbywa się poprzez przesunięcie dźwigni do dołu po czym wciśnięcie jej do środka. W efekcie trzpień zaworu będzie w położeniu pośrednim. W przypadku gdy zastosowanie znalazł siłownik z wyłącznikami krańcowymi, odpowiedni styk będzie zwarty.

Montaż zaworu

zawory strefowe 3 - Zawory strefoweFOT. 3. Ważne jest aby przepływ czynnika odbywał się zgodnie z kierunkiem zaznaczonym na obudowie. Fot.: Afriso

Ważne jest aby przepływ czynnika odbywał się zgodnie z kierunkiem zaznaczonym na obudowie. Zawór może być montowany pod dowolnym kątem za wyjątkiem pozycji kiedy siłownik znajdzie się poniżej korpusu zaworu. Należy zadbać o odpowiednią ilość przestrzeni dla swobodnego serwisowania urządzenia. Zaworów nie należy instalować na obejściach oraz w miejscach, gdzie w przypadku zamknięcia zaworu może dojść do zablokowania układu chłodzenia lub odpowietrzania. Podczas prac montażowych nie należy przytrzymywać zaworu za siłownik. Przed zaworem instalowany jest filtr. Oprócz tego zaleca się, aby na przyłączach zaworu strefowego był zamontowany zawór odcinający, który ułatwi konserwację lub wymianę urządzenia.
Szczególną uwagę należy zwrócić na odpowiednie podłączenie elektryczne. Przewód fazowy (L) i przewód neutralny (N) trzeba połączyć z odpowiednimi zaciskami siłownika. Istotne jest również podłączenie uziemienia. Odpowiednie podłączenie należy uwzględnić w przypadku gdy w instalacji przewidziano zawór ze stykiem pomocniczym.

PAMIĘTAJ!
Do zjawiska szumu w zaworach może dojść w przypadku wysokiej temperatury czynnika i przy zbyt niskim jego ciśnieniu. Zwraca się uwagę aby do czynnika roboczego nie dodawać inhibitorów, które oparte są na bazie ropy naftowej oraz zawierających oleje mineralne lub węglowodory. Za dodatki, które można stosować w maksymalnie 50% stężeniu uznaje się glikol dwuetylenowy, glikol etylenowy lub glikol propylenowy.

Dla zapewnienia właściwej pracy zaworu zaleca się przed uruchomieniem przeprowadzenie płukania instalacji oraz ewentualne uzdatnienie wody. Podczas płukania instalacji dźwignia sterowania ręcznego umieszczana jest w pozycji pośredniej przy braku obecności napięcia zasilania. Po zakończeniu montażu zaworu strefowego warto wykonać test działania urządzenia. Można np. podnieść nastawę na termostacie powyżej temperatury w pomieszczeniu celem zainicjowania sygnału zapotrzebowania na ciepło. Dźwignia ręcznego sterowania zaworem powinna w sposób automatyczny ustawić się w dolne położenie. Jeżeli testowany zawór ma styk pomocniczy ważne jest sprawdzenie działania podłączonych do niego urządzeń. Wraz z otwarciem zaworu powinno dojść do załączenia styku pomocniczego, a co za tym idzie, uruchomienia urządzeń, które są sterowane przez zawór. W następnym etapie testowania konieczne jest obniżenie nastawy na termostacie do wartości znajdującej się poniżej temperatury w pomieszczeniu. Zawór powinien zatem zmienić położenie pracy wraz z urządzeniami sterowanymi stykami pomocniczymi.

WARTO WIEDZIEĆ!
Nadzorowanie pracy zaworów strefowych zyskuje się dzięki zastosowaniu odpowiednich regulatorów i sterowników. Wybierając konkretny model urządzenia sterującego warto zwrócić uwagę na funkcjonalności oraz maksymalny czas, na jaki urządzenie można zaprogramować.

Do zjawiska szumu w zaworach może dojść w przypadku wysokiej temperatury czynnika i przy zbyt niskim jego ciśnieniu. Zwraca się uwagę aby do czynnika roboczego nie dodawać inhibitorów, które oparte są na bazie ropy naftowej oraz uwzględniających oleje mineralne lub węglowodory. Za dodatki, które można stosować z maksymalnie 50% stężeniu uznaje się glikol dwuetylenowy, glikol etylenowy lub glikol propylenowy.

Montaż siłownika

zawory strefowe 4 - Zawory strefoweFOT. 4. Wybierając odpowiedni zawór strefowy, niezależnie od tego jaką funkcję pełni w instalacji, należy pamiętać o uwzględnieniu odpowiedniego rodzaju sterowania. Fot.: Afriso

Dzięki modułowej budowie zaworów jest możliwe ich zamontowanie w instalacji bez siłownika elektrycznego. Po zamontowaniu zaworu siłownik może być dodany w dowolnym momencie. Chcąc zamontować napęd (siłownik) w przykładowym zaworze należy ustawić zasuwę, która znajduje się na bocznej ścianie napędu w pozycji odblokowanej (otwarcia ręcznego). Istotne jest przy tym sprawdzenie położenie napędu w stosunku do trzpienia zaworu, po czym trzeba wcisnąć przycisk odblokowujący oraz założyć siłownik a następnie zwolnić przycisk. W następnej kolejności ustawiana jest zasuwa znajdująca się na bocznej ścianie napędu w pozycji zablokowanej. Chcąc zdemontować siłownik trzeba nacisnąć przycisk odblokowujący na bocznej ścianie napędu i zdemontować napęd podnosząc go ku górze.

Podsumowanie

Spektrum zastosowania zaworów strefowych jest bardzo szerokie. Obejmuje ono bowiem układy regulacji strefowej wodnych systemów chłodniczych lub grzewczych, sterowanie osobnymi klimakonwektorami lub pojedynczymi grzejnikami. Nadzorowanie pracy zaworów strefowych zyskuje się dzięki zastosowaniu odpowiednich regulatorów i sterowników. Wybierając konkretny model urządzenia sterującego zwraca się uwagę na funkcjonalność oraz maksymalny czas, na jaki urządzenie można zaprogramować. I tak do dyspozycji pozostają chociażby regulatory dobowe. Urządzenia tego typu pozwalają na regulację temperatury w zakresie mieszczącym się pomiędzy 5°C a 30°C z dokładnością 0,5°C. Zakres pomiaru temperatury wynosi od 0°C do 40°C. Komfort użytkowania zapewnia duży, czytelny wyświetlacz.
Jeżeli konieczny jest dłuższy czas programowania warto skorzystać z regulatora tygodniowego. W niektórych modelach do wyboru pozostają dwie temperatury nastawy – komfortowa i ekonomiczna. Niejednokrotnie zastosowanie znajduje system optymalizacji krzywej grzania. Tym sposobem minimalizuje się odchylenia od temperatury ustawionej. Interesującym rozwiązaniem jest tryb wakacyjny, dzięki czemu nastawiona temperatura utrzymuje się przez zaprogramowany czas.

Damian Żabicki

Literatura:
Materiały informacyjne firm: Afriso, Honeywell oraz ESBE Hydronic Systems.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here