Zawory mieszające i regulacja temperatury wody w instalacji

Zawory mieszające to dość szerokie zagadnienie, obejmujące kilka rodzajów urządzeń, różne ich zastosowania oraz odmienną zasadę działania. Głównym zadaniem zaworów mieszających jest regulacja temperatury medium.

Regulacja temperatury medium w instalacji polega ona na mieszaniu dwóch strumieni cieczy o różnych temperaturach w odpowiednich proporcjach, tak żeby uzyskać wymaganą przez użytkownika temperaturę (rys. 1). Poprzez realizację tego zadania zawory te pełnią funkcję antypoparzeniową, zabezpieczają powrót kotła przed zbyt niską temperaturą powrotu oraz zapewniają optymalne parametry w instalacji, wpływające bezpośrednio na komfort użytkowania wszystkich jej elementów.

Zawory mieszajace Biernacki234rys_2

Zawory mieszające – zastosowanie

Zawory mieszające mają bardzo szerokie zastosowanie zarówno w instalacjach centralnego ogrzewania, jak również biorą udział w przygotowaniu ciepłej wody użytkowej. W pierwszej kolejności skupmy się na systemach grzewczych. W takich układach stosuje się zawory mieszające termostatyczne oraz zawory mieszające z możliwością montażu siłownika elektrycznego.

Pierwsze z nich posiadają już wbudowany czujnik, który umożliwia automatyczną regulację temperatury czynnika grzewczego. Zawory tego typu posiadają pokrętło ze skalą, dzięki któremu możliwe jest ustawienie konkretnej temperatury, jaka powinna być utrzymywana. Tego typu rozwiązanie nie potrzebuje zewnętrznego sterowania, natomiast wymaga niekiedy ręcznej korekty nastawy temperatury w momencie, kiedy warunki pogodowe ulegną zmianie i potrzebne jest obniżenie lub podwyższenie parametrów w instalacji. Identyczną zasadę działania posiadają zawory termostatyczne służące do zabezpieczenia temperatury powrotu w kotłach stałopalnych. Różnią się natomiast tym, że nie mają możliwości zmiany temperatury i występują już z konkretną nastawą fabryczną, np. 50ºC (rys. 4).

Zawory mieszajace Biernacki234rys_4

Drugim rodzajem zaworów mieszających używanych w instalacjach c.o. są takie, które w połączeniu z siłownikiem elektrycznym ściśle współpracują z automatyką kotła. Dzięki temu zmiana temperatury wody zmieszanej dokonywana jest automatycznie przez kocioł wyposażony w regulator pogodowy. Takie rozwiązanie umożliwia dostosowanie odpowiedniej temperatury czynnika grzewczego do warunków atmosferycznych i nie wymaga ingerencji użytkownika. Pozwala także na pewne oszczędności z tytułu obniżenia temperatury w układzie, kiedy na zewnątrz zrobi się cieplej.

Te zawory występują w wersji 3-drogowej i stosowane są głównie na pionach instalacyjnych ogrzewania niskotemperaturowego (podłogowego i ściennego) oraz w wersji 4-drogowej mającej zastosowanie głównie z kotłami stałopalnymi. To drugie rozwiązanie przy okazji zabezpiecza również powrót przed zbyt niską temperaturą, a co za tym idzie – zwiększa żywotność urządzenia i poprawia jego sprawność (rys. 5).

Zawory mieszajace Biernacki234rys_5

W systemach zaopatrujących budynki w ciepłą wodę stosowane są głównie zawory termostatyczne. Powodem jest między innymi to, że utrzymywana temperatura ciepłej wody jest stała i nie ma konieczności jej zmiany w zależności od warunków pogodowych. Zakres regulacji tych zaworów mieści się w przedziale 30-70ºC. Górna nastawa używana jest do dezynfekcji instalacji i usuwania Legionelli – bakterii powodującej ostre zapalenia płuc. Zawory mieszające do c.w.u. montowane są centralnie (rys. 3), bezpośrednio przy zasobnikach lub miejscowo tuż przy punkcie poboru wody (baterie bezdotykowe, baterie typu press).

Zawory mieszajace Biernacki234rys_3

Zawory mieszające – zalety i wady

Zarówno zawory mieszające termostatyczne, jak i te z możliwością montażu siłownika posiadają swoje wady i zalety. Zawory termostatyczne są bardzo proste w montażu i eksploatacji, co nie sprawia problemów instalatorom, a w późniejszym czasie użytkownikom. Zmiana nastawy polega jedynie na przekręceniu pokrętła. Za przemawia również aspekt ekonomiczny – zawory te są tańsze. Minusem takiego rozwiązania (w przypadku instalacji c.o.) jest brak możliwości automatycznego sterowania. Zawory termostatyczne są również dużo bardziej wrażliwe na zanieczyszczoną i agresywną wodę. Wydzielający się kamień lub osady w instalacji mogą zakłócać działania elementów znajdujących się wewnątrz. Posiadają także dużo mniejsze przepływy, co ogranicza ich zakres stosowania.

Zawory mieszające z możliwością montażu siłownika mają prostszą budowę, co sprawia, że są mniej wrażliwe na zanieczyszczenia występujące w instalacji. Posiadają również, po zamontowaniu siłownika elektrycznego, możliwość automatycznego sterowania. Powoduje to, że instalacja c.o. staje się praktycznie bezobsługowa. Ich montaż jest natomiast bardziej skomplikowany ze względu na połączenia elektryczne i odpowiednie zestrojenie z automatyką sterującą. W przypadku zaworów mieszających 4-drogowych ważne jest także, aby odpowiednio przyłączyć strumienie wpływające do zaworu i wypływające z niego (rys. 4). W zależności od średnic posiadają bardzo duże przepływy, co sprawia, że mogą być stosowane nawet w rozbudowanych układach.

Zawory mieszajace Biernacki234rys_4

Odpowiedni dobór

Tak jak w przypadku każdego urządzenia występującego w instalacji konieczny jest odpowiedni dobór. Dokonujemy go na podstawie miejsca zastosowania i związaną z nim funkcją. W przypadku zaworów, które mają być zastosowane do instalacji wody użytkowej, ważny jest wybór odpowiedniego zakresu regulacji, czyli np. 30-65ºC. Konieczne jest także dostosowanie przepływu zaworu do ilości odbiorników. Tutaj bardzo często popełniany jest błąd, co powoduje niedobór ciepłej wody w przypadku zaworu o zbyt małym przepływie. Stosując zawór termostatyczny do instalacji c.o. (najczęściej ogrzewania podłogowego rys. 2), zasada doboru obowiązuje taka sama: odpowiedni zakres, np. 20-43ºC, oraz przepływ odpowiedni do ilości pętli.

Zawory mieszajace Biernacki234rys_2

Jeśli chodzi o zawory z siłownikiem, to wersję 3-drogową dobieramy w celu obniżenia temperatury medium na zasilaniu pionu grzewczego, natomiast wersję 4-drogową do obniżenia temperatury w pionie grzewczym oraz podwyższenia temperatury powrotu. Mają one zatem zastosowanie głównie w kotłach na paliwa stałe. Przy odpowiednim doborze urządzenia należy kierować się również średnicą i przepływem.

Często popełniane błędy

Podczas instalacji zaworów termostatycznych często popełnianym błędem jest montaż tuż nad zasobnikiem c.w.u. Grawitacyjnie ciepła woda z zasobnika podgrzewa zawór termostatyczny, co powoduje jego błędne działanie i przekłamywanie ustawionej temperatury w momencie otwarcia punktu czerpalnego. Zawór należy montować w pewnej odległości od zbiornika i nie bezpośrednio nad nim (rys. 3).

Zawory mieszajace Biernacki234rys_3

Kolejnym błędem jest brak zaworów zwrotnych na wejściach do mieszacza (po stronie wody zimnej i gorącej). Przy sprzyjających warunkach może to zakłócić kierunki przepływu wody przez zawór mieszający. Zdarzają się również zawory termostatyczne zablokowane z powodu pozostawionych w instalacji resztek materiału uszczelniającego, np. konopi.

Przy zaworach 3- i 4-drogowych większe problemy sprawiają połączenia elektryczne siłownika. Niekiedy zapomina się o odpowiednim ustawieniu czasu obrotu. Automatyka sterująca ustawiona jest fabrycznie na pewną wartość, niekoniecznie zgadzającą się z parametrami danego siłownika. Należy więc ustawić odpowiedni czas obrotu. Pod względem hydraulicznym w 4-drogowym zaworze mylone są wejścia z wyjściami, co sprawia, że instalacja nie działa.

Podsumowując, specyfika dzisiejszych instalacji zarówno c.o., jak i c.w.u. wymaga stosowania zaworów mieszających różnego rodzaju. Ważne, żeby odpowiednio je dobrać i zamontować, ponieważ zamiast usprawnić działanie systemu staną się źródłem problemów i awarii.

Łukasz Biernacki

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