Kilka obiegów grzewczych w jednym domu. Kiedy potrzebne jest sprzęgło

Dom z ogrzewaniem podłogowym na parterze, grzejnikami na piętrze i zasobnikiem ciepłej wody ma trzy obiegi o różnych temperaturach, różnych przepływach i różnym czasie pracy. Wszystkie zasila jedno źródło.

To sytuacja, w której hydraulika przestaje być kwestią doboru średnic, a staje się zagadnieniem rozdziału przepływu między układami, które sobie nawzajem przeszkadzają.

Na czym polega konflikt

Kocioł ma własną pompę i wymaga określonego minimalnego przepływu, żeby nie dochodziło do przegrzewania wymiennika. Producent podaje tę wartość i jej niedotrzymanie kończy się cyklicznym zadziałaniem zabezpieczenia.

Obiegi odbiorcze mają natomiast przepływ zmienny. Ogrzewanie podłogowe pracuje przy dużym przepływie i niskiej temperaturze, grzejniki odwrotnie, a przygotowanie ciepłej wody wymaga krótkotrwałego, intensywnego poboru mocy.

Do tego dochodzi regulacja. Głowice termostatyczne na grzejnikach przymykają się w miarę nagrzewania pomieszczeń, siłowniki na rozdzielaczu podłogówki zamykają pętle, a przepływ w całym układzie potrafi spaść do ułamka wartości projektowej.

Powstaje wtedy sytuacja, w której pompa kotła tłoczy wodę, a odbiorniki jej nie przyjmują. Ciśnienie rośnie, prędkość przepływu w otwartych jeszcze obiegach gwałtownie wzrasta, pojawia się szum w grzejnikach, a kocioł zaczyna taktować.

Sprzęgło hydrauliczne, czyli rozdzielenie dwóch stron

Rozwiązaniem jest wprowadzenie do układu elementu, który rozdziela stronę źródła od strony odbiorników, pozostawiając między nimi swobodny przepływ.

Stosowane w tym celu sprzęgła hydrauliczne to w praktyce pionowy zbiornik o przekroju znacznie większym niż przewody, w którym prędkość przepływu spada niemal do zera. Do niego wpina się zasilanie i powrót od kotła oraz zasilanie i powrót każdego obiegu odbiorczego.

Efekt jest taki, że każda pompa pracuje we własnym obiegu, nie wpływając na pozostałe. Pompa kotła utrzymuje wymagany przepływ przez wymiennik niezależnie od tego, ile obiegów odbiorczych jest aktualnie otwartych.

Sprzęgło pełni przy okazji dwie dodatkowe funkcje wynikające wprost z jego konstrukcji. Przy niskiej prędkości przepływu pęcherzyki powietrza unoszą się do góry, gdzie usuwa je odpowietrznik, a cząstki zanieczyszczeń opadają na dno, skąd usuwa się je przez zawór spustowy. Wiele konstrukcji ma w związku z tym wbudowany magnes wychwytujący magnetyt.

Dobór sprowadza się do maksymalnego przepływu w układzie, bo od niego zależy średnica korpusu. Sprzęgło o zbyt małym przekroju nie spełni swojej funkcji, bo prędkość przepływu w środku nie spadnie dostatecznie.

Kiedy sprzęgło jest zbędne

Nie każdy układ go potrzebuje i dokładanie go odruchowo jest równie błędne jak pomijanie tam, gdzie jest konieczne.

W instalacji jednoobiegowej, z jedną pompą i grzejnikami sterowanymi wyłącznie głowicami, wystarcza zwykle zawór przelewowy między zasilaniem a powrotem, otwierający się przy nadmiernym wzroście ciśnienia. Rozwiązanie tańsze i zajmujące mniej miejsca.

W instalacji z samym ogrzewaniem podłogowym, o dużej pojemności wodnej i stosunkowo stabilnym przepływie, sprzęgło również bywa zbędne, o ile pompa kotła ma regulację elektroniczną dostosowującą wydajność do oporów.

Sprzęgło ma natomiast jedną wadę, o której warto wiedzieć przed decyzją. Wprowadza mieszanie wody zasilającej z powrotną, przez co temperatura zasilania obiegów odbiorczych jest nieco niższa niż na wyjściu z kotła. Przy kotłach kondensacyjnych, dla których niska temperatura powrotu jest korzystna, ma to znaczenie mniejsze, ale w układach wymagających wysokiej temperatury bywa problemem.

Alternatywą jest wtedy rozdzielacz bez separacji hydraulicznej, o odpowiednio dobranym przekroju, z pompami obiegowymi w każdej gałęzi.

Zawory w gałęziach i sterowanie

Sprzęgło rozdziela hydraulikę, ale nie steruje. Za to, który obieg pracuje, a który stoi, odpowiada armatura w poszczególnych gałęziach.

Do odcinania i regulacji stosuje się zawór dwudrogowy z napędem elektrycznym, otwierany na sygnał ze sterownika albo z termostatu obsługującego daną strefę. W położeniu zamkniętym odcina obieg całkowicie, w otwartym przepuszcza pełny przepływ.

Wersje regulacyjne, w odróżnieniu od czysto odcinających, pozwalają dodatkowo ustawić opór gałęzi, co służy zrównoważeniu hydraulicznemu całego układu. Bez tego obieg o najmniejszych oporach zabierze większość przepływu.

Uzupełnieniem są gotowe grupy pompowe, czyli zestawy zawierające pompę, zawory odcinające, termometry i, w wersjach dla obiegów niskotemperaturowych, zawór mieszający z siłownikiem. Ich zaletą jest kompletność i powtarzalność montażu, wadą wyższa cena wobec elementów kupowanych osobno.

• Policz liczbę obiegów i ich parametry, zanim zdecydujesz o sprzęgle. Jeden obieg go nie wymaga.
• Sprawdź minimalny przepływ wymagany przez kocioł, bo to on jest zwykle powodem, dla którego separacja staje się konieczna.
• Dobierz przekrój sprzęgła do maksymalnego przepływu, a nie do średnicy najbliższej rury.
• Przewidź zrównoważenie hydrauliczne gałęzi zaworami regulacyjnymi, bo samo sprzęgło nie rozdzieli przepływu proporcjonalnie do potrzeb.

Ostatni punkt bywa pomijany, bo instalacja po uruchomieniu działa. Działa jednak w sposób, w którym jedne pomieszczenia są przegrzane, a inne niedogrzane, a przyczyny szuka się potem w kotle albo w grzejnikach.

Sprzęgła hydrauliczne, zawory regulacyjne i grupy pompowe wraz z danymi doborowymi znajdziesz na www.onninen.pl. Parametry przywołane w tekście pochodzą z katalogu hurtowni Onninen.