W artykule przedstawiony zostanie zespolony system regulacji ogrzewania płaszczyznowego, z podwójną regulacją temperatury typu Floor Fix z głowicą termostatyczną z wyniesionym czujnikiem i zadajnikiem.

Przedmiotem poprzedniego artykułu był system regulacji dla zachowania komfortu ciepłej podłogi wraz z regulacją temperatury powietrza w ogrzewanym pomieszczeniu. Regulacja ta oparta była na ograniczniku regulacji temperatury powrotu RTB oraz na zaworze z głowicą termostatyczną. Opisany system regulacji jest to system regulacji ogrzewania płaszczyznowego z podwójną regulacją temperatury – szeregowy.

Wady regulacji szeregowej

Opisane poprzednio rozwiązanie ma ograniczenia w zakresie funkcjonalności, hydrauliki, kosztów oraz estetyki. Ograniczenie w zakresie funkcjonalności dotyczy dostępu do elementów regulacyjnych. Największą niedogodnością dla użytkownika jest konieczność dokonywania regulacji za pomocą dwóch elementów nastawczych, które nie są dostępne. Nastaw temperatur dokonuje się za pomocą głowic termostatycznych, które są montowane najczęściej w szafkach z rozdzielaczami ogrzewania grzejnikowego.

Nastawę temperatury podłogi zadaje się na głowicy ogranicznika temperatury powrotu RTB, zaś nastawę temperatury powietrza w ogrzewanym pomieszczeniu dokonuje się za pomocą głowicy termostatycznej zaworu termostatycznego (w przypadku głowicy z wyniesionym czujnikiem).

Jest to mało finezyjny sposób regulacji temperatury, gdyż elementy regulacyjne są w szafce rozdzielaczowej. Za każdym razem, gdy chcemy zmienić nastawę, trzeba otwierać szafkę, która często zlokalizowana jest miejscach trudno dostępnych i ukrytych ze względów estetycznych i hydraulicznych. Lokalizacja szafki z rozdzielaczami niejednokrotnie podyktowana jest lokalizacją grzejników. W miarę możliwości szafka rozdzielaczowa powinna być w miejscu centralnym względem zasilanych grzejników. W praktyce regulacji temperatury podłogi możemy dokonać raz i powinna ona wystarczyć na dłuższy czas, natomiast regulacji temperatury powietrza możemy dokonywać częściej.

Wyniesiony czujnik

Tę niedogodność może zmniejszyć zastosowanie, zamiast głowic z wyniesionym czujnikiem, głowic z wyniesionym czujnikiem i zadajnikiem lub zastosowanie systemu regulacji temperatury w pomieszczeniu, opartego na siłowniku termicznym oraz regulatorze elektrycznym albo elektronicznym.

Lokalizacja ogranicznika temperatury powrotu oraz zaworów z głowicą termostatyczną w typowej szafce z rozdzielaczami jest kłopotliwe ze względu na brak miejsca. Typowe szafki mieszczą swobodnie rozdzielacz, kolektor oraz rury z przyłączami. Dodatkowe elementy powodują ciasnotę i trudności montażowe oraz serwisowe. W przypadku jednego obiegu ogrzewania podłogowego pomieszczenie wyżej wspomnianego zestawu jest niewygodne, ale możliwe. Gdyby jednak było więcej pętli ogrzewania podłogowego, które byłyby regulowane za pomocą ogranicznika temperatury powrotu i zaworu z głowicą termostatyczną, zabudowa w typowej szafce byłaby niemożliwa.

Należy także nadmienić, że wariant regulacji podwójnej szeregowy może być kłopotliwy pod względem hydraulicznym. Określenie „szeregowy” oznacza, że elementy wykonawcze, które regulują strumień czynnika grzewczego, są połączone szeregowo. Oznacza to, że ich opory hydrauliczne się dodają i w niesprzyjających warunkach hydraulicznych mogą być wyższe niż ciśnienie dyspozycyjne panujące w miejscu podłączenia grzejnika podłogowego. To może powodować nieosiągniecie zadanych temperatur powietrza i/lub podłogi. Oczywiście przed realizacją powyższego rozwiązania w zakresie regulacji należy dokonać odpowiednich przeliczeń projektowych.

O ile można z łatwością dobrać zawór termostatyczny z odpowiednią przepustowością (kVS), to w przypadku ograniczników temperatury powrotu wybór jest znacznie ograniczony. W praktyce najczęściej spotyka się ograniczniki powrotu DN 15 przy typowej przepustowości (kVS) na poziomie 0,5 m3/h.

Na koniec wywodów dotyczących ograniczeń w zakresie stosowania systemu regulacyjnego ogrzewania płaszczyznowego z podwójną szeregową regulacją temperatury należy wspomnieć o kosztach. Podwójny system regulacji jest stosunkowo drogi, ponieważ zawiera dwa razy więcej elementów regulacyjnych w stosunku do rozwiązania typowego.

Podwójna regulacja temperatury

Pozbawiony w znacznej części wyżej wymienionych ograniczeń jest system regulacji ogrzewania płaszczyznowego zespolony, z podwójną regulacją temperatury typu Floor Fix (rys. 1) z głowicą termostatyczną z wyniesionym czujnikiem i zadajnikiem. Określenie zespolony jest w tym przypadku słowem kluczowym.

Ojczyk206-1

Rys. 1. Zespół regulacyjny do ogrzewania podłogowego Floor Fix [1]; 1 – wkładka głowicy termostatycznej, 2 – odpowietrznik ręczny, 3 – zasilanie z zaworem odcinającym, 4 – powrót z zaworem odcinającym, 5 – mosiężny korpus, 6 – zadajnik ogranicznika temperatury powrotu, 7 – skrzynka blaszana.

Zespół regulacyjny systemu pokazanego na rys. 1 składa się z mosiężnego korpusu (5), który znajduje się w blaszanej skrzynce (7). Korpus (5) wykonany jest z mosiądzu odlewanego metodą kokilową i wyposażony jest w przyłącze z wkładką termostatyczną (1), odpowietrznik ręczny (2) oraz ogranicznik temperatury powrotu z zadajnikiem (6). Na króćcach zasilania i powrotu zabudowane są zawory odcinające (3), (4).

Opis i zasada działania głowicy termostatycznej z wyniesiony czujnikiem i zadajnikiem został omówiony w poprzednim artykule. Analogicznie jak przy systemie z podwójną regulacją temperatury, w układzie szeregowym do regulacji temperatury powietrza w ogrzewanych pomieszczeniach z wykorzystaniem systemu pokazanego na rys. 1 można wykorzystać siłownik termiczny z regulatorem elektrycznym lub elektronicznym. Na wkładce termostatycznej (1), w miejsce napędu głowicy termostatycznej, należy zabudować siłownik termiczny jako element wykonawczy.

Należy jednak zwrócić uwagę, że wymiary geometryczne siłownika termicznego są większe niż napęd głowicy termostatycznej i dlatego należy sprawdzić możliwość montażu siłownika. Zasada regulacji temperatury z wykorzystaniem tego zespołu regulacyjnego polega na połączeniu wszystkich istotnych cech systemu regulacji podwójnej ogrzewania płaszczyznowego w jednej armaturze tak, aby można było ją zastosować w tradycyjnej instalacji z grzejnikami podłogowymi, ściennymi lub sufitowymi.

System regulacji posiada dwa elementy termostatyczne w jednym korpusie (5). Jednym z nich jest ogranicznik temperatury powrotu (6), drugim zaś jest tradycyjna wkładka termostatyczna (1), analogicznie jak w zaworach termostatycznych. Ogranicznik temperatury powrotu reguluje temperaturę czynnika grzewczego opuszczającego grzejnik powierzchniowy w zakresie 30-60oC.

Regulacja temperatury czynnika grzewczego odbywa się analogicznie jak przy RTB (czy RTL). System dławi przepływ czynnika grzewczego do momentu uzyskania wychłodzenia w grzejniku powierzchniowym zgodnie z nastawą na pokrętle regulacyjnym (6). Wkładka termostatyczna (1) reguluje temperaturę w ogrzewanym pomieszczeniu w zakresie nastaw głowicy termostatycznej, która zwykle wynosi 6-28oC. Sposób zabudowy jest analogiczny jak ogranicznika temperatury powrotu (rys. 2).

Ojczyk206-2

Rys. 2. Podłączenia zespołu [1]; 1 – napęd głowicy z wyniesionym czujnikiem i zadajnikiem, 2 – część zasilająca grzejnika płaszczyznowego, 3 – Floor Fix, 4 – cześć powrotna 5 – cześć powrotna grzejnika płaszczyznowego.

Część zasilającą grzejnika płaszczyznowego (2) łączy się bezpośrednio z rozdzielaczem instalacji centralnego ogrzewania. Część powrotną grzejnika płaszczyznowego (5) łączy się z częścią zasilającą systemu, część powrotną (4) łączy się z kolektorem instalacji centralnego ogrzewania bezpośrednio. Zespół regulacyjny posiada możliwość ograniczenia temperatury czynnika grzewczego wypływającej z pętli ogrzewania płaszczyznowego poprzez wbudowany ogranicznik temperatury powrotu.

Przy powyższym rozwiązaniu ochrona przed przegrzaniem pętli ogrzewania płaszczyznowego jest tylko częściowa. Ze względu na brak układu z podmieszaniem na zasilaniu grzejnika płaszczyznowego „początkowe metry” pętli grzejnika mają temperaturą zbliżoną do temperatury zasilania instalacji c.o. Dlatego pierwszy odcinek rur w grzejniku podłogowym powinien być prowadzony przy ścianach zewnętrznych, w strefach brzegowych, gdzie występują największe straty ciepła, oraz w miejscach, gdzie podwyższona temperatura podłogi nie będzie powodowała zagrożeń dla ludzi i wyposażenia pomieszczeń. W związku z powyższym zaleca się stosowanie niskotemperaturowych źródeł ciepła do zasilania grzejników ogrzewania płaszczyznowego i grzejników tradycyjnych z jednego obiegu grzewczego.

Miejsce na skrzynce

Dzięki zastosowaniu w systemie (rys. 3) wkładki termostatycznej oraz głowicy termostatycznej (1) istnieje możliwość regulacji temperatury powietrza w ogrzewanym pomieszczeniu.

Ojczyk206-3

Rys. 3. Podłączenia głowicy termostatycznej do zespołu [1]: 1 – zadajnik głowicy termostatycznej, 2 – kapilara łącząca głowicę z napędem, 3 – napęd głowicy termostatycznej, 4 – Floor Fix.

Miejsce pomiaru i regulacji temperatury wyznacza lokalizacja pokrętła głowicy termostatycznej (1). Na uwagę zasługuje fakt, iż sam omawiany system nie musi być zabudowywany w ogrzewanym pomieszczeniu, co jest ważne, gdy pętla ogrzewania płaszczyznowego jest w łazience o wysokim standardzie wykonania. Skrzynka może znajdować się w pomieszczeniu sąsiednim, gdzie wymagania w zakresie estetyki mogą być mniejsze. Pomiar temperatury powietrza i regulacja są w miejscu łatwo dostępnym, np. na wysokości ok. 1,2 m lub wyżej nad posadzką. Lokalizacja zadajnika głowicy może być zespolona z wyłącznikiem oświetlenia, gniazdkiem elektrycznym. Głębokość skrzynki wynosi 55 mm i pozwala na zabudowę w typowych ściankach działowych, wykonanych z płyt gipsowo-kartonowych. Można je montować także w ścianach z materiałów tradycyjnych, takich jak cegły lub pustaki.

Gniazdo i dwa grzybki

Zespół regulacyjny, który realizuje regulację jakościową, składa się z tradycyjnego gniazda i dwóch grzybków regulacyjnych (rys. 4). Górny grzybek stanowi część wkładki termostatycznej, współpracującej z głowicą termostatyczną. Dolny grzybek współpracuje z ogranicznikiem temperatury powrotu. Oba grzybki mogą niezależnie dławić przepływ w zależności od warunków. Na rysunku (rys. 4) przedstawiono pracę zespołu regulacyjnego dla różnych warunków w zakresie zmierzonej temperatury w pomieszczeniu oraz przepływającego medium. Nastawa dla medium grzewczego wynosi 45oC i nastawa na głowicy termostatycznej wynosi 20oC.

Ojczyk206-4

Rys. 4. Praca zestawu regulacyjnego systemu dla nastawy w temperatury w pomieszczeniu 20oC i nastawy temperatury czynnika grzewczego 45oC [1].

Pierwszy przypadek (a) pokazuje zablokowanie przepływu, spowodowane zbyt wysoką temperaturą medium dopływającego do systemu regulacji, mimo że temperatura w ogrzewanym pomieszczeniu jest niska i wynosi 18oC. Drugi przypadek (b) pokazuje przepływ medium grzewczego przez Floor Fix, ponieważ temperatura w ogrzewanym pomieszczeniu jest niska i wynosi 18oC oraz temperatura medium grzewczego jest odpowiednia i wynosi 45oC. Trzeci przypadek (c) pokazuje zablokowanie przepływu spowodowane zbyt wysoką temperaturą w ogrzewanym pomieszczeniu, która wynosi 22oC, mimo odpowiedniej temperatury medium grzewczego, która wynosi 45oC.

Przykład

Rysunek 5 przedstawia przykład zabudowy systemu regulacji z dwoma pętlami ogrzewania podłogowego.

Ojczyk206-5

Rys. 5. Przykład zabudowy z dwoma pętlami [1], 1 – zawór równoważący, 2 – zawór odcinający, 3 – rozdzielacz, 4 – regulator różnicy ciśnienia, 5, 8, 11, 14, – głowica termostatyczna, 6 – przyłącze boczne grzejnika jednorurowe, 7 – przyłącze boczne grzejnika dwururowe, 9 – zawór termostatyczny, 10 – zawór powrotny, 12 – przyłącze grzejnikowe jednostronne dwururowe, 13 – przyłącze grzejnikowe jednostronne jednorurowe, 15 – przyłącze grzejnikowe dolne, 16 – głowica termostatyczna z wyniesionym czujnikiem i zadajnikiem, 17 – Floor Fix.

Jedna pętla ogrzewania podłogowego znajduje się przed systemem, druga zaś za nim. Jak wcześniej wspomniano, w przypadku grzejnika podłogowego przed armaturą regulacyjną „pierwsze metry” rur w grzejniku narażone są na przegrzanie spowodowane zbyt wysoką temperaturą czynnika grzewczego. Taki stan występuje do momentu wychłodzenia czynnika grzewczego. Obszar przegrzania zależy od strumienia czynnika grzewczego, temperatury zasilania, rozstawu rur, wykończenia, i może się zmieniać w trakcie pracy instalacji. W przypadku pętli grzejnika za armaturą regulacyjną zawsze występuje kontrola temperatury przepływającego czynnika.

Dzięki specjalnemu rozwiązaniu w armaturze z podwójną regulacją temperatury możemy wykonać profesjonalną instalację ogrzewania podłogowego w pomieszczeniach o małej powierzchni, bez rozbudowy instalacji z grzejnikami tradycyjnymi.

Przedmiotem następnego artykułu będzie system regulacyjny ogrzewania płaszczyznowego z podwójną regulacją temperatury zespolony równoległy.

Grzegorz Ojczyk

Literatura:

[1] Materiały firmowe Herz Armatura i Systemy Grzewcze Spółka z o.o.

[2] Zima W., Muniak D., Cisek P., Ojczyk G., Pacura P., „Zagadnienia cieplne, hydrauliczne oraz jakości wody w instalacjach ogrzewczych”, Politechnika Krakowska im. Tadeusz Kościuszki, Kraków 2015.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij