Zawór termostatyczny do grzejnika: przeznaczenie, rodzaje, zasada działania + montaż

Standardowego systemu ogrzewania nie można nazwać elastycznym. Aby regulować parametry pracy grzejników, wymyślono różne urządzenia.

Jednym z takich urządzeń jest zawór termostatyczny do grzejników. Używa się go do regulacji oddawania ciepła w zależności od warunków pogodowych. W tym artykule przeanalizujemy budowę i zasadę działania zaworu termostatycznego, poznamy istniejące odmiany i głównych producentów.

Przedstawimy również zalecenia dotyczące montażu, wyposażając materiał w poglądowe zdjęcia i przeglądy wideo dotyczące instalacji i szybkości działania urządzeń różnych marek.

Do czego służy zawór termostatyczny?

Zawór rozwiązuje dwa zadania: utrzymuje temperaturę w pomieszczeniu na komfortowym poziomie oraz oszczędza energię.

Aby jednak rzeczywiście spełniał te funkcje, trzeba zrozumieć, w jakich przypadkach urządzenie jest odpowiednie i jak je prawidłowo zamontować.

Jeśli w środku zimy trzeba otwierać okna, aby temperatura w pokoju spadła do akceptowalnego poziomu, termostat jest zdecydowanie potrzebny. Nie pomoże jednak, gdy grzejniki są ledwo ciepłe – z nim może być jeszcze zimniej.

W drugim przypadku lepiej spróbować inaczej wyregulować temperaturę w pomieszczeniu: zmienić objętość czynnika grzewczego w każdym grzejniku, skorygować pracę kotła (dla dużej powierzchni), dobrać optymalną pompę obiegową lub wyregulować pracę istniejącej.

Cena termostatu waha się w zakresie od 8 do 24 zł, więc modernizacja systemu grzewczego będzie niedroga. Istnieją jednak również drogie modele.

Jako tymczasowe rozwiązanie można zastosować armaturę regulacyjną. Natomiast nie zaleca się używania do tego celu zaworów kulowych.

Budowa i cechy działania urządzenia

Przyjrzyjmy się budowie i zasadzie działania zaworu termostatycznego.

Jak zbudowany jest zawór termostatyczny?

Urządzenie składa się z dwóch głównych elementów roboczych — zaworu i głowicy termostatycznej. Pierwszy najczęściej wykonany jest z mosiądzu, czasami niklowanego, jego dolna część blokuje rurę, a górna kontynuuje trzpień dociskowy i sprężynę.

Zawory bywają również brązowe (niklowane lub chromowane), a także ze stali nierdzewnej. Te ostatnie są drogie i rzadko spotykane.

Co dzieje się wewnątrz zaworu? W urządzeniu głowicy znajduje się element czuły. Znajduje się on w komorze z gazem lub cieczą (mieszek).

Ogrzewanie powoduje rozszerzanie się w tym środowisku, element wysuwa się do przodu, naciska na trzpień, sprężynę, a później na zawór. Siła nacisku określa stopień zamknięcia.

Na rysunku przedstawiono urządzenie z cieczą w mieszkach. Termostaty gazowe szybciej reagują na zmiany temperatury (5-10 min), ale są też droższe. Nie ma jednak szczególnej różnicy w eksploatacji.

Dodatkową częścią termostatu jest zaślepka lub uchwyt ze skalą. W niektórych urządzeniach znajdują się regulatory elektroniczne.

Zasada działania urządzenia

Przyjrzyjmy się szczegółowo zasadzie działania zaworów termostatycznych do grzejników. Mechanika ich działania wygląda schematycznie tak: gdy zmienia się temperatura czynnika grzewczego lub otoczenia, na te wahania reaguje gaz lub ciecz w głowicy.

Element czuły oddziałuje na trzpień dociskowy, który przesuwa się w górę lub w dół. Podczas ruchu trzpienia w dół zawór blokuje przepływ czynnika grzewczego, co zatrzymuje dopływ ciepła i spowalnia prędkość cyrkulacji. Do grzejnika nie dociera ciepło, dlatego temperatura w pomieszczeniu nie wzrasta.

I tutaj ważne jest, aby odróżnić zawór termostatyczny od zaworu regulacyjnego. Za pomocą tego ostatniego można zmniejszać przepustowość zaworu i w ten sposób regulować temperaturę grzejników.

Przy obrocie regulatora lub wprowadzeniu wartości cyfrowej na panelu, użytkownik ustawia początkową wartość ciśnienia w głowicy termostatycznej, do której ona się «dostosowuje» w trakcie pracy.

Zawór regulacyjny nie ma głowicy termostatycznej. Natomiast termostat jest otwarty lub zamknięty, steruje nim głowica termostatyczna, nie zmienia on objętości czynnika grzewczego, a jedynie włącza i wyłącza jego dopływ.

Omówmy zasadę działania zaworu termostatycznego na przykładzie. Ustawiamy urządzenie na zalecaną temperaturę 20 stopni. Zazwyczaj jest to trójka lub największy punkt na skali regulatora.

Co dzieje się wewnątrz urządzenia? Jeśli otaczające powietrze ogrzewa głowicę do 21 stopni, czyli podnosi ustawioną temperaturę o 1 stopień, naciska ona na trzpień, a dopływ czynnika grzewczego do grzejnika jest całkowicie blokowany przez zawór.

Grzejnik nie nagrzewa się, temperatura w pomieszczeniu zaczyna spadać. Gdy temperatura otoczenia spadnie do 19 stopni, zawór termostatyczny otworzy się, a kaloryfer zacznie się nagrzewać.

Zapoznajemy się z odmianami urządzeń

Ze względu na sposób regulacji zawory dzielą się na mechaniczne i automatyczne. Te pierwsze wymagają ręcznego obracania mechanizmu zwężającego przepływ w rurach.

Oba urządzenia pełnią tę samą funkcję – korygują dopływ czynnika grzewczego do grzejnika zgodnie z ustawionymi przez użytkownika parametrami, ale korzystanie z automatyki jest mniej kłopotliwe.

Modele automatyczne nie wymagają ręcznej regulacji. Gdy temperatura wokół termostatu spada, same to rejestrują i korygują przepływ czynnika grzewczego.

Producenci oferują również różne konstrukcje termostatów:

• Zwykłe do układów dwururowych – najprostsze urządzenie. Jeśli potrzebne jest hydrauliczne zrównoważenie grzejników w jednej gałęzi, zaleca się dodanie do schematu zaworu odcinająco-regulacyjnego na zasilaniu (powrót).
• Z ukrytą i otwartą nastawą hydrauliczną – w takich urządzeniach znajduje się złączka z wewnętrznym trzpieniem, dlatego możliwa jest regulacja hydrauliczna.
• Do układów jednorurowych, grawitacyjnych – dzięki zwiększonemu przekrojowi przepustowość tych urządzeń została podwyższona do 5,1 m³/h, dlatego mogą być instalowane w układach bezciśnieniowych.
• Trójdrogowe do układów z bypassem – potrafią regulować i rozprowadzać czynnik grzewczy w połączeniu z bypassem. Gdy zadana temperatura dociera do zaworu, czynnik grzewczy jest kierowany do bypassu, a gdy spada – bypass jest częściowo zamykany.

Procentowo zaworów termostatycznych dla układów dwururowych jest znacznie więcej niż dla jednorurowych, a tych ostatnich w naszym kraju jest około 80%.

Wiąże się to z tym, że urządzenie zostało pierwotnie zaprojektowane dla tych pierwszych, gdzie czynnik grzewczy jest rozprowadzany do urządzeń wymuszenie pod wysokim ciśnieniem. Nastawa wstępna zaworami ma właśnie na celu równomierne rozłożenie ciśnienia w systemie.

Zawory do układów jednorurowych są dostępne tylko u niektórych producentów – Heiz, Danfoss, Heimeier, Oventrop.

W układach z jedną rurą nie wolno używać zwykłych termostatów «dwu rurowych»: mają one mniejszą przepustowość, są w stanie pracować tylko przy dużej różnicy ciśnień na zasilaniu i powrocie, dlatego istnieje ryzyko skierowania czynnika grzewczego do bypassu.

Zewnętrznie zawory do układów jednorurowych są większe.

Zawory trójdrogowe są odpowiednie w układach z kotłem na paliwo stałe, a także do rozdzielania strumieni, obejścia bypassowego grzejników. Urządzenie może być stosowane również w rozprowadzeniu jednorurowym.

Zawory termostatyczne różnią się także kształtem. Bywają proste, kątowe lub wchodzą w skład zestawów z mostkami rurowymi. Proste są odpowiednie do zwykłych grzejników. Kątowe są potrzebne w instalacjach z dolnym podłączeniem rur, gdy system grzewczy jest częściowo ukryty pod podłogą.

Oddzielnym rodzajem zaworów termostatycznych są elektroniczne. Mają one szerszy zakres funkcji niż zwykłe. Za ich pomocą można ustawiać różne temperatury w pomieszczeniu na każdy dzień tygodnia, a nawet co godzinę.

Elektroniczne głowice termostatyczne są droższe i większe od zwykłych: wewnątrz obudowy znajduje się komora na dwie baterie. Istnieją modele z wyjmowanymi i wbudowanymi modułami sterowania.

Elektroniczne termostaty zapewniają znaczną oszczędność zużycia czynnika grzewczego. Jeśli od 8 rano do 18:00 w mieszkaniu lub domu nie ma nikogo, urządzenie będzie niezawodnie utrzymywać minimalną temperaturę. A na przyjście domowników ogrzeje pomieszczenia do komfortowego poziomu.

W sprzedaży dostępne są również zawory z osłoną antywandalową. Są one niezawodnie chronione przed niekwalifikowaną ingerencją i nadają się do montażu zarówno w domu z małymi dziećmi, jak i w przedszkolach, szkołach.

Cechy instalacji i podłączenia zaworu

Urządzenie samo w sobie jest proste, ale instalacji i kalibracji zaworu termostatycznego na grzejnikach należy poświęcić szczególną uwagę. Prawidłowy montaż zapewni dokładność działania urządzenia.

Jakie czynniki są brane pod uwagę przy instalacji? Rodzaj zaworu termostatycznego – do instalacji jednorurowej lub dwururowej. Plus kierunek przepływu czynnika grzewczego – czy dopływa on od dołu, czy od góry.

Na samym zaworze kierunek przepływu czynnika grzewczego jest oznaczony strzałką. Zgodnie z tym oznaczeniem należy montować termostaty na grzejnikach, w przeciwnym razie urządzenie nie będzie działać poprawnie.

Rury doprowadzające gorącą wodę do grzejnika są podłączane na różne sposoby. Zależy to od schematu ogrzewania. Miejsca umieszczenia zaślepek i termostatów również są różne. Ogólne zalecenie dla większości modeli termostatów – umieszczenie w granicach 40-60 cm od poziomu podłogi.

Algorytm montażu jest w przybliżeniu następujący:

1. Należy odłączyć grzejnik od instalacji grzewczej i spuścić wodę.
2. Należy usunąć odcinek poziomej rury oraz zawór.
3. Zawór termostatyczny można zamontować również w korku grzejnika, jeśli przed nim zainstaluje się zawór odcinający. Lub wykonać wcięcie w poziomą część rury przed grzejnikiem.
4. Kluczowe znaczenie ma szczelność połączeń. Zapewniamy ją standardowym nałożeniem taśmy FUM na odcinek z gwintem.

Tradycyjny schemat podłączenia jest następujący: bypass — zawór kulowy — termoregulator.

Jeszcze jedna kwestia: istnieją systemy, w których w różnych pomieszczeniach czynnik grzewczy płynie w różnych kierunkach. Jest to szczególnie istotne w przypadku pionów w kształcie litery U.

Niuanse montażu dla systemu jednorurowego i dwururowego

W jednorurówce gorąca woda krąży po jednej rurze z grzejnikami podłączonymi szeregowo. Rura z czynnikiem grzewczym wchodzi w górną część grzejników. Czynnik grzewczy przepływa przez urządzenie, wychodzi z dołu po tej samej stronie i trafia do głównego przewodu.

System jednorurowy uważany jest za idealny dla budynków prywatnych i budynków wielorodzinnych do 5 pięter. W pozostałych przypadkach zaleca się instalację systemu dwururowego.

W systemie jednorurowym termostat montowany jest na nieregulowanym bypassie. To obejście łączy rurę zasilającą i powrotną, dzięki czemu gorąca woda swobodnie przepływa po zablokowaniu przepływu przez zawór.

Taką obejście można samodzielnie przyspawać do rury, do czego wystarczy odcinek rury o średnicy nie większej niż 8 cm. Przy tym należy przygotować otwory w odpowiednich miejscach.

Standardowe i zalecane schematy montażu termostatu dla systemów jedno- i dwururowych. Na rysunku pokazano, jak podłączyć zawór z obejściem (bypassem) i zaworem dolnym.

W dwururówce czynnik grzewczy dociera do grzejnika jedną rurą, a odprowadzany jest drugą. Bypass nie jest potrzebny, zawór termostatyczny należy zamontować na rurze zasilającej.

Zasady regulacji pracy urządzenia

Po montażu należy wyregulować działanie urządzenia. W tym celu najpierw zamykamy okna i drzwi — izolujemy pomieszczenie, aby wykluczyć straty ciepła.

Następnie postępujemy następująco:

1. Włączamy ogrzewanie.
2. Ustawiamy zawór na pozycję maksymalnego oddawania ciepła, mierzymy temperaturę.
3. Czekamy, aż temperatura w pomieszczeniu wzrośnie o 5 stopni i stanie się stała.
4. Zamykamy zawór i czekamy na komfortową temperaturę.
5. Następnie powoli otwieramy termostat, aż usłyszymy szum przepływającej wody. Obudowa samego urządzenia powinna się ogrzać.
6. Ostatnie położenie należy zapamiętać.

W domu jednorodzinnym przed regulacją należy koniecznie odpowietrzyć grzejniki. Przy tym należy zachować najwyższą ostrożność, aby nie doszło do wydostania się gorącej pary.

Gdy do kotła podłączonych jest więcej niż trzy grzejniki, każdy termostat należy otworzyć na różny poziom, aby ciepło w pomieszczeniach rozkładało się równomiernie.

Regulację rozpoczyna się od najzimniejszego pomieszczenia. Należy je dobrze ogrzać, aby przejść do innych pomieszczeń.

Częste błędy montażu i możliwe problemy

Pierwszy błąd — ustawienie głowicy termostatycznej pionowo. Problem polega na gorącym metalowym zaworze pod głowicą: od niego rozchodzi się do góry gorący strumień powietrza.

To powietrze nagrzewa głowicę, przez co błędnie wyłącza grzejnik. W rezultacie bateria jest prawie zawsze wyłączona, a pomieszczenie się nie nagrzewa. Urządzenie należy montować poziomo („głową” w stronę pokoju).

W instrukcji termostatu na schematach pokazano, jak i gdzie go instalować w różnych przypadkach, ale nie ma ani jednego schematu z montażem pionowym. Jeśli nie da się zamontować pionowo, należy użyć urządzeń z czujnikami zdalnymi.

Drugi błąd – umieszczenie termostatu w miejscu, gdzie temperatura różni się od rzeczywistej w pomieszczeniu. Przykład: w niszy z grzejnikiem. W takim przypadku głowica zawsze będzie odczuwała „gorąco”.

Znaczące zakłócenia w jej działaniu wystąpią również przy umieszczeniu za gęstą tkaniną zasłon, pod parapetami, na krawędziach otworów okiennych.

Jeśli nie można inaczej umieścić termostatu, znów pomoże model z czujnikiem zdalnym. Różnią się one od zwykłych urządzeń obecnością rurki kapilarnej o długości około 2 metrów z czujnikiem temperatury na końcu. Urządzenie takie można zamocować na ścianie z dala od okna i grzejnika.

Modele z elementem zdalnym dokładniej określają temperaturę niż zwykłe urządzenia dzięki położeniu w pewnej odległości od grzejnika, ale są też znacznie droższe.

W sprzedaży dostępne są również głowice z regulatorami zdalnymi, które można zamontować w dowolnym miejscu w odległości do 15 m od grzejnika i zaworu. Są też głowice elektroniczne sterowane przez termokomputery.

Zawór termostatyczny całkowicie odcina przepływ czynnika grzewczego. Jeśli w systemie ogrzewania promiennikowego wszystkie urządzenia zrobią to jednocześnie, pojawią się problemy z kotłem. Możliwym rozwiązaniem są zawory przelewowe na obiegach.

Jeśli w pokoju są 2-3 grzejniki, czy sensowna jest instalacja termostatów na każdym grzejniku? Czy nie będzie konfliktu między nimi? W takim przypadku należy dokonać równoważenia za pomocą zaworów regulacyjnych (zaworów kulowych).

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Czym jest głowica termostatyczna, do czego służy i jak działa.

Analiza gotowego systemu z zaworem termostatycznym.

Eksperyment dotyczący szybkości reagowania głowic termostatycznych 4 producentów.

Zastosowanie zaworów termostatycznych do grzejników pozwala uczynić system ogrzewania maksymalnie elastycznym.

Dzięki nim można regulować temperaturę poszczególnych grzejników, aby stale utrzymywać komfortowy mikroklimat w pomieszczeniu. Ważne jest jednak uwzględnienie zasadności instalacji takich urządzeń oraz prawidłowe wykonanie ich montażu i konfiguracji.

Zastanawiasz się nad instalacją zaworu termostatycznego, ale chcesz wyjaśnić kilka kwestii dotyczących montażu? Zadawaj pytania pod tym artykułem – nasi eksperci i odwiedzający stronę, korzystający z takiego sprzętu do regulacji temperatury, postarają się odpowiedzieć Ci jak najdokładniej.

Jeśli Państwa system grzewczy wyposażony jest w zawory termostatyczne, prosimy podzielić się swoją opinią z innymi użytkownikami. Proszę opowiedzieć, jaki producent sprzętu Państwo preferują, czy jest on wygodny w użytkowaniu, czy są Państwo zadowoleni z uzyskanego rezultatu? Prosimy pisać swoje rekomendacje w bloku komentarzy, dodawać unikalne zdjęcia zaworu termostatycznego.