Kocioł na paliwo stałe w nowoczesnej instalacji grzewczej
Kotły na paliwa stale zapewniają niskie koszty ogrzewania, dlatego cały czas są chętnie wybierane przez inwestorów. Jednak mają swoje specyficzne wymagania dotyczące instalacji grzewczej, w której będą pracować. Jakie warunki musi spełnić instalacja, by działały bezpiecznie przez długie lata?
Autor: materiały prasowe
Zastosowanie temperaturowego zaworu trójdrogowego - schemat instalacji z zaworem temperaturowym VTC.
Kotły na paliwa stałe na ogół są przeznaczone do pracy w instalacjach otwartych, w których woda ma kontakt z powietrzem. Zabezpieczeniem przed wzrostem ciśnienia podgrzewanej wody w takich systemach są otwarte naczynia wzbiorcze, które montuje się w najwyższym punkcie instalacji. Tymczasem we współczesnych domach standardem jest centralne ogrzewanie w systemie zamkniętym. Ciepło ze źródła ciepła jest rozprowadzane siecią przewodów do grzejników umieszczonych w poszczególnych pomieszczeniach, albo do instalacji ogrzewania płaszczyznowego (podłogowego lub ściennego). Przepływ czynnika grzewczego, którym najczęściej jest woda, jest wymuszony przez pompy obiegowe. Dzięki temu kocioł można zamontować w dowolnym miejscu instalacji (oczywiście uwzględniając wymagania dotyczące kubatury pomieszczenia, wentylacji i możliwości podłączenia do komina). Rury mogą mieć niewielkie średnice, znaczną długość i przebiegać w dowolny sposób, a dzięki temu łatwiej je zamontować. W takiej instalacji można zainstalować automatyczne zawory regulacyjne, bo opór, jaki stawiają, pompa pokona bez problemu. Przed wzrostem ciśnienia spowodowanym podgrzewaniem wody zabezpiecza przeponowe naczynie wzbiorcze i zawór bezpieczeństwa.
Aby jednak można było zastosować kocioł na paliwo stałe w instalacji zamkniętej, musi być ona koniecznie wyposażona w urządzenia do odprowadzania nadmiaru ciepła z kotła w przypadku przekroczenia w nim dopuszczalnej temperatury. Zgodnie z przepisami dotyczy to tylko kotłów o mocy nominalnej do 300 kW (kotły stosowane w domach jednorodzinnych mają zdecydowanie mniejszą moc). Najczęściej stosuje się tak zwaną wężownicę schładzającą z zaworem termostatycznym. W momencie przekroczenia dopuszczalnej temperatury wody w instalacji c.o. zawór otwiera się samoczynnie i do wężownicy zainstalowanej w kotle dopływa zimna woda powodująca obniżenie się w nim temperatury. Takie rozwiązanie można wprowadzić pod warunkiem, że woda do wężownicy dopłynie także w razie awarii zasilania (nie jest pompowana ze studni) i że producent kotła dopuszcza jej zastosowanie. Innym rozwiązaniem jest hydrauliczne rozdzielenie obiegu kotła od układu grzewczego płytowym wymiennikiem ciepła. Wtedy obieg kotła może być zabezpieczony otwartym naczyniem wzbiorczym, a obieg grzewczy - zamkniętym.
Temperatura ważna dla kotła
Producenci kotłów wymagają utrzymywania w instalacji grzewczej temperatury co najmniej 60oC. Tymczasem woda powracająca do kotła może mieć niższą temperaturę, a wtedy będzie powodować nie tylko nieefektywne spalanie (zwiększone zużycie paliwa) i osadzanie się zanieczyszczeń we wnętrzu kotła, lecz przede wszystkim grozi jego przyspieszoną korozją spowodowaną wykraplaniem się ze zbyt chłodnych spalin pary wodnej tworzącej z obecną w paliwie siarką agresywny kwas. Dlatego w instalacjach z kotłami na paliwo stałe zaleca się zastosować układy mieszające - z zaworem, który miesza wodę zasilającą z powrotną. Będą one zabezpieczać kocioł przed zbyt niską temperaturą wody powrotnej. Układ mieszający pozwala także obniżać temperaturę wody wychodzącej z kotła, by dostosować ją do obciążenia cieplnego instalacji grzewczej. Jest konieczny w przypadku ogrzewania podłogowego, bo temperatura wody zasilającej układ podłogowy nie powinna być wyższa niż 55oC.
Niektórzy producenci kotłów na paliwa stałe wręcz wymagają zamontowania zaworu mieszającego w każdej instalacji c.o., nawet jeśli są w niej tylko zwykłe grzejniki, pod groźbą utraty gwarancji.
Jak zapewnić komfort cieplny
W najprostszych układach stosuje się temperaturowy zawór trójdrogowy z termostatem. Działa on w ten sposób, że gdy temperatura na powrocie obniża się do wartości krytycznej, termostat zamyka przepływ przez obieg z grzejnikami, a wówczas gorąca woda z kotła wraca bezpośrednio do niego i podnosi w nim temperaturę. Zadaniem takiego zaworu jest utrzymywanie stabilnej temperatury wody powrotnej do kotła i jego ochrona nawet kosztem chwilowego spadku przepływu w obiegu grzewczym. Parametry pracy instalacji grzewczej, takie jak temperatura zasilania odbiorników, jest sterowana przez osobne urządzenia lub ustawiana manualnie za pomocą dodatkowej armatury.
Jednak, aby zapewnić komfort cieplny w pomieszczeniach przy jednoczesnej ekonomicznej pracy kotła, powinno się uwzględniać zmieniające się zyski i straty ciepła budynków w zależności między innymi od warunków atmosferycznych. Ale ponieważ mocy cieplnej kotłów na paliwo stałe nie da się łatwo regulować, szybko włączać i wyłączać, najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie układu mieszającego współpracującego z regulacją pogodową. Regulator pogodowy to elektroniczne urządzenie reagujące na zmiany temperatury odbierane przez czujnik umieszczony na zewnątrz budynku (dlatego informacje o zmieniającej się temperaturze powietrza dostarcza szybciej niż termostat umieszczony w pomieszczeniu) przez dostosowanie do niej temperatury zasilania instalacji zgodnie z zapisanym w jego pamięci algorytmem – zależność między nimi nazywa się krzywą grzania. Użytkownik może modyfikować jej przebieg, żeby dopasować ją do charakterystyki budynku oraz systemu grzewczego i dzięki temu uzyskać stabilną temperaturę w pomieszczeniach. Oprócz tego krzywą można przesuwać w górę i w dół i w ten sposób wybierać wartość temperatury, która ma być w nich utrzymywana.
W instalacji montuje się czterodrogowy zawór mieszający wodę zasilającą grzejniki z wracającą z nich chłodniejszą. Regulator pogodowy steruje siłownikiem zmieniającym położenie elementu mieszającego w zaworze. Umożliwia to znaczne obniżenie temperatury zasilania instalacji bez nadmiernego obniżania temperatury wracającej do kotła, które spowodowałoby jego szybką korozję (niska temperatura wody w kotle jest przyczyną wykraplania pary wodnej ze spalin).
Autor: ESBE
Jak działa zawór czterodrogowy
Zawór mieszający czterodrogowy ma cztery porty, do których podłącza się przewody zasilający i powrotny do kotła oraz zasilający i powrotny do instalacji c.o. Jego zainstalowanie powoduje utworzenie dwóch obiegów wody – tak zwanego krótkiego obiegu kotła (przez kocioł i zawór) oraz obiegu instalacji grzewczej (przez zawór i grzejniki, także podłogowe). Im bardziej przymyka się zawór, tym bardziej zwiększa się temperatura wody wracającej do kotła i jednocześnie obniża się temperatura wody zasilającej instalację grzewczą – o to właśnie chodzi, gdy kocioł na paliwo stałe ma poprawnie współpracować z instalacją niskotemperaturową.
Zawory czterodrogowe mogą być sterowane ręcznie albo być wyposażone w elektryczny siłownik połączony ze sterownikiem z czujnikami temperatury. Zastosowanie automatyki umożliwia płynne zmienianie się ustawień zaworu i utrzymywanie stałej temperatury w obiegu grzewczym. Komfortowym rozwiązaniem jest zawór czterodrogowy sterowany za pomocą zaawansowanego sterownika zintegrowanego z siłownikami. Pozwala w łatwy dla użytkownika sposób ustawiać pracę instalacji grzewczej przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniej dla kotła temperatury czynnika grzewczego. Priorytetem sterownika jest utrzymanie zadanej temperatury układu grzewczego, która zależy od temperatury zewnętrznej. A jednocześnie nie dopuszcza do spadku temperatury na powrocie do kotła.
Na zdjęciu: Seria VRG140 to 4 – drogowe zawory mieszające. Wykonane ze specjalnego stopu mosiądzu, dzięki czemu można je stosować w instalacjach grzewczych i chłodniczych. Seria VRG dostępna jest w rozmiarach DN15-50, z różnymi rodzajami przyłączy. Zawór idealnie współpracują z siłownikami i sterownikami ESBE.
