Zawór zwrotny do ogrzewania: działanie, rodzaje, plusy i minusy + schemat montażu

Standardowy system grzewczy składa się z wielu elementów. Każdy z nich pełni własne zadanie, dzięki czemu konstrukcja działa niezawodnie i precyzyjnie. Jednym z takich elementów jest zawór zwrotny do ogrzewania, kontrolujący przepływ czynnika grzewczego.

Przedstawimy wszystkie rodzaje zaworów zwrotnych stosowanych obecnie w organizacji obwodów grzewczych. W naszym artykule szczegółowo opisano ich cechy konstrukcyjne oraz podano parametry techniczne. Samodzielni majsterkowicze znajdą u nas instrukcje montażu i cenne porady.

Do czego służy zawór zwrotny?

Podczas pracy wewnątrz systemu grzewczego powstaje ciśnienie hydrauliczne, które może być różne w różnych jego częściach. Przyczyny tego zjawiska są bardzo różne.

Najczęściej jest to nierównomierne stygnięcie czynnika grzewczego, błędy w projektowaniu i montażu systemu lub jego przebicie. Rezultat jest zawsze ten sam: kierunek głównego przepływu cieczy zmienia się i obraca w przeciwną stronę.

Może to prowadzić do bardzo poważnych konsekwencji, aż do awarii kotła lub nawet całego systemu, co w przyszłości będzie wymagać znacznych nakładów na naprawy.

Z tego powodu specjaliści zdecydowanie zalecają instalację zaworu zwrotnego. Urządzenie jest w stanie przepuszczać ciecz tylko w jednym kierunku. W przypadku pojawienia się przepływu zwrotnego uruchamia się mechanizm zamykający i otwór staje się nieprzepuszczalny dla czynnika grzewczego.

W ten sposób urządzenie jest w stanie kontrolować przepływ cieczy, przepuszczając go tylko w jednym kierunku.

Zasada działania zaworu zwrotnego jest bardzo prosta. Przepuszcza on ciekły czynnik grzewczy w zadanym kierunku i zamyka drogę, gdy ten próbuje poruszać się w przeciwnym.

Aby system działał prawidłowo, urządzenie nie powinno wytwarzać dodatkowego ciśnienia i swobodnie przepuszczać czynnika grzewczego płynącego do grzejników. Dlatego niezwykle ważny jest odpowiedni dobór produktu.

Rodzaje zaworu zwrotnego

Pomimo że wszystkie urządzenia tego typu wykonują to samo zadanie, mają różnice konstrukcyjne, a co za tym idzie, eksploatacyjne. Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z tych rodzajów.

Zawory dyskowe

Charakterystyczną cechą produktu jest obecność zaworu dyskowego. Jest to element plastikowy lub metalowy, którego wymiary pozwalają na całkowite zablokowanie przepływu czynnika grzewczego, jeśli zacznie on poruszać się w przeciwnym kierunku.

Dysk łączy się ze stalową sprężyną. Przy prostym ruchu cieczy pozostaje w stanie ściśniętym. Gdy zmienia się kierunek, sprężyna się rozpręża i przesuwa dysk z miejsca, blokując w ten sposób rurę.

Konstrukcja zaworu obejmuje również uszczelkę, która umożliwia mechanizmowi zaworowemu jak najściślejsze osadzenie w gnieździe. Dlatego w sprawnych urządzeniach wyciek jest wykluczony.

Urządzenia dyskowe są szeroko stosowane w budowie domowych systemów grzewczych, ponieważ mają istotne zalety:

1. Kompaktowość. Rozmiary i waga produktów są niewielkie, co umożliwia ich montaż w dowolnych systemach.
2. Regularna konserwacja urządzenia nie jest wymagana.
3. Koszt urządzenia jest niski.

Do istotnych wad należy zaliczyć nieprzydatność do naprawy. Dlatego uszkodzone zawory są natychmiast zastępowane nowymi.

Istotną wadą urządzeń dyskowych jest znaczny opór hydrauliczny. Na schemacie dobrze widać, jak on powstaje. Ciecz musi pokonać przeszkodę w postaci dysku zamykającego.

I kolejna wada – znaczny opór hydrauliczny generowany przez urządzenie. Dla niektórych systemów, na przykład z geotermalną pompą ciepła, może to być krytyczne. Z czasem dysk zamykający pokrywa się warstwą osadów mineralnych, co prowadzi do uszkodzenia urządzenia.

Standardowe zawory dyskowe podczas zamykania generują pewne obciążenia udarowe. Nie wpływa to w żaden sposób na ich działanie i stan techniczny, ale w systemie powstaje uderzenie hydrauliczne. Co jest dla niego niepożądane.

Pozbawione są tej wady urządzenia dyskowe z dodatkowym mechanizmem umożliwiającym jak najpłynniejsze zamykanie otworu. Ich koszt jest wyższy niż standardowych odpowiedników.

Zawory zwrotne kulowe

Jako zamknięcie w urządzeniach tego typu stosuje się metalową kulę. Wykonuje się ją z aluminium, stali i innych metali. Aby przedłużyć żywotność, element pokrywa się warstwą gumy.

Taki zamknięcie działa w następujący sposób: gdy czynnik grzewczy przepływa przez korpus urządzenia we właściwym kierunku, unosi on kulkę, która przemieszcza się do górnej komory zaworu.

Zawór kulowy stwarza minimalne opory hydrauliczne, dlatego jest szeroko stosowany w różnych systemach grzewczych. Kolejną zaletą jest długi okres eksploatacji.

Jak tylko kierunek przepływu się zmieni lub przepływ ustanie, kulka natychmiast opada i zamyka rurę. W ten sposób przepływ cieczy w przeciwnym kierunku staje się niemożliwy.

Do zalet tych zaworów należą:

• niezawodność — konstrukcja nie zawiera systemów trących ani ruchomych, co znacznie zmniejsza ryzyko awarii i umożliwia pracę w każdej pozycji;
• łatwość naprawy — górna część korpusu zaworu wyposażona jest w zdejmowaną pokrywę, która zapewnia łatwy dostęp do wnętrza konstrukcji;
• niskie opory hydrauliczne.

Rozpatrując wady, należy zauważyć dość dużą średnicę roboczą. Z tego powodu nie można ich stosować w domowych rurociągach o małych przekrojach.

Zawory kulowe są wymagające podczas montażu, co wynika z cech konstrukcyjnych. Przy montażu poziomym należy je ustawić pokrywą do góry, w przeciwnym razie grzybek nie będzie mógł się unieść, aby przepuścić strumień wody. Z tych samych względów przy montażu pionowym należy ściśle przestrzegać, aby ciecz przepływała dokładnie w górę.

Zawory kulowe nie będą mogły normalnie funkcjonować również w rurociągach o niskim ciśnieniu. Ponieważ minimalna wartość, przy której kula zamykająca otwór przelotowy podnosi się, wynosi zazwyczaj 25 barów.

Zawór zwrotny płatkowy

Zamkiem dla zaworu tego typu jest cienka płyta stalowa. Jest ona zamocowana na konstrukcji z zawiasów, która umożliwia jej ruch.

Płatkowy zawór zwrotny typu dwupłatkowego jest bardzo niezawodny, wytrzymuje duże ciśnienie. Jednak przy tym powoduje znaczne opory hydrauliczne, ponieważ oś obrotu klap znajduje się bezpośrednio w środku otworu przelotowego.

Rozróżnia się dwa rodzaje urządzeń płatkowych. Jednoklapowe (obrotowe) wyposażone są w jedną płytkę, która może obracać się wokół osi.

Gdy czynnik grzewczy porusza się w wyznaczonym kierunku, unosi klapę, otwierając w ten sposób otwór przelotowy. Przy zmianie kierunku przepływu płytka opada. Może się to odbywać zarówno za pomocą sprężyny, jak i bez niej.

Zawory dwupłatkowe są skonstruowane nieco inaczej. Mają one dwie płyty zamykające, zamocowane na osi obrotu i umieszczone w środku otworu przelotowego.

Czynnik grzewczy przemieszczający się w obiegu grzewczym otwiera obie klapy dwupłatkowego zaworu zwrotnego, a przy zmianie kierunku przepływu sprężyny zamykają płyty.

Za zalety stosowania tych zaworów uważa się następujące:

• niektóre modele zaworów grawitacyjnych mogą pracować bez sprężyn, co umożliwia ich zastosowanie w systemach grawitacyjnych;
• stosunkowo niski koszt urządzeń.

Do wad należy zaliczyć dość wysokie opory hydrauliczne. Jest to szczególnie istotne w przypadku modeli dwupłatkowych – oś obrotu znajduje się bezpośrednio w środku otworu przepływowego, co stanowi znaczną przeszkodę dla przepływającego płynu.

Z tego powodu zawory dwupłatkowe są używane wyłącznie w systemach o wysokim ciśnieniu.

Zawór zwrotny podnoszony

Zawory podnoszone wyposażone są w grzybek, który może swobodnie poruszać się względem pionowo umieszczonej osi. Na otworze przepływowym znajduje się gniazdo, w którym umieszczony jest grzybek.

Podczas podawania płynu siła jego ciśnienia unosi zamknięcie, które przesuwa się wzdłuż osi, otwierając otwór dla przepływu czynnika grzewczego. Gdy ciśnienie przepływu osłabnie lub zmieni kierunek, grzybek opada do gniazda.

Zawór zwrotny podnoszony montuje się wyłącznie w pionie. W przeciwnym razie ciśnienie płynnego czynnika grzewczego będzie niewystarczające do uniesienia mechanizmu zamykającego

Zaletami tych urządzeń są:

1. Niezawodność. Urządzenia mają dość prostą konstrukcję, co pozwala im pracować z minimalnym ryzykiem awarii.
2. Niska wrażliwość na jakość czynnika grzewczego.
3. Możliwość przeprowadzenia naprawy. W tym celu w górnej części korpusu urządzenia znajduje się zdejmowana pokrywa.

Do wad należy odnotować ograniczenia w montażu. Ze względu na specyfikę konstrukcji można je montować wyłącznie w ściśle pionowym położeniu.

Zasady wyboru zaworu zwrotnego

Wybór zaworu zwrotnego przeznaczonego do systemu grzewczego to odpowiedzialne zadanie. Jeśli wiedza w tej dziedzinie jest minimalna, najlepiej zwrócić się o pomoc do specjalistów. Gwarantuje to, że nowy system grzewczy będzie sprawny i bezpieczny.

Należy wiedzieć, że niezależnie od swojego typu wszystkie zawory zwrotne różnią się sposobem podłączenia do rurociągu.

Zawory zwrotne gwintowane są bardzo łatwe w montażu. Jednak połączenie gwintowane nie wytrzymuje dużego ciśnienia, dlatego mają ograniczenia w użytkowaniu

Urządzenia gwintowane wyposażone są w łącznik gwintowany, co znacznie ułatwia ich podłączenie do magistrali. Najczęściej takim łącznikiem wyposażone są zawory talerzowe przeznaczone do montażu w autonomicznych systemach grzewczych mieszkania lub domu prywatnego. Ich cechą charakterystyczną jest niewielka średnica. Najczęściej nie jest ona większa niż DN-50.

Wyroby kołnierzowe to konstrukcja złożona z elementu z otworami mocującymi. Za pomocą tych otworów łączy się ona z głównym rurociągiem. Połączenie kołnierzowe jest znacznie bardziej wytrzymałe niż gwintowane.

Z tego powodu zawory kołnierzowe są szeroko stosowane przy budowie rurociągów o dużej średnicy. Najbardziej poszukiwane są urządzenia typu kulowego.

Urządzenia międzykołnierzowe przeznaczone są do montażu pomiędzy dwoma kołnierzami rur. Charakteryzują się niewielką wagą i kompaktowością. Bardzo często w wykonaniu międzykołnierzowym produkowane są obie odmiany zaworów typu klapowego.

W sprzedaży można znaleźć zawory zwrotne montowane za pomocą spawania. Taka opcja może być stosowana na przykład przy budowie ogrzewania z rur polipropylenowych.

Zawory zwrotne typu kołnierzowego są bezpiecznie mocowane do rury. Takie połączenie wytrzymuje wysokie ciśnienie, co pozwala na stosowanie urządzeń w centralnych rurociągach.

Kolejnym ważnym kryterium wyboru jest materiał, z którego wykonane jest urządzenie. Może to być stal nierdzewna. Taka opcja jest uważana za optymalną dla rurociągów o średnicy mniejszej niż 0,04 m.

Metal jest praktycznie odporny na procesy korozyjne, jest w stanie wytrzymać obciążenie do 10 atm. Pozwala to zaworowi pracować w systemie bezawaryjnie i bardzo długo, jednak jego cena jest dość wysoka. Niższa cena dotyczy zaworów mosiężnych. Są podatne na korozję, ale proces ten przebiega bardzo wolno, co znacznie wydłuża okres eksploatacji.

Jednak ich wytrzymałość mechaniczna jest znacznie niższa niż stali nierdzewnej. Niemniej jednak obciążenia występujące w sieci domowej znoszą dość łatwo. Najbardziej wytrzymałe zawory wykonuje się z żeliwa – radzą sobie z krytycznymi wartościami ciśnienia, mają znaczne gabaryty i imponującą masę.

Ze względu na specyfikę produkcji, z żeliwa mogą być wykonane tylko korpusy elementów o średnicy większej niż 40 mm. Z tego powodu są one bardzo rzadko stosowane do budowy autonomicznych systemów grzewczych.

Pożądane jest, aby nie tylko korpus, ale także wszystkie wewnętrzne elementy zaworu zwrotnego były wykonane z metalu. Plastik zwykle ma mniejszą wytrzymałość, co może prowadzić do przedwczesnego uszkodzenia elementu.

Wybierając zawór zwrotny, należy pamiętać o jeszcze jednej zasadzie – jego średnica musi dokładnie odpowiadać parametrom otworu przepustowego. Bardzo ważne jest, aby ciśnienie robocze systemu nie przekraczało maksymalnych dopuszczalnych wartości eksploatacyjnych ustalonych przez producenta wybranego modelu.

Opcje schematów podłączenia

Systemy grzewcze charakteryzują się dużą różnorodnością i obecność zaworu zwrotnego nie jest wymagana we wszystkich. Rozważmy kilka przypadków, w których jego montaż jest konieczny. Przede wszystkim zawór zwrotny musi być zainstalowany w każdym z oddzielnych obiegów w układzie zamkniętym, pod warunkiem, że są one wyposażone w pompy obiegowe.

Niektórzy majsterkowicze uparcie zalecają zainstalowanie sprężynowego zaworu zwrotnego przed króćcem wlotowym jedynej pompy obiegowej w układzie jednopętlicowym. Motywują swoją radę tym, że w ten sposób można ochronić sprzęt pompowy przed uderzeniami hydraulicznymi.

To w żadnym stopniu nie odpowiada rzeczywistości. Po pierwsze, montaż zaworu zwrotnego w układzie jednopętlicowym raczej nie jest uzasadniony. Po drugie, zawsze instaluje się go za pompą obiegową, w przeciwnym razie użycie urządzenia traci sens.

Jeśli w schemacie ogrzewania uwzględnione są dwa lub więcej kotłów, powstawanie przepływów pasożytniczych jest nieuniknione. Dlatego podłączenie zaworu zwrotnego jest obowiązkowe.

Dla systemów wielopętlicowych posiadanie zaworu zwrotnego jest niezbędne. Na przykład, gdy do ogrzewania używane są dwa kotły, elektryczny i na paliwo stałe, lub inne.

Po wyłączeniu jednej z pomp obiegowych ciśnienie w rurociągu nieuchronnie się zmieni i pojawi się tak zwany przepływ pasożytniczy, który popłynie małym obiegiem, co grozi problemami. W tym przypadku nie można obejść się bez zaworu zwrotnego.

Podobna sytuacja występuje również przy użyciu bojlera pośredniego ogrzewania. Zwłaszcza gdy urządzenie ma oddzielną pompę, a brakuje zbiornika buforowego, strzały hydraulicznej lub rozdzielacza.

Tutaj również istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia przepływu pasożytniczego, do odcięcia którego potrzebny jest zawór zwrotny, stosowany specjalnie do wyposażenia gałęzi z bojlerem.

Obowiązkowe jest stosowanie zaworu zwrotnego również w systemach z bypassem. Takie schematy są zwykle używane przy przerabianiu układu z grawitacyjnego obiegu cieczy na wymuszony.

W tym przypadku zawór montuje się na bypassie równolegle do wyposażenia pompy obiegowej. Zakłada się, że głównym trybem pracy będzie wymuszony. Jednak po wyłączeniu pompy z powodu braku zasilania lub awarii system automatycznie przejdzie na naturalną cyrkulację.

Przy wyposażaniu węzłów bypassu w schematach grzewczych stosowanie zaworów zwrotnych jest uważane za obowiązkowe. Na rysunku przedstawiono jeden z możliwych wariantów podłączenia bypassu.

Nastąpi to w następujący sposób: pompa przestaje podawać czynnik grzewczy, organ wykonawczy zaworu zwrotnego przestaje odczuwać ciśnienie i zamyka się.

Następnie wznawia się konwekcyjny ruch cieczy w głównej linii. Proces ten będzie trwać do momentu uruchomienia pompy. Ponadto specjaliści zalecają montaż zaworu zwrotnego również na rurociągu uzupełniania. Nie jest to obowiązkowe, ale wysoce wskazane, ponieważ pozwala uniknąć opróżnienia systemu grzewczego z różnych przyczyn.

Na przykład właściciel otworzył zawór na rurociągu uzupełniania, aby zwiększyć ciśnienie w systemie. Jeśli w wyniku nieprzyjemnego zbiegu okoliczności w tym momencie dopływ wody jest odcięty, czynnik grzewczy po prostu wypchnie resztki zimnej wody i ucieknie do rurociągu. W rezultacie system grzewczy pozostanie bez płynu, jego ciśnienie gwałtownie spadnie, a kocioł się zatrzyma.

W opisanych powyżej schematach ważne jest stosowanie odpowiednio dobranych zaworów. Aby odciąć przepływy pasożytnicze między sąsiednimi obiegami, zaleca się instalowanie urządzeń dyskowych lub klapowych. Przy tym opór hydrauliczny będzie mniejszy w przypadku tego drugiego wariantu, co należy uwzględnić przy wyborze.

W systemach grzewczych z naturalnym obiegiem czynnika grzewczego stosowanie sprężynowych zaworów zwrotnych jest niecelowe. Tutaj mogą być zainstalowane tylko klapowe urządzenia obrotowe.

Do aranżacji obejścia preferowany jest wybór zaworu kulowego. Wynika to z faktu, że zapewnia on praktycznie zerowy opór. Na rurociąg uzupełniania można zainstalować zawór typu dyskowego. Powinien to być model zaprojektowany na dość wysokie ciśnienie robocze.

Zatem zawór zwrotny nie może być zainstalowany we wszystkich systemach grzewczych. Jest on obowiązkowo stosowany przy aranżacji obejść wszystkich typów dla kotłów i grzejników, a także w punktach rozgałęzienia rurociągów.

Niuanse prawidłowego montażu

Podczas montażu armatury zamykającej należy bezwzględnie przestrzegać kilku zasad:

1. Zawór montuje się ściśle zgodnie z kierunkiem przepływu czynnika grzewczego. Aby uniknąć błędu, na korpusie urządzenia koniecznie znajduje się oznaczenie w postaci strzałki wskazującej kierunek pracy.
2. Do uszczelnienia połączeń można używać uszczelek paronitowych, pod warunkiem że nie zmniejszą one średnicy otworu przelotowego. W przeciwnym razie zawór będzie wywierać większy opór hydrauliczny niż planowano.
3. Urządzenie powinno być zamontowane w taki sposób, aby inne elementy systemu grzewczego nie wywierały dodatkowego nacisku na jego korpus.
4. Przed zaworem zwrotnym wysoce wskazane jest zamontowanie siatki do wstępnego oczyszczania. Umożliwi to zapobieżenie przedostawaniu się cząstek stałych do mechanizmu zamykającego, co z kolei może prowadzić do naruszenia szczelności urządzenia w stanie zamkniętym.

Kolejna ważna kwestia: przed montażem należy jeszcze raz upewnić się, że zawór został wybrany prawidłowo.

Na przykład dla układów z wymuszonym obiegiem nadaje się każdy typ urządzenia, a dla systemów grawitacyjnych tylko obrotowy klapowy bez sprężyny. Ponieważ czynnik grzewczy płynący grawitacyjnie nie poradzi sobie z oporem sprężyny.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Video #1. Gdzie należy stosować zawory zwrotne:

Video #2. Jak prawidłowo dobrać armaturę odcinającą do grawitacyjnego systemu grzewczego:

Video #3. Jak zorganizować uzupełnianie ogrzewania z zaworem zwrotnym:

Zawór zwrotny to niezbędny element skomplikowanych systemów grzewczych. W układach jednopętlowych zwykle nie jest potrzebny, chyba że do urządzenia rury uzupełniania. Ale jeśli system jest rozbudowywany o podłączenie drugiego kotła, bojlera lub ogrzewania podłogowego, bez tego urządzenia się nie obejdzie.

Ważne jest, aby prawidłowo dobrać i zamontować zawór zwrotny. Gwarantuje to bezawaryjną, długotrwałą pracę całego systemu grzewczego.

Czy chcieliby Państwo opowiedzieć, jak poprawiła się praca Państwa systemu grzewczego po zamontowaniu zaworu zwrotnego? Posiadają Państwo informacje na temat artykułu, które będą przydatne dla odwiedzających stronę? Proszę pisać komentarze w poniższym bloku, publikować zdjęcia, zadawać pytania.