Termostatyczne zawory mieszające w obiektach użyteczności publicznej – 2

Termostatyczne zawory mieszające mieszają zimną wodę z gorącą – dwie temperatury różniące się, aby otrzymać zmieszaną wodę o ustabilizowanej temperaturze.

Istotne jest, aby zmiany ciśnienia, temperatury czy przepływu wody dopływającej były kompensowane na tyle szybko, aby nie mogły być zauważone przez użytkownika.

W poprzednim artykule omówiłam cel stosowania zaworów termostatycznych oraz podałam informacje dotyczące miejsc ich montażu. Dziś czas na kolejną dawkę ważnych informacji na temat tych produktów.

Termostatyczne zawory mieszające – wykonania specjalne

Gdzie znajdują zastosowanie wykonania specjalne? Oprócz typowych, wyżej opisanych zastosowań w instalacjach wody użytkowej zawory mieszające znajdują zastosowanie w mniej typowych instalacjach, urządzeniach.

W przypadku zastosowania zaworów mieszających na instalacjach solarnych, innych instalacjach, w których mogą wystąpić wyższe niż 85-90˚C temperatury dopływającej wody, stosowane są odpowiednie rozwiązania umożliwiające przepływ tak wysokiej wody przez gniazdo i pozostałe elementy zaworu.

Przykładowo – w zaworach przeznaczonych do stosowania w instalacjach wody pitnej zasilanych z instalacji solarnych, ze względu na wysokie odkładanie osadów wapiennych w wodzie o takich wysokich temperaturach, zawory wyposażone są w odpowiednie wkładki z tworzyw, które zapobiegają odkładaniu się kamienia kotłowego zaburzającego pracę elementów termostatycznych (fot. 1).

Na dwóch schematach (rys. 1 i 2) pokazano zasady montażu termostatycznych zaworów mieszających w instalacjach solarnych: z i bez cyrkulacji c.w.u.

Termostatyczne zawory mieszające schemat Pienkowska234rys1

Rys. 1. Schemat montażu termostatycznych zaworów mieszających w instalacjach solarnych – z cyrkulacją c.w.u.

Inne modele przeznaczone do pracy w oparciu o wodę gorącą, nawet o temperaturze 250˚C, przeznaczone do urządzeń hydroterapii, hydromasażu i innych instalacjach wykorzystujących wody termalne. Armatura taka jest wykonana specjalnie (przykładowo elementy wewnętrzne ze stali nierdzewnej), ma podwyższone parametry, wytrzymałość ze względu na kontakt z wodami o wysokim zasoleniu, wody solankowe, morskie. Jeśli nie ma wystarczającej ilości zimnej lub gorącej wody, zawór mieszający wyłącza się automatycznie i natychmiastowo.

Termostatyczne zawory mieszające schemat Pienkowska234rys2

Rys. 2. Schemat montażu termostatycznych zaworów mieszających w instalacjach solarnych – bez cyrkulacji c.w.u.

Podobne rozwiązanie (oprócz funkcji przeciwoparzeniowej) – zabezpieczenie na wypadek braku dopływu gorącej wody – zastosowane jest w zaworach mieszających stosowanych przed oczomyjkami.

W walce z wandalami

Ze względu na powszechne stosowanie termostatycznych zaworów mieszających w szkołach, zakładach karnych itp., gdzie armatura może być narażona na uszkodzenia, próby ingerencji, dostępne są na rynku wykonania wandaloodporne. W programie sprzedaży znaleźć można również kołpaki i inne elementy umożliwiające doposażenie zaworów mieszających, tak aby niemożliwa była ingerencja osób trzecich, zmiana nastaw itp.

W obiektach przemysłowych w instalacjach (nawet do 120 punktów czerpalnych) o bardzo dużych prędkościach przepływu, gdzie nie mogą mieć miejsca wahania temperatury wody: przemysł chemiczny, farmaceutyczny, browarniczy itp., stosujemy zawory mieszające przemysłowe. W procesach przemysłowych ważna jest też często możliwość przeprowadzania dowolnych zmian temperatury zmieszania, ustawania temperatury zmieszania z dużą dokładnością. Wymagania stawiane zaworom w instalacjach technologicznych są dużo bardziej restrykcyjne niż przy zastosowaniach sanitarnych. Największe termostatyczne zawory mieszające dostępne na rynku w wykonaniach kołnierzowych w średnicach DN 80 i DN 100 są w stanie obsłużyć przepływy nawet do 1200 l/min.

Termostatyczne zawory mieszające – budowa

Jak zbudowane są termostatyczne zawory mieszające? Zmieszanie dwóch strumieni wody zimnej i gorącej realizowane jest w dwojaki sposób. Większość tradycyjnych rozwiązań oparta jest na woskowym elemencie termostatycznym. Woda zmieszana opływa element termostatyczny zintegrowany w zaworze tak, że możliwe jest uzyskanie stałej temperatury wypływającej wody. Zmiana temperatury wywołuje wzrost objętości wypełnienia woskowego. Trzpień elementu termostatycznego zostaje wypchnięty proporcjonalnie do wzrostu objętości wypełnienia. Po spadku temperatury objętość wypełnienia zmniejsza się, a trzpień zostaje cofnięty przy pomocy sprężyny.

Zawor termostatyczny Pienkowska234fot1

W przypadku, gdy woda jest zbyt zimna w stosunku do nastawy, sprężyna dociska zespół zamknięcia co powoduje zamykanie dopływu zimnej wody i jednoczesne otwieranie dopływu wody gorącej. Gorąca woda oddziałuje na zespół zamknięcia z elementem termostatycznym. Następuje wypchnięcie trzpienia, które powoduje przymykanie dopływu wody gorącej i jednoczesne zwiększenie dopływu wody zimnej. Osiągnięty zostaje stan równowagi pomiędzy sprężyną a trzpieniem, który umożliwia utrzymanie stałej temperatury wody zmieszanej na wylocie.

Takie tradycyjne rozwiązania są wrażliwe na wahanie ciśnienia. Aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie takiej armatury ciśnienia po stronie zimnej i gorącej wody powinny być na zbliżonym lub identycznym  poziomie, i najlepiej niezmienne w czasie.

Ze względu na ruchomą część oraz element termostatyczny zanurzony w wodzie tradycyjne termostatyczne zawory mieszające są wrażliwe na odkładanie się kamienia kotłowego. Element termostatyczny powinien charakteryzować się wysoką czułością, co pozwala zapewnić wysoką sprawność regulacji również przy małych przepływach.

Termostatyczne zawory mieszające  a kamień kotłowy

Tradycyjne zawory mieszające są wrażliwe na odkładanie się kamienia kotłowego (osady wapienne zaburzają odczuwanie ciepła przez element termostatyczny) w przypadku silnego zmineralizowania wody zaleca się zastosowanie urządzeń uzdatniających w celu ochrony armatury i rur przed uszkodzeniem, względnie przed zakłóceniami ich funkcjonalności. Dotyczy to zwłaszcza tzw. gorącej części instalacji, która narażona jest na osadzanie się kamienia znacznie bardziej niż część zimna.

Bardziej niezawodnym, szybciej reagującym na zmiany parametrów w instalacji jest rozwiązanie bazujące na idei paska bimetalicznego złożonego z dwóch różnych pod względem właściwości fizykochemicznych metali reagujący zmianą kształtu na zmianę temperatury. Dwa paski regulują przepływ już na dopływie, w dwóch oddzielnych komorach, jak by w dwóch oddzielnych zaworach. Reakcja paska bimetalicznego powoduje zmiany przepływu. Tutaj zmiany następują w bardzo krótkim czasie, natychmiastowo (+/-1 s).

Ciśnienie wody

Ciśnienie wody nie ma wpływu na pracę paska bimetalicznego, wyeliminowane są tym samym zaburzenia w pracy mieszacza związane z wahaniami ciśnienia. Bez względu na przepływ (również przy minimalnych przepływach) rozwiązanie to z racji na wysoką czułość paska oraz brak inercji (odchyleń temp. od nastawy) gwarantuje ciągłą i precyzyjną regulację temperatury. Równie dokładna regulacja jest zapewniona przy dużych i minimalnych przepływach. Dodatkowo takie rozwiązanie charakteryzuje się prawie całkowitym brakiem histerezy (opóźnieniem działania).

Zakłada się, że kompensacja zmieniających się parametrów powinna mieć miejsce w czasie nie dłuższym niż 2 s, tak żeby nie była ona odczuwalna przez użytkownika.

Dodatkowo, pisząc o budowie, wspomnieć należy o konstrukcji zaworu, tradycyjne zawory termostatyczne w większości przypadków zamknięte są w jednym korpusie, często bez możliwości wymiany wkładki oraz przeprowadzenia jakichkolkwiek zabiegów eksploatacyjnych.

Najwyższe wymagania europejskich przepisów sanitarnych spełniają termostatyczne zawory mieszające z wymiennymi wkładami. Wymienny wkład umożliwia płukanie zaworu, wymianę wkładu (na wypadek np. zauważenia znacznych osadów wapiennych) oraz – co ważne w aspekcie higieny instalacji – dezynfekcję części instalacji za zaworem termostatycznym.

Zwróć uwagę!

Na co jeszcze zwrócić uwagę w przypadku termostatycznych zaworów mieszających? Nastawa odpowiedniej temperatury zmieszania w większości dostępnych na rynku zaworów mieszających do c.w.u. odbywa się na pokrętle, możliwa jest regulacja w zależności od wybranego produktu w różnych zakresach, przykładowo w zakresie 30-65°C, 40-80°, 10-50° lub inna. Różnie rozwiązane jest też skalowanie. Na pierwszych prostszych i najtańszych zaworach mieszających na pokrętle mamy zaznaczone granice zakresu regulacji MIN i MAX, w wykonanych doskonalszych, przyjaznych użytkownikowi mamy do dyspozycji kilka do kilkunastu temperatur zaznaczonych na skali. W najnowszych wykonaniach na skali zaznaczone są temperatury +/-1˚C.

Część produktów umożliwia blokadę i zaplombowanie w celu ochrony przed ingerencją osób do tego nieuprawnionych. Dostępne jest na rynku wykonanie, które pozwala na zdalne sterowanie, zmiany nastawy i monitoring parametrów pracy (fot. 2). Dodatkowo taka armatura umożliwia zdalne zadawanie temperatury, wymuszenie procesu dezynfekcji, programowanie cykli automatycznej dezynfekcji termicznej oraz późniejszą ich kontrolę. Takie elementy mogą zostać wpięte w instalację automatyki BMS budynku.

Prawidłowa praca – określenie parametrów wody na wejściu

Aby zapewnić prawidłową pracę zaworów mieszających, wszyscy producenci na rynku określają parametry wody na wejściu na zawór. Należy zwrócić uwagę na różnicę temperatur między zimną i gorącą wodą. Powinna ona wynosić przynajmniej 5-10˚C (w zależności od producenta). Dodatkowo trzeba zwrócić uwagę na różnicę temperatur: woda gorąca – woda zmieszana, która również określana jest przeważnie jako > 10˚C.

Na dopływie ciepłej i zimnej wody zaleca się montaż filtra siatkowego oraz zaworów zwrotnych (niektóre wykonania wyposażone są odpowiednio w zawory zwrotne na wlocie). Zawory zwrotne zapobiegają wystąpieniu przepływu wody w niepożądanym kierunku, a filtry zapobiegają zakłóceniom pracy spowodowanym nieczystościami niesionymi przez wodę.

Termostatyczne zawory mieszające pojawiają się coraz częściej w instalacjach wody użytkowej. Podyktowane jest to głównie coraz większą uwagą, jaką przypisuje się higienie instalacji wodnych oraz komfortowi i  bezpieczeństwu użytkowników. Część inwestorów przy wsparciu projektantów decyduje się na zawory mieszające w obiektach, takich jak hotele, domy opieki starczej, internaty, akademiki, centra handlowe czy inne, w których nie jest to ściśle wymagane przepisami, dbając o higienę oraz ekonomię eksploatacji tych obiektów.

Joanna Pieńkowska

Ilustracje z arch. Watts.

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