Sterowanie automatyczne (6)

ABC instalacji

Nawet starannie i fachowo zaprojektowana instalacja centralnego ogrzewania, z zrównoważonymi przepływami i centralną regulacją temperatury wody grzewczej nie potrafi w sposób doskonały zapewnić dla poszczególnych grzejników dostawy takiej ilości ciepła, jaka w danej chwili jest niezbędna celem uzyskania wymaganej temperatury ogrzewanego pomieszczenia.
 Będą to zyski ciepła od nasłonecznienia, pracujących urządzeń gospodarstwa domowego, obecności ludzi, straty spowodowane wietrzeniem czy wreszcie indywidualne odczucia użytkowników mających różne wymagania odnośnie do optymalnej temperatury.
 Dla zapewnienia w ogrzewanym pomieszczeniu komfortu cieplnego i uzyskania oszczędności energii dzięki utrzymaniu optymalnej temperatury niezbędna jest dodatkowa, automatyczna regulacja każdego grzejnika. Regulację taką realizujemy stosując termostatyczne zawory grzejnikowe.

Termostatyczne zawory grzejnikowe

 O historii zaworów termostatycznych pisaliśmy w pierwszym odcinku naszego cyklu. Termostatyczne zawory grzejnikowe zbliżone do rozwiązań współczesnych stosuje się na świecie od lat pięćdziesiątych, w kraju od końca lat osiemdziesiątych.
 Należy stwierdzić, że po zmianach ustrojowych znaczenie tych urządzeń dla racjonalnej techniki grzewczej zostało docenione bardzo szybko, gdyż zarządzenie dotyczące obligatoryjnego stosowania zaworów termostatycznych ogłoszono 4 października 1990 r.
 Zanim przejdziemy do opisu budowy i działania grzejnikowego zaworu termostatycznego, przedstawimy kilka podstawowych pojęć. Zawór termostatyczny, jak każde urządzenie mechaniczne, cechuje się w swym działaniu pewnymi odchyłkami. Dla tego samego przepływu przez zawór przy procesie otwierania i zamykania, będzie panowała różna temperatura czynnika. Aby zawór spełniał swe zadanie, różnica ta, zwana histerezą, musi być niewielka i ściśle określona. Według wymogów unijnej normy EN 215 nie powinna przekraczać 1 K (jeden stopień w skali Kelvina).
 Natomiast odchyłka proporcjonalna określająca różnicę pomiędzy temperaturą początku otwarcia a temperaturą czynnika przy pełnym otwarciu winna wynosić 2K.

Budowa i działanie

 Zawór składa się z członu nastawczego, jakim jest głowica termostatyczna, i wykonawczego, czyli właściwego zaworu. W typowym rozwiązaniu czujnik temperatury znajduje się w głowicy. Może być także zainstalowany z dala od zaworu, jak to miało miejsce w pierwszych regulatorach grzejnikowych wykonywanych na początku stulecia i połączonych z głowicą przewodem kapilarnym. Wypełniony czynnikiem termostatycznym czujnik poprzez popychacz oddziałowuje na trzpień zespolony z grzybkiem zaworu.
 Czujnik, będący podstawowym elementem zaworu, dla swego działania wykorzystuje zachodzącą pod wpływem temperatury cieplną rozszerzalność cieczy lub ciała stałego, zmianę prężności par nasyconych lub objętości czynnika w czasie zmiany stanu skupienia.
 Dużo zalet posiadają czujniki parowe, wymagające jednak bardzo starannego wykonania sprężystego mieszka, w którym znajduje się czynnik termostatyczny. Odpowiednio i z właściwych materiałów wykonany mieszek jest także warunkiem poprawnego działania i długiej żywotności czujników cieczowych, aktualnie najbardziej popularnych.
 Czujniki wypełnione ciałem stałym lub substancją topniejącą, w charakterze której używano mieszaniny wosków posiadają znacznie prostszą budowę, są tańsze od cieczowych i parowych i były często stosowane przed 20 - 30 laty. Ze względu na szereg wad obecnie powoli wychodzą z użycia.
 Dla zmniejszenia wpływu na czujnik rozgrzanego od przepływu wody grzewczej zaworu, popychacz trzpienia wykonuje się z materiału izolacyjnego.

Oznaczenia i użytkowanie

 Znaczone dawniej na głowicach wartości temperatur, zwykle od 8 do 26 st. C, obecnie określa się cyframi w przedziale od 1 do 5 / lub 0 /, ponieważ wartości temperatur nie odpowiadały w pełni rzeczywistym temperaturom panującym w pomieszczeniu. Cyfra 1 oznacza najniższą temperaturę, cyfra najwyższa (5 lub 0) największą. Niekiedy na czole głowicy widnieje zwężająca się strzałka, z znajdującym się w najszerszym miejscu napisem MAX.
 Ogranicznik całkowitego zamknięcia ustawiony na temperaturę 5 - 6 st. C chroni instalację przed zamarznięciem, a najczęściej pozycja ta oznaczona jest śnieżną gwiazdką. Większość głowic posiada tzw. pierścień pamięci umożliwiający po zamknięciu powrót do pierwotnej nastawy. Można także spotkać głowice wyposażone w przycisk blokujący ustawioną pozycję.
 Najkorzystniejszy jest montaż zaworu z głowicą umieszczoną poziomo i odsłoniętą, a nie zakrytą firanką czy kotarą, ponieważ ma reagować na temperaturę pomieszczenia. Jeżeli zabudowa grzejnika nie pozwala na odsłonięcie głowicy, to stosuje się zdalnie umieszczony czujnik, połączony z głowicą kapilarnym przewodem o typowej długości wynoszącej 2 m.
 Pomieszczenia z grzejnikowymi zaworami termostatycznymi należy wietrzyć krótko i intensywnie. Przy dłuższych wietrzeniach koniecznie ustawić głowicę na minimum. Pamiętajmy, że wzrost temperatury w pomieszczeniu tylko o 1 stopień powoduje zwiększenie zużycia energii nawet do 10 proc.
 Gdy głowicę przypadkowo zdejmiemy, to na korpusie zaworu zobaczymy opisaną cyframi podziałkę. Oznacza to tzw. wstępną nastawę zaworu, której wartość pozycji określono w projekcie instalacji. Są zawory, w których zmianę nastawy wstępnej można dokonać specjalnym kluczem, w innych klucz nie jest potrzebny. Nigdy nie należy nastawy zmieniać, gdyż rozregulujemy nie tylko nasz grzejnik, ale także inne grzejniki w pionie lub segmencie instalacji.
 W kolejnym odcinku będziemy kontynuować tematykę związaną z termostatycznym zaworami grzejnikowymi.

Zbigniew Szpil