Odpowiednio dobrana armatura grzejnikowa jest podstawą prawidłowego podłączenia grzejnika, a w dalszej kolejności zapewnienia właściwej regulacji temperatury pomieszczenia. Na rynku dostępnych jest szereg różnorodnych rozwiązań montażowych. Bazę stanowi zestaw obejmujący zwór i głowicę termostatyczną oraz zawór odcinający.
Armatura grzejnikowa – podstawy integracji z instalacją c.o.
Grzejnik podłączany jest do centralnego ogrzewania za pomocą dwóch rur będących częścią systemu grzewczego. Pierwsza (zasilająca) dostarcza do grzejnika gorącą wodę ze źródła ciepła, natomiast druga (powrotna) odpowiada za odprowadzenie wody schłodzonej. Integracja z instalacją odbywa się poprzez połączenie wyprowadzeń rur i gałązek – zasilającej i powrotnej. Odpowiedni montaż zapewnia armatura grzejnikowa, której rodzaj należy dopasować do specyfiki instalacji oraz samego grzejnika.
W przypadku grzejników bocznozasilanych wyprowadzenie gałązek umiejscowione jest z boku urządzenia, a podłączenie odbywa się z poprzez montaż zaworów o odpowiednio dobranym kształcie (prosty, kątowy, osiowy, aksjalny) wraz z głowicą na zasilaniu i zaworów odcinających (prosty, kątowy) na powrocie. W grzejnikach zintegrowanych, tzw. dolnozasilanych panelowych, funkcję zaworów termostatycznych pełnią wkładki zaworowe wbudowane w gniazdo grzejnika. Opcję regulacji uzyskuje się dzięki zastosowaniu głowicy termostatycznej na zasilaniu.
Grzejniki mają wewnętrzny kanał, który transportuje ciepłą wodę w górę urządzenia. Kanały te standardowo wyposaża się w zintegrowane przyłącza podwójne, umożliwiające m.in. regulację i odcięcie grzejnika na potrzeby późniejszej eksploatacji. Rezygnację z armatury odcinającej w grzejnikach zintegrowanych i bocznozasilanych obecnie uznaje się za błąd w sztuce instalatorskiej. Odrębną grupę urządzeń stanowią grzejniki drabinkowe oraz łazienkowe, które mogą mieć podłączenie dolne lub boczne. Tu zastosowanie znajdują dekoracyjne wersje głowic termostatycznych oraz zaworów grzejnikowych, np. osiowych czy bloków przyłączeniowych, takich jak przyłącza podwójne, zintegrowane typu duo-plex czy jednootworowe. W przypadku grzejników dekoracyjnych głowica termostatyczna może zostać zainstalowana na zasilaniu lub na powrocie.
Gdy jedynym źródłem ciepła w pomieszczeniu jest grzejnik, głowica termostatyczna montowana jest na przewodzie zasilającym, natomiast gdy stanowi je ogrzewanie podłogowe stosuje się tzw. ogranicznik temperatury powrotu. Wówczas zawór termostatyczny wraz z głowicą montowany jest na przewodzie powrotnym, co ma na celu ograniczanie temperatury wody przepływającej przez grzejnik.
Armatura grzejnikowa– budowa oraz dobór głowic i zaworów termostatycznych
Głowice termostatyczne przeznaczone są do instalacji na zaworach termostatycznych oraz na wkładkach zaworowych wbudowywanych w grzejniki dolnozasilane. W zestawie z zaworem termostatycznym lub wkładką zaworową regulują temperaturę w pomieszczeniu poprzez zmianę wielkości strumienia gorącej wody przepływającego przez grzejnik. W głowicę wbudowany jest czujnik wypełniony termokurczliwą substancją – cieczą, gazem bądź woskiem, która reaguje na zmiany temperatury otoczenia. Zmiana temperatury wpływa na zmianę ciśnienia i objętości substancji w czujniku – rozszerzając lub kurcząc się, wprawia w ruch sprężynę, a dalej popychacz bezpiecznika głowicy. Poruszający się bezpiecznik oddziałuje bezpośrednio na trzpień w grzybku zaworu termostatycznego, powodując jego pionowy ruch. Opuszczając się lub unosząc, odcina on lub uwalnia dopływ ciepłej wody z instalacji, co przekłada się na wychłodzenie grzejnika lub zwiększenie jego mocy grzejnej. W konsekwencji w pomieszczeniu robi się odpowiednio cieplej lub zimniej. Temperatura otoczenia w sposób ciągły wpływa na fizykochemiczne właściwości substancji w czujniku głowicy. Zmiany uruchamiają sekwencję przyczynowo-skutkową mającą przełożenie na całą instalację. Mechanizm gwarantuje utrzymanie temperatury pomieszczenia na pożądanym przez użytkownika poziomie.
Głowica termostatyczna ma nadrukowaną skalę nastaw – poszczególne numery odpowiadają konkretnym zakresom temperatur, określonym w instrukcji producenta. Korzystając z nastaw, użytkownik programuje zestaw termostatyczny na osiągnięcie i utrzymanie zadanej temperatury w pomieszczeniu. Regulacja następuje przez obrót pokrętła głowicy.
Dobór i montaż głowicy termostatycznej
Dla właściwego doboru i montażu głowicy termostatycznej kluczowa jest weryfikacja następujących parametrów:
- wymiar gwintu zaworu termostatycznego lub samej wkładki – jego odpowiedni dobór jest niezbędny, aby zapewnić spasowanie gwintów nakrętki montażowej głowicy i zaworu/wkładki, a w konsekwencji swobodę montażu. Najbardziej uniwersalny gwint przyłączeniowy to M30 x 1,5. Armatura grzejnikowa w innym standardzie wymaga zastosowania odpowiednich adapterów lub wymiany elementu;
- występowanie specyficznego, wymuszonego przez zawór lub wkładkę termostatyczną rodzaju połączenia, np. przystosowanie do montażu na tzw. click (zatrzask);
- wartość wielkości skoku trzpienia zaworu lub wkładki – jest to kluczowy parametr mający bezpośrednie przełożenie na efekt zamykania/otwierania przepływu czynnika grzewczego przez grzejnik. Przy wadliwie dobranej głowicy wystąpi zjawisko niedomykania lub zbyt szybkiego tłumienia przepływu. W pierwszym przypadku grzejnik będzie pozostawał ciepły pomimo skręcania nastawy głowicy, zaś przy zbyt szybkim zamykaniu nie będzie w stanie osiągnąć pożądanej przez użytkownika mocy grzejnej. Najbardziej popularny na rynku wymiar zamknięcia zaworu termostatycznego wynosi 11,5 mm;
- lokalizacja grzejnika i umiejscowienie głowicy – jest to istotne z perspektywy zapewnienia podstawowej funkcjonalności produktu oraz ze względów montażowych (tu istotne są ograniczenia związane z wielkością produktu i umożliwienie użytkownikom swobodnego dostępu do regulacji). W odniesieniu do funkcjonalności należy pamiętać, że wskazania termostatu odnoszą się do punktu, w którym się znajduje. Dla prawidłowej pracy czujnika, głowica powinna być zamontowana poziomo, nie może być przysłonięta z góry, ani z boku (parapet, zasłony, meble) oraz znajdować się w punkcie pomieszczenia, gdzie może być akumulowane ciepłe lub zimne powietrze;
- uwaga: przy braku spełnienia opisanych warunków można zastosować głowice termostatyczne z czujnikiem zdalnym, w których element wykonujący pomiar temperatury zlokalizowany jest na zewnątrz, a połączenie z czujnikiem w głowicy odbywa się za pomocą specjalnej kapilary.
- potrzeba blokady demontażu głowicy termostatycznej lub regulacji nastaw w konkretnym przedziale – w przypadku montażu w obiektach użyteczności publicznej lub częściach wspólnych obiektów mieszkalnych konieczne jest stosownie głowic termostatycznych ze specjalną ochroną przed demontażem i ingerencją nieupoważnionych osób. Najczęściej wymaganą na inwestycjach blokadą jest ograniczenie na 16°C stosowane w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych, wynikające z zapisów rozporządzenia dotyczącego „Warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie”. Większość producentów głowic termostatycznych oferuje modele z fabrycznie założoną, odpowiadającą zapotrzebowaniu klienta blokadą nastaw. Zabezpieczenie przed demontażem realizowane jest z wykorzystaniem specjalnych trzpieni blokujących, obejm, wypełniaczy otworu śruby imbusowej itp.
Dobór i montaż zaworu termostatycznego
Dla właściwego doboru i montażu zaworu termostatycznego kluczowa jest weryfikacja następujących parametrów:
- dopasowanie zaworu do przepływu obliczeniowego definiującego zapotrzebowanie na ciepło na konkretnym odcinku instalacji w danym pomieszczeniu. Na rynku można znaleźć urządzenia o zróżnicowanych zakresach pracy – od zaworów o obniżonym przepływie przeznaczonych do mniejszych odbiorników, np. grzejników łazienkowych, aż po rozwiązania obsługujące duże przepływy, czyli mające zwiększony współczynnik Kv. W celu zapewnienia efektywnej pracy instalacji należy wybrać zawór, którego zakres regulacji ściśle pokrywa się z przepływem obliczeniowym wynikającym z projektu. Jeżeli będzie on zbyt duży, to uzyskamy niską nastawę, a w konsekwencji słabe równoważenie między grzejnikami i regulację obarczoną dużym błędem;
- czy zawór termostatyczny ma nastawę wstępną oraz jaka jest jej precyzja.
Należy zauważyć, że w instalacjach wykorzystujących zawory z nastawą wstępną obserwuje się dużo mniejsze straty ciepła, czyli znaczące oszczędności energii. Dzięki nastawie możliwym staje się wyrównanie różnic oporu hydrostatycznego pomiędzy bliższymi i dalszymi odgałęzieniami głównego przewodu zasilającego instalacji. Im dłuższy przewód łączy grzejnik ze źródłem ciepła, tym większy jest opór, jaki czynnik grzewczy musi pokonać, aby do niego dotrzeć. Woda zwykle płynie tam, gdzie napotyka najmniejszy opór. Przy kilku podobnych grzejnikach umieszczonych w różnych odległościach od punktu zasilania najwięcej wody przepłynie przez ten znajdujący się najbliżej – będzie on najcieplejszy. Urządzenie zainstalowane najdalej zasilane małym przepływem pozostanie chłodniejsze. Brak zrównoważenia hydraulicznego instalacji będzie skutkował przegrzewaniem części pomieszczeń i niedogrzaniem pozostałych. Tę różnicę można zniwelować, stosując wstępną nastawę zaworu.
Kryzowanie zaworów zapewnia możliwość dokładnej regulacji i precyzyjnego ustawienia całego systemu grzewczego. Wybierając najniższą wartość nastawy zaworu, uzyskuje się maksymalne stłumienie przepływu wody, a co za tym idzie – jej minimalny przepływ. Przy najwyższej wartości woda będzie przepływała przez zawór z największą możliwą wydajnością. Po dokonaniu kryzowania zaworu będzie się on otwierał tylko do poziomu ograniczonego nastawą – nawet pomimo braku nacisku ze strony głowicy termostatycznej. Niezbędne jest tutaj ustalenie pożądanego przepływu zaworu poprzez dobranie właściwych nastaw. Niestety, w praktyce wielu instalatorów zostawia zawory całkowicie otwarte i w efekcie potencjał regulacyjny głowic termostatycznych nie jest w pełni wykorzystywany. Podsumowując, odpowiednio zbalansowana instalacja to gwarancja zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło oraz obniżenia zużycia energii elektrycznej przez pompę obiegową.
Armatura grzejnikowa – odcięcie i regulacja przepływu po stronie przewodu powrotnego
Armatura grzejnikowa to również zawory powrotne przeznaczone do montażu na grzejniku centralnego ogrzewania po stronie przewodu powrotnego. Mają one za zadanie zagwarantować przepływ czynnika grzewczego tylko w jednym, ustalonym kierunku. Umożliwiają indywidualne odcinanie grzejnika podczas jego eksploatacji lub wymiany, bez konieczności opróżniania instalacji z czynnika grzewczego.
Zawory powrotne w większości mają funkcję nastawy wstępnej wykorzystywanej do regulacji przepływów w instalacji centralnego ogrzewania. W związku z tym mogą być stosowane w zestawie z zaworami termostatycznym bez nastawy wstępnej, np. w instalacjach grawitacyjnych. Realizację nastawy dokonuje się po zdjęciu kołpaka ochronnego zaworu, za pomocą klucza imbusowego. Odkręcając grzybek zaworu, począwszy od pozycji zamkniętej, o odpowiednią liczbę obrotów można ustawić jego przepustowość według diagramów przepływu producenta. Tutaj należy przestrzec instalatorów przed używaniem do regulacji przepływu zaworów kulowych. Stosuje się je jedynie jako zawory odcinające zamknij/otwórz, a częściowo przymknięte zaburzają przepływ wody i nie zapewniają odpowiedniej precyzji.
Podobne zastosowanie i funkcję mają podwójne przyłącza przeznaczone do montażu grzejników z podłączeniem dolnym o rozstawie 50 mm.
Armatura grzejnikowa – pozostałe ważne kwestie
W przypadku zaworów grzejnikowych, niezależnie od ich rodzaju, kluczową kwestią jest również dopasowanie średnic i gwintów przyłączeniowych do typu instalacji oraz grzejnika. Zawory łączone są z różnymi typami rur (np. PEX, Cu, stalowymi) za pomocą złączek. Stabilny i szczelny montaż często wymaga wykorzystania różnorodnych, specjalnych adapterów czy muf redukcyjnych. Do uszczelnienia połączeń na gwincie wykorzystywane są wciąż tradycyjne pakuły, pasta uszczelniająca bądź taśma teflonowa.
Przy doborze armatury grzejnikowej, szczególnie w przypadku wymian i popularnych obecnie termomodernizacji, istotne znaczenie mają wymiary zaworów. Często konieczne jest dopasowanie się do istniejącej instalacji lub przemyślenie sposobu korekty odległości, głębokości czy średnic montażowych. Aby wybrać odpowiednie rozwiązania pomocne bywają typoszeregi, do których odnoszą się producenci – grupują one produkty m.in. w zależności od zamienności wymiarowej.
Publikacja artykułu: marzec 2023 r.
