Stabilna praca instalacji grzewczej

Sprzęgła hydrauliczne

Sprzęgła hydrauliczne stosuje się w instalacjach ogrzewczych jedno- i wieloźródłowych, składających się z kilku obiegów grzewczych – np. przy współpracy kotła gazowego z ogrzewaniem podłogowym lub w rozwiązaniu z kaskadą urządzeń. Zadaniem sprzęgła jest rozdzielić funkcjonalnie (hydraulicznie) obiegi zasilające (źródłowe) i obiegi grzewcze. Umożliwia to regulację i sterowanie systemem oraz wspiera bardziej efektywną pracę i równomierne zasilanie pionów grzewczych. Bilansując wszystkie obiegi grzewcze, sprzęgło zapobiega tzw. walce pomp, czyli zabezpiecza pompy obiegowe przed wzajemnym wpływaniem na swoją pracę. W układach ze źródłami niskotemperaturowymi (np. pompy ciepła) sprzęgło pomaga zapewnić stabilną różnicę wartości temperatury pomiędzy zasilaniem i powrotem chroni przed zbyt małym przepływem po stronie źródła ciepła.

Sprzęgło hydrauliczne stanowi pusty w środku zbiornik, w którym – w zależności od wydajności pompy źródła ciepła i pomp pracujących w instalacji – następuje mieszanie medium i regulacja pracy temperatury wody powracającej. Jeśli wydajność pomp w źródle ciepła jest wyższa niż pomp w instalacji, temperatura wody powrotnej zwiększa się (i odwrotnie).

Czytaj także: Rozdzielacze do c.o. i ogrzewania podłogowego

Sprzęgło znacznie ogranicza takie problemy jak nierówne przepływy, kawitacja i hałas. Wspiera także separację powietrza z medium grzewczego, a jeśli jest wyposażone w siatkę filtracyjną – także odmulanie, przyczyniając się do zapobiegania korozji.

Korpus sprzęgła wykonywany jest zwykle ze stali lub mosiądzu, a króćce przyłączeniowe są dopasowane średnicą do zasilania źródła ciepła oraz króćców rozdzielacza, co ułatwia prace montażowe. Sprzęgło należy montować między źródłem ciepła a rozdzielaczem (blisko rozdzielacza) bezpośrednio na rurach. Montuje się je w odpowiednim położeniu – zależnie od konstrukcji pionowo lub poziomo – zgodnie ze schematem producenta. W doborze sprzęgła uwzględnia się maksymalną moc pomp pracujących w instalacji, parametry pracy (dopuszczalna temperatura i ciśnienie – typowe wartości maksymalne to 90–110°C oraz 6 bar), przepływ nominalny oraz średnice i rozstaw króćców, tak aby sprzęgło było zgodne z rozdzielaczem i grupami pompowymi.

Rozdzielacze obiegów grzewczych

Każdy obieg ogrzewania płaszczyznowego cechuje się inną długością rur, mocą grzewczą i oporami przepływu, zatem wymaga indywidualnej regulacji. Odpowiadają za nią rozdzielacze – dzięki ich zastosowaniu regulacja jednego obiegu nie wpływa na zmianę parametrów pozostałych obiektów. Rozdzielacze zapewniają poprawny rozdział ciepła i chłodu w systemach ogrzewania i chłodzenia płaszczyznowego, precyzyjne rozprowadzanie ciepła do pomieszczeń oraz statyczność hydrauliczną instalacji. Stosuje się je w instalacji wyposażonej w sprzęgło hydrauliczne lub bufor, co zapewnia równowagę między źródłem ciepła a instalacją.

Rozdzielacz zbudowany jest z belki zasilającej (wyższa temperatura medium) i powrotnej (niższa temperatura), o standardowym rozstawie osi 210 i 235 mm, w której nie następuje mieszanie medium. Króćce rozdzielacza umożliwiają podłączenie od 2 do 12 obiegów grzewczych. Odległość między nimi wynosi standardowo 50 mm, choć spotyka się także wielkość 45 mm. Rozstaw między osiami belek utrzymywany jest dzięki specjalnym uchwytom, które umożliwiają także mocowanie urządzenia. Po lewej lub prawej stronie belki podłącza się zestaw odpowietrzająco-spustowy.

Rozdzielacze wykonuje się zwykle ze stali, mosiądzu, tworzyw sztucznych odpornych termicznie (najczęściej poliamidu PA 66, a także polifluorku winylidenu PVDF czy polikarbonatu) oraz ze stali nierdzewnej. Pod względem hydraulicznym są one podobne, natomiast rozdzielacze metalowe mogą być narażone na korozję, szczególnie w instalacjach wysokotemperaturowych i niskiej lub zmiennej jakości wody grzewczej. Korozja powoduje nie tylko uszkodzenie samego urządzenia, ale też wytrącanie się osadów, co może pogorszyć warunki przepływu w rurach.

Do belek montuje się elementy regulacyjno-odcinające – zawory równoważące (regulacyjne), zawory odcinające oraz elementy pomiarowe. Pozwalają one łatwo wyregulować (ustawić i utrzymać), odczytać i odciąć przepływ w obiegach grzewczych bezpośrednio na belce zasilającej lub powrotnej. Przepływ na danym obiegu ustawia się indywidualnie, zgodnie z nastawami podanymi w projekcie. Nie zmienia się on w wyniku zmian przepływu w innych obiegach. Do regulacji stosuje się wkładki regulacyjne niezależne od ciśnienia, dzięki którym wymagany przepływ (l/h) ustawia się bezpośrednio na zaworze. Wkładki regulacyjne są przygotowane do montażu głowic termoelektrycznych z nastawami wstępnymi do regulacji hydraulicznej. Uzupełniają je wskaźniki przepływu (rotametry lub przepływomierze), które ułatwiają precyzyjną regulację obiegów grzewczych. Belka powrotna wyposażona jest w zawory do ręcznego zamykania obiegów lub montażu siłowników termoelektrycznych.

Jeśli brakuje projektu instalacji i nastawy wstępne trzeba ustawiać metodą prób i błędów, dobrze sprawdzą się przepływomierze z zaworami regulacyjnymi zamontowane na rozdzielaczu lub siłowniki termoelektryczne na zaworach termostatycznych. Siłowniki termoelektryczne wymagają doprowadzenia zasilania (230V), ponieważ reagują na zmiany napięcia podawanego zależnie od zmian temperatury w pomieszczeniu, z uwzględnieniem spowolnienia reakcji nawet do kilku minut, poprzez specjalne sterowniki zewnętrzne lub listwy montażowe.

Rozdzielacze oferowane są jako rozwiązania kompletne (od producenta), przygotowane do bezpośredniego montażu w szafce rozdzielaczowej, co znacznie ułatwia i usprawnia montaż oraz zapewnia gwarancję na cały rozdzielacz. Rozdzielacz można także złożyć z odrębnych komponentów, co jednak obarczone jest ryzykiem ich nieprawidłowego połączenia (ze względu na zróżnicowanie np. gwintów) i niewystarczającej szczelności. Taki „składak” nie jest także objęty gwarancją (gwarancja dotyczy tylko poszczególnych elementów).

Instalacja grzewcza łącząca obiegi o różnych parametrach

Połączenie w jednej instalacji grzejnikowego ogrzewania wysokotemperaturowego (np. 80/60°C) z kilkoma obiegami ogrzewania płaszczyznowego (np. 45/35°C) wymaga zastosowania rozwiązań zapewniających płynną i ekonomiczną współpracę instalacji.

Jeśli ogrzewanie płaszczyznowe jest mało rozbudowane i składa się tylko z kilku krótkich pętli (np. do obsługi łazienek), dobrym rozwiązaniem może być zawór regulacyjny, który w każdej pętli pełni rolę ogranicznika temperatury. Długość obsługiwanej pętli nie może przekraczać wartości wskazanej w instrukcji producenta zaworu.

W instalacjach bardziej rozbudowanych sprawdzają się grupy mieszające (określane także jako zestawy pompowo-mieszające, grupy pompowe, grupy podmieszania), przystosowane do bezpośredniego montażu na rozdzielaczach obiegów grzewczych. Grupa zastępuje fragment instalacji ogrzewania podłogowego (orurowanie od kotła do rozdzielacza „podłogówki”), rozdzielacz kotłowy pozwalający na rozdział wody grzewczej do zasilania części nisko- i wysokotemperaturowej oraz zawór mieszający do ogrzewania podłogowego.

Grupy pompowe można zamontować centralnie lub lokalnie. Grupy centralne instalowane są w kotłowni i odpowiadają za skierowanie do całego pionu czynnika grzewczego o odpowiednich parametrach, współpracując z automatyką kotła, m.in. sterowaniem pogodowym, dając duże możliwości sterowania całym układem. Jeśli różne pomieszczenia w domu mają mieć różną temperaturę, układ należy uzupełnić o termostaty. Krzywą grzewczą ustawia się wówczas do potrzeb najcieplejszego pomieszczenia, a w pozostałych (wszystkich lub wybranych) pomieszczeniach stosuje się termostaty.

Zestawy lokalne (miejscowe) montuje się bezpośrednio na rozdzielaczu danego obiegu, zwykle do obsługi jednej kondygnacji. Wybór gotowej grupy pompowej – dobieranej w na postawie charakterystyki pompy obiegowej – pozwala uniknąć błędów doborowych i montażowych. Rozwiązanie gotowe jest kompaktowe, przygotowane do łatwego i szybkiego montażu w szafce rozdzielaczowej oraz zoptymalizowane pod kątem parametrów poszczególnych elementów oraz ich współpracy.

Gotowe zestawy pompowe można połączyć z rozdzielaczami dowolnego typu, w tym podczas prac remontowych i modernizacji instalacji. Ograniczeniem mogą być tylko rozstaw belek rozdzielaczy oraz wielkość gwintów. Powinny być standardowe (tj. rozstaw powinien wynosić 210 mm, a średnica przyłączy 1”). Prawidłowo dobraną grupę pompową można połączyć z rozdzielaczem za pomocą specjalnej złączki, bez użycia śrubunków.

Na pracę lokalnej grupy pompowej mają wpływ m.in. parametry pracy obiegu pierwotnego (instalacji grzejnikowej), parametry pompy obiegowej czy odpowiedni parametr kvs zaworu mieszającego. Standardowo w grupie pompowej lokalnej stosuje się zawory termostatyczne współpracujące z głowicą termostatyczną wyposażoną w kapilarę, choć dostępne są także inne rozwiązania.