Regulacja instalacji centralnego ogrzewania grzejnikowego w domu jednorodzinnym

Zrównoważenie instalacji co.  Regulowanie hydrauliczne instalacji co.

Zdarza się, że w domowej instalacji centralnego ogrzewania część grzejników ma zbyt niską temperaturę inne natomiast wymagają przymknięcia zaworów termostatycznych ponieważ grzeją zbyt mocno. Pomijając zapowietrzenie grzejników, z którym łatwo można sobie poradzić należało by się zastanowić czy instalacja jest prawidłowo zrównoważona hydraulicznie. 

Instalacja ogrzewania grzejnikowego składa się z obiegów grzewczych. Jeden obieg to układ przewodów niosących wodę, który biegnie od źródła ciepła, przez grzejniki i trafia z powrotem do źródła ciepła.

W skład instalacji oprócz przewodów i grzejników wchodzą ponadto zawory i kształtki a także źródło ciepła i pompa obiegowa wymuszająca przepływ wody w instalacji. 

Woda płynąca przez instalację napotyka opory przepływu, które można podzielić na:

• miejscowe, wywołane przepływem wody przez zawory, kolana, filtry, trójniki, grzejniki i zmiany przekroju rur.
• liniowe, wynikające z sił tarcia o ścianki przewodów. Opory liniowe zależą od długości średnicy, chropowatości rury i prędkości przepływu.

Jeżeli pojedynczy obieg to jedno pomieszczenie w domu, to oczywistym jest, że suma oporów w każdym z obiegów domu będzie inna. Jeżeli opory w różnych obiegach będą znacznie się różniły to woda zawsze popłynie tam gdzie będzie miała „łatwiej”, to znaczy tam gdzie będzie miała mniejsze opory i w konsekwencji instalacja nie będzie zrównoważona. W takiej niezrównoważonej instalacji grzejniki w jednym obiegu będą grzały mocniej a w innym mogą grzać słabo lub wcale ponieważ przepływ wody przez grzejniki znajdujące się w obiegu z dużymi oporami będzie minimalny. Ideą dobrze zrównoważonego przepływu wody w instalacji grzewczej jest to aby woda „niosąca” ciepło dostarczyła każdemu grzejnikowi pożądaną ilość tego ciepła. Woda przepływająca zbyt szybko przez grzejnik nie zdąży oddać mu odpowiedniej ilości ciepła natomiast zbyt wolny przepływ przez grzejnik spowoduje zbędne schłodzenie wody na powrocie. 

Zrównoważenie instalacji oznacza wyrównanie oporów przepływu we wszystkich obiegach. Powinno być to przeprowadzone na etapie projektowania. Po ustaleniu sumy oporów przepływu w każdym z obiegów, za punkt wyjścia przyjmuje się obieg, w którym występują największe opory. W pozostałych obiegach należy tak zdławić przepływ aby uzyskać zbliżone wartości oporów. Do zdławienia przepływów służą nastawy wstępne przepływów na zaworach termostatycznych. 

Niewyregulowana hydraulicznie instalacja prowadzi do pojawiania się niekorzystnych zjawisk:

• niedogrzane lub przegrzewane pomieszczenia,
• zawyżone spalanie paliwa w źródle ciepła,
• szumy i hałas dochodzący z instalacji,
• obniżona sprawność kotła kondensacyjnego,
• zwiększona emisja spalin do atmosfery.

Ponadto niezrównoważona instalacja może wprowadzić użytkownika w błąd sugerując źle dobrany kocioł lub pompę obiegową. 

Nowoczesne zawory termostatyczne zamontowane na grzejnikach posiadają dwie funkcje, pozwalają na ustawienie pożądanej w pomieszczeniu temperatury jak również przeprowadzenie regulacji hydraulicznej przepływającego przez grzejnik czynnika grzewczego. Do regulacji temperatury służy głowica termostatyczna z naniesioną skalą ustawienia temperatury. Są to zazwyczaj cyfry od 0 do 5 lub 6. Im wyższa cyfra tym grzejnik będzie cieplejszy. W głowicy znajduje się mieszek z wypełniony substancją reagującą zwiększeniem objętości przy podwyższeniu temperatury.  Zmieniająca się objętość mieszka powoduje przesuwanie się iglicy zamykając lub otwierając przepływ wody do grzejnika. 

Po zdemontowaniu głowicy termostatycznej zostanie odsłonięty pierścień nastawczy. Pierścień ten służy do regulacji hydraulicznej przepływającego przez grzejnik czynnika grzewczego. Również tam naniesione są oznaczenia cyfrowe. Wybranie pozycji 1 spowoduje maksymalne zdławienie przepływu natomiast wybranie najwyższego numeru będzie skutkowało tylko niewielkim dławieniem. Pozycja N odpowiada całkowitemu otwarciu przepływu.

W polskich przepisach nie ma wymogu, określonego wprost, równoważenia hydraulicznego instalacji ogrzewania budynków. Jak wykazuje praktyka projektowa, wyznaczanie nastaw wstępnych zaworów termostatycznych dla małych instalacji wykonywane jest dosyć rzadko. Z tego powodu instalator po napełnieniu i odpowietrzeniu instalacji powinien sam dokonać regulacji przepływów. W sytuacji kiedy grzejniki w domu mają duże różnice w temperaturze i przyczyną tego nie są nastawy zaworów termostatycznych, należałoby sprawdzić ustawienia na pierścieniach nastawczych tych zaworów. Jeżeli nie ma możliwości dokonania analizy obiegów i obliczenia strat ciśnienia, należy przyjrzeć się poszczególnym obiegom i metodą prób i błędów ustawić przepływy.  Ogólnie rzecz ujmując grzejniki usytuowane najdalej od źródła ciepła powinny mieć ustawiony maksymalny przepływ natomiast te umieszczone blisko źródła ciepła przepływ zdławiony.

Głowice termostatyczne nie służą do równoważenia instalacji a jedynie do ustawiania pożądanej temperatury w pomieszczeniu. W zrównoważonej instalacji zamykanie i otwieranie zaworów termostatycznych na poszczególnych grzejnikach nie stanowi problemu dla pracy instalacji zasilanych nowoczesnymi pompami obiegowymi. Pompy te mogą płynnie regulować swoją wydajność nie zmieniając wysokości podnoszenia. Dzięki temu, pomimo pracy zaworów termostatycznych, prędkości przepływu i ciśnienie wody w instalacji pozostają na tym samym poziomie..

Efektywność działania instalacji grzewczej to nie tylko właściwe zrównoważenie ale także właściwie dobrana moc grzejników i odpowiednie ich usytuowanie. Najlepsze miejsce dla grzejnika jest pod parapetem okiennym, nie może być on w żaden sposób zasłonięty ani zabudowany, nagrzane powietrze powinno mieć możliwość swobodnej cyrkulacji. Minimalna odległość w pionie od parapetu i podłogi to 10 cm. Natomiast głowica termostatyczna grzejnika powinna być usytuowana w takim miejscu, które możliwie najwierniej odzwierciedla temperaturę w pomieszczeniu. Oznacza to, że głowica nie powinna być schowana np. za zasłonką ani nie powinna być oświetlana bezpośrednio przez promienie słoneczne.