Równoważenie instalacji c.o.

W czasie mojej praktyki instalacyjnej często spotkałem się z pytaniami od właścicieli domów dotyczącymi nierównomiernego grzania grzejników. Najczęściej problem dotyczył grzejników zainstalowanych na samym końcu instalacji centralnego ogrzewania czyli w dużej odległości od kotła czy innego źródła ciepła (np. wymiennika c.o. w przypadku zasilania z sieci miejskiej).
Zacznę od tego, że w większości przypadków instalacje centralnego ogrzewania w domach jednorodzinnych były i są nadal  wykonywane bez projektu instalacji.
Dawniej, gdy instalacje były zasilane z kotłów na paliwo stałe, czyli grawitacyjne nie było takiego problemu gdyż przekroje rur były na tyle duże, że opory przepływu były znikome i ciepła woda dochodziła równo do wszystkich grzejników. W dużych instalacjach grawitacyjnych w wysokich  budynkach wielorodzinnych dla zapewnienia równomiernego przepływu wody na poszczególne piętra, szczególnie te najwyższe, stosowano tzw. kryzy. Były to okrągłe płytki stalowe z otworami  o różnych średnicach montowane przy zaworze odcinającym na zasilaniu grzejnika. Średnica otworów była tym większa im wyższe piętro budynku. A więc otwór, przez który przepływała woda był większy na dolnych kondygnacjach i malał w kierunku kondygnacji wyższych. Takie zróżnicowanie średnic powodowało równomierny dopływ ciepłej wody do mieszkań na poszczególnych piętrach.
Obecnie nie wykonuje się nowych instalacji grawitacyjnych, które mają szereg wad, o których nie będę tutaj wspominał gdyż nie jest to tematem posta.
Jak już wspomniałem większość wykonywanych instalacji nie bazuje na projekcie. "Projektantem" jest w tym przypadku pan Józio, który z reguły dobiera grzejniki mocno przewymiarowane, tak na wszelki wypadek, licząc zapotrzebowanie mocy na poziomie minimum 100W/m2 (to jest zresztą temat na odrębnego posta). O ile przewymiarowane grzejniki zrobią jednorazową szkodę w kieszeni klienta o tyle brak obliczeń nastaw wstępnych na zaworach termostatycznych przy grzejnikach powoduje nierównomierny przepływ wody do poszczególnych grzejników co skutkuje tym, że część grzejników nie dogrzewa pomieszczeń do odpowiedniej temperatury. Istotne są także szumy z instalacji  słyszalne w pomieszczeniach, w których grzejniki "pracują" gdy jednocześnie część pozostałych grzejników jest "nieczynna" z powodu nagrzania temperatury powietrza w pomieszczeniach do zadanej na głowicach termostatycznych.
O co chodzi z nastawami wstępnymi? Podobnie jak w przypadku kryzowania projektant instalacji oblicza wielkości nastaw na zaworach termostatycznych (dotyczy to także wkładek termostatycznych wbudowanych w grzejnik). Zawór termostatyczny lub wkładka zaworowa z tzw. nastawą wstępną służą do tego aby wyregulować przepływ wody do poszczególnych grzejników. Czyli tak jak w przypadku kryz otwór, przez który woda wpływa do grzejnika miał różną wielkość zależną od usytuowania grzejnika od źródła ciepła ( oczywiście projektant bierze także pod uwagę inne czynniki jak opory przepływu w rurach, temperatury zasilania i powrotu, tzw. ciśnienie dyspozycyjne) . Co zrobić jeśli nie mamy projektu instalacji lub mamy problem z istniejącą instalacją? Najlepiej zajrzeć do mojego artykułu na ten temat tutaj.

Kiedy pisałem wspomniany artykuł nie było w sprzedaży zaworów i wkładek z automatycznym równoważeniem instalacji. Istniejące wówczas zawory miały możliwość ustawienia wielkości otworu dławiącego przepływ przy pomocy tarczy ze skalą. Numery na tarczy odpowiadały wielkości otworu ale nie były wyskalowane w jednostkach miary np. milimetrach.
W ubiegłym roku na rynku pokazały się zawory umożliwiające automatyczne równoważenie instalacji np. Eclipse firmy Heimeier czy Q-Tech firmy Oventrop.. Zawory te posiadają skalę do regulacji wielkości przepływu w l/h.
Pokażę to na przykładzie zaworu Q-Tech. Materiały pochodzą ze strony producenta https://www.oventrop.com/pl

System hydraulicznie zrównoważony pozwala na efektywne wykorzystanie energii i podnosi komfort
użytkownika instalacji grzewczej lub chłodzącej. Tylko taki system zapewni spełnienie założeń
projektowych - takich jak schłodzenie (różnica między temperaturami zasilania i powrotu) czy wartość ciśnienia dyspozycyjnego. W takim systemie można właściwie wykorzystać zalety pompy energooszczędnej a niska temperatura powrotu podnosi efektywność kotła kondensacyjnego.Wymagana ilość ciepła lub chłodu dostarczana jest do każdego punktu w instalacji, a ryzyko deficytu lub nadmiaru mocy jest zredukowane do minimum.

Równoważąc instalację eliminujemy kosztowne nieprawidłowości - konieczność podnoszenia temperatury zasilania, zawyżone przepływy skutkujące podbijaniem temperatury powrotu, niedogrzewanie oddalonych obiegów, przewymiarowanie pompy lub jej pracę na niewłaściwej charakterystyce.

Liczne badania naukowe potwierdzają powyższe stwierdzenia. Wykonanie podstawowych czynności w ramach równoważenia skutkuje obniżeniem zużycia energii do 21 %. Nakłady na równoważenie można określić jako stosunkowo niskie w porównaniu do innych przedsięwzięć zmierzających do obniżenia zużycia energii (np. ocieplenia budynku). Korzystna relacja zysku do kosztu sugeruje uwzględnić ten fakt przy podejmowaniu decyzji o kolejności inwestycji. Pełna amortyzacja nakładów na równoważenie na przestrzeni 2-3 lat nie jest niczym wyjątkowym.

Instalacja niezrównoważona:

• marnotrawstwo energii
• przegrzane lub nadmiernie schłodzone pomieszczenia
• niedostateczne wykorzystanie efektu kondensacji
• przewymiarowanie pompy lub jej praca na niewłaściwej charakterystyce

Instalacja zrównoważona:

• właściwe wykorzystanie energii
• optymalna efektywność (w tym efektu kondensacji)
• cicha praca instalacji
• idealna jakość regulacji

 

Dodam, że zarówno wkładki Heimeier Eclipse jak i Oventrop  Q-Tech pasują do większości istniejących zaworów termostatycznych tych firm i mogą zostać zamontowane w miejsce dotychczasowych wkładek, także w montowanych fabrycznie w grzejnikach płytowych.