Pod pojęciem „armatura grzejnikowa” kryje się wiele urządzeń służących do podłączania grzejników do instalacji ogrzewania a także do regulacji temperatury w pomieszczeniach.
Zacznę od prezentacji zaworów: termostatycznych i odcinających.
1. Zawory termostatyczne
Służą do podłączenia grzejnika do króćca zasilania instalacji grzewczej (inaczej mówiąc rurki z doprowadzającej ciepłą wodę do grzejnika) zamykając lub otwierając przepływ czynnika grzewczego w zależności od temperatury w pomieszczeniu, większej lub mniejszej od zadanej.
Oczywiście zawór termostatyczny nie zamyka się i otwiera samoistnie. Konieczny jest element sterujący np. głowica termostatyczna. Dopiero taki zestaw będzie w stanie regulować temperaturę w pomieszczeniu.
Zasada działania zaworu termostatycznego jest następująca (rysunek poniżej przedstawia zawór termostatyczny i głowicę termostatyczną Oventrop):
W plastikowej obudowie głowicy termostatycznej (1) znajduje się metalowy zbiorniczek wypełniony cieczą (3), wewnątrz którego zamontowany jest sprężysty mieszek (2). Zmiany temperatury powietrza wokół głowicy powodują zmiany ciśnienia i objętości cieczy. Gdy temperatura powietrza rośnie ciecz rozszerzając się powoduje rozciągnięcie mieszka a ten z kolei przesuwa zamontowany wewnątrz mieszka popychacz (4) pokonujący opór specjalnie dobranej sprężyny (6). Popychacz przesuwa jednocześnie trzpień zaworu termostatycznego (7) dociskając grzybek zaworu (9) do gniazda zaworowego (10) i zamykając w ten sposób przepływ. Gdy temperatura powietrza spada zmniejsza się ciśnienie i objętość cieczy, sprężyny w zaworze (8) oraz w głowicy termostatycznej (6) powodują odciągnięcie grzybka od gniazda zaworu i popychacza w głowicy oraz ponowny przepływ cieczy.
Uwagi:
1. Taka sama zasada działania dotyczy wkładek termostatycznych
2. Zamknięta głowica termostatyczna poza sezonem grzewczym może spowodować "przyklejenie" grzybka do gniazda zaworu i problemy z jego ponownym otwarciem (sprężyna nie będzie zdolna odciągnąć grzybek od gniazda zaworu); dotyczy to szczególnie starszych, zanieczyszczonych instalacji c.o. Dlatego zaleca się maksymalne otwarcie głowicy termostatycznej po zakończeniu sezonu grzewczego.
3. Firma Danfoss oferuje głowice termostatyczne ze zbiorniczkiem wypełnionym gazem
Rodzaje zaworów termostatycznych
Korpusy zaworów termostatycznych wykonywane są z mosiądzu lub brązu. Korpus może być w kolorze naturalnego stopu metali, niklowany (najczęściej stosowany), chromowany lub lakierowany.
Pod względem budowy zawory termostatyczne dzielą się na proste (1), kątowe (2), axialne/osiowe (3), kątowo-narożne lewe (4) lub prawe (5)
W zależności od zastosowania zawory termostatyczne produkowane są w wersji z nastawą wstępną, bez nastawy wstępnej, o szczególnie małym oporze (stosowane głównie w instalacjach grawitacyjnych) oraz z odwróconym kierunku przepływu. Aby rozróżnić z jakim zaworem mamy do czynienia producenci stosują różne kolory kapturków plastikowych na zaworach.
Nastawa wstępna służy do regulacji hydraulicznej instalacji c.o. Odpowiednio dobrane nastawy wstępne powodują wyrównanie przepływu czynnika grzewczego przez grzejniki oraz odpowiednie ogrzanie pomieszczeń. W instalacjach c.o. największy opór hydrostatyczny jest przy grzejnikach najbardziej oddalonych od źródła ciepła (np. kotła). Jeżeli nastawa na wszystkich grzejnikach będzie taka sama (najczęściej producent zaworów dostarcza zawory ze średnią wartością nastawy) to może się zdarzyć, że grzejniki na końcach instalacji c.o. będą zimne lub ledwo ciepłe gdyż większa część czynnika grzewczego zostanie skierowana do grzejników położonych najbliżej źródła ciepła. W projektach instalacji c.o. projektant podaje wartości nastawy wstępnej na poszczególnych grzejnikach. Po zamontowaniu grzejników instalator przy pomocy specjalnego kluczyka (w niektórych przypadkach wystarcza klucz płaski) ustawia nastawy wstępne na zaworach lub wkładkach termostatycznych zgodnie z projektem. W przypadku małych instalacji grzejniki i zawory są dobierane przez instalatora, który z reguły nie równoważy instalacji przy pomocy nastawy wstępnej. Jeżeli jest to nieduża instalacja z niewielkim gabarytowo grzejnikami to ciepło dotrze także do najdalszych grzejników ale zdarza się, że na początku instalacji zamontowany jest duży grzejnik płytowy a na końcu niewielki grzejnik łazienkowy, który po uruchomieniu instalacji nie nagrzewa się. Najczęstszym powodem jest brak regulacji przepływu przy pomocy nastawy wstępnej. Należy wtedy zdławić przepływ przy najbliższym grzejniku zmniejszając wartość nastawy wstępnej a zwiększyć przepływ przy grzejniku najbardziej oddalonym zwiększając wartość nastawy wstępnej. Przy bardziej rozległych instalacjach można zmienić także wartości nastaw przy grzejnikach pośrednich pamiętając o tym, że im grzejnik jest bardziej oddalony od źródła ciepła tym wartość nastawy wstępnej powinna być większa. Tego typu regulacja (na zasadzie prób i błędów) nie zastąpi obliczeń wykonanych przez projektanta ale w większości przypadków wystarczy aby instalacja działała prawidłowo.
Zawory posiadają tzw. półśrubunek do połączenia z grzejnikiem aby można było łatwo zdjąć grzejnik po zamknięciu zaworu. Półśrubunek posiada gwint zewnętrzny 3/8", 1/2", 3/4" lub 1'. W przypadku instalacji grzejnikowej najbardziej popularne są zawory z gwintem 1/2".
Do instalacji zawory montuje się przy pomocy złączek. Gwint złączki powinien odpowiadać gwintowi na zaworze. Zawory posiadają różne typy gwintów: zewnętrzne 1/2" i 3/4" i wewnętrzne 3/8", 1/2", 3/4", 1". Na rynku pojawiły się zawory dekoracyjne z gwintami metrycznymi M24 lub M28, do których trzeba dokupić specjalne złączki. Można spotkać także zawory bez gwintu, przygotowane do wlutowania złączek miedzianych o średnicy 15mm.
Bardzo istotnym elementem zaworu jest gwint do podłączenia głowicy termostatycznej. Większość zaworów termostatycznych posiada gwint metryczny M30x1,5mm; są jednak na rynku zawory producentów, którzy stosują inne połączenia (np. Danfoss, Herz). Przy zakupie głowicy termostatycznej należy zwrócić uwagę na ten istotny szczegół; najlepiej kupić głowicę tego samego producenta co zawór termostatyczny.
2. Głowice termostatyczne
Służą do regulacji temperatury w pomieszczeniu. Działanie głowicy termostatycznej opisałem w części dotyczącej zaworów termostatycznych gdyż głowice z zaworami tworzą zestaw, który umożliwia otwarcie lub zamknięcie przepływu czynnika grzewczego przez grzejnik.
Głowica termostatyczna nazywana też w skrócie termostatem lub pokrętłem posiada na obwodzie obudowy cyfry i rysunki, które odpowiadają orientacyjnemu ustawieniu temperatury w pomieszczeniu. Piszę orientacyjnemu gdyż rzeczywista temperatura powietrza w pomieszczeniu nie musi odpowiadać temperaturze powietrza w pobliżu głowicy termostatycznej. Zależy to m.in. od usytuowania grzejnika. Powietrze wokół głowicy termostatycznej zamontowanej przy grzejniku umieszczonym we wnęce podokiennej będzie miało wyższą temperaturę niż powietrze na środku pomieszczenia. Najprościej byłoby ustalić jakie temperatury odpowiadają poszczególnym cyfrom na obudowie głowicy umieszczając termometr w odpowiednim miejscu w pomieszczeniu i odczytując jakim ustawieniom na głowicy odpowiada temperatura powietrza wskazana na termometrze.
Zalecane temperatury pomieszczeń oraz odpowiadające im ustawienia głowicy termostatycznej można prześledzić na prezentacji firmy Danfoss.
Rodzaje głowic termostatycznych
Każdy producent oferuje kilka rodzajów głowic termostatycznych o różnych kształtach i kolorach (przykłady poniżej) oraz budowie i przeznaczeniu.
- jak widać na zdjęciach powyżej producenci oferują głowice termostatyczne o różnym kształcie; kształt głowice termostatycznej nie ma wpływu na jej funkcjonalność, jedynie na estetykę
- dostępne są różne kolory i powłoki głowicy termostatycznej, najczęściej jest to kolor biały odpowiadający kolorowi RAL 9016; producenci oferują także inne kolory z palety RAL ( np. czarny, szary, satyna) oraz głowice chromowane lub ze stali nierdzewnej (często też lakierowane z efektem inox)
- głowice termostatyczne produkowane są z mieszkiem wypełnionym cieczą, gazem lub woskiem; najbardziej popularne są głowice cieczowe, mieszki gazowe stosuje firma Danfoss, natomiast mieszki z woskiem wychodzą już z użycia ze względu na długi czas reakcji głowicy termostatycznej na zmiany temperatury w pomieszczeniu; mieszek zamknięty jest wewnątrz plastikowej lub stalowej obudowy albo sam stanowi jednocześnie obudowę głowicy