Zawór czterodrogowy – Jaka jest zasada działania zaworu czterodrogowego

Czy wiesz czym jest zawór czterodrogowy i jaka jest jego zasada działania? Przyglądając się większości instalacji grzewczych można zauważyć dziwny zawór z wieloma odnogami. Jest to zawór czterodrogowy, najprościej mówiąc służy on do mieszania przepływających przez niego cieczy albo do zmiany ich obiegu. Obecnie trudno wyobrazić sobie sprawnie działającą instalację centralnego ogrzewania bez takiego zaworu.

Zawór czterodrogowy charakteryzuje się czterema portami, czyli wejściami dla rur, oraz wewnętrznym elementem z możliwością regulacji jego położenia. Daje on możliwość takiego ustawienia, które umożliwia mieszanie się cieczy z obiegów w określonych proporcjach. Umożliwia również całkowite odcięcie lub przełączanie obiegów. Zawór ten jest stosowany w instalacjach grzewczych pracujących w oparciu o piec na paliwo stałe. W kotłach tych, w czasie pracy z niepełną mocą, na wymienniku ciepła dochodzi do skraplania wody ze spalin, co skutkuje powstaniem kwaśniej cieczy powodującej tzw. korozję niskotemperaturową. Piece na paliwo stałe zasilające centralne ogrzewanie produkowane są z blachy odpornej na wysoką temperaturę natomiast kwaśna woda powoduje szybkie jej niszczenie.

Zawór czterodrogowy – 2 obiegi i ochrona instalacji

Ponieważ nie ma możliwości, aby kocioł grzewczy pracował ciągle z pełną mocą, albowiem wiązałoby się to z przegrzewaniem pomieszczeń w okresie zmniejszonego zapotrzebowania na ciepło. W okresie jesienno-wiosennym oraz w cieplejszych dniach okresu zimowego nie ma najmniejszego sensu praca układu grzewczego z pełną mocą. Przegrzewanie pomieszczeń źle wpływa na zdrowie i samopoczucie osób w nich przebywających i jest całkowicie nieekonomiczne. W tym właśnie momencie z pomocą przychodzi zawór czterodrogowy. Pozwala on na utworzenie dwóch obiegów dla podgrzewanej cieczy. Pierwszy tzw. długi, w którym podgrzewana woda przechodzi przez grzejniki, w których oddaje ciepło i powraca do pieca schłodzona. Drugi obieg, tzw. krótki, w którym krąży podgrzana w piecu. Zawór czterodrogowy powoduje, że część podgrzanej na wyjściu wody jest dodawana poprzez krótki obieg do zimnej wody powracającej w długim obiegu, dzięki temu dochodzi do częściowego podgrzania powracającej wody. Staje się ona na tyle ciepła, że nie dochodzi do skraplania na wymienniku ciepła i występowania korozji niskotemperaturowej. Zakres mieszania wody poprzez zawór czterodrogowy można ustawić w zakresie od 0 do 90 stopni Celsjusza.

Projektując instalację grzewczą można wybrać zawór czterodrogowy regulowany ręcznie, ale jego zastosowanie jest bardzo kłopotliwe. Za niewiele wyższą cenę można zamontować zawór z siłownikiem, który pozwala na sterowanie automatyczne. Jeżeli nasz kocioł grzewczy nie posiada zamontowanego fabrycznie sterownika dla siłownika zaworu czterodrogowego można oczywiście zamontować odpowiednio dobrany niezależny sterownik. Dla komfortu bezobsługowego działania warto zainwestować w zawór czterodrogowy z siłownikiem i termostatem. Pompę wymuszającą obieg centralnego ogrzewania w instalacji z zaworem czterodrogowym montuje się na zasilaniu lub na powrocie z instalacji do zaworu.

Warto sprawdzić, jakie wymagania, co do instalacji stawia producent kotła grzewczego. Możliwe jest, że montaż zaworu trójdrogowego lub czterodrogowego jest wymagany w celu zachowania gwarancji pieca. Zawór trójdrożny stosuje się w instalacji grzewczej z głowicami termostatycznymi na grzejnikach, natomiast zawór czterodrogowy stosujemy przy zwykłych regulatorach ciepła. Można je stosować zamiennie.

Zasada działania zaworu czterodrogowego w instalacji ciepłej wody użytkowej (C.W.U)

Zawór czterodrogowy, poza funkcją mieszacza, pozwala na przełączanie obiegów. Idealnym przykładem będzie instalacja, w której kocioł grzewczy służy, oprócz zasilania centralnego ogrzewania również do podgrzewania zbiornika wody użytkowej. Podczas dni chłodnych kocioł grzewczy zasila zarówno grzejniki jak i wodę użytkową w domu. Zawór jest ustawiony tak, aby przepuszczać ciepłą wodę zarówno przez grzejniki oraz bojler z wodą. W okresie, kiedy nie ma potrzeby ogrzewania pomieszczeń, cała ciepła woda jest przekierowana do podgrzewania wody użytkowej.

Właściwy dobór zaworu czterodrogowego

Rodzaj zaworu czterodrogowego będzie zależał od instalacji grzewczej. W instalacjach z naczyniem przelewowym, które zabezpiecza system przed przegrzaniem stosujemy wyłącznie zawory mosiężne. W instalacjach zamkniętych dopuszcza się stosowanie zaworów żeliwnych, warunkiem jest niedopełnianie układu wodą, co skutkowałoby odkładaniem kamienia w zaworze i krótszy czas jego eksploatacji.

Należy też zadbać o odpowiednią średnicę zaworu, w instalacji z wymuszonym obiegiem wody średnicę dobiera się do średnicy pompy. W układzie grawitacyjnym zawór czterodrogowy powinien mieć taką samą lub nieco większą średnicę niż średnica rur. Kiedy zadaniem zaworu jest mieszanie należy również uwzględnić moc kotła grzewczego, aby można było w pełni wykorzystać możliwości zaworu. W takim przypadku odnosimy się do wielkości nominalnej DN. Dla przykładu dla pieca o mocy 40kW wybieramy zawór o oznaczeniu DN32 lub DN40, dla mocy 25kW będzie to zawór DN25 lub DN32 a dla małych kotłów o mocy 18kW odpowiedni będzie zawór DN25.

Schemat instalacji z zaworem czterodrogowym

Na poniższym schemacie pokazany jest typowa instalacja z wykorzystaniem zaworu czterodrożnego. Układ jest otwarty, zawór czterodrogowy jest oznaczony punktem 15.

1. Kocioł
2. Pompa C.W.U.
3. Zawór zwrotny
4. Rura przelewowa
5. Przelew
6. Naczynie przelewowe
7. Zasilanie zbiornika c.w.u.
8. Zasilanie instalacji c.w.u.
9. Pompa c.o.
10. Zawór termostatyczny
11. Grzejnik
12. Termometr (za zaworem mieszającym)
13. Zawór różnicowy
14. Powrót c.o.
15. Zawór mieszający (4d)
16. Powrót główny
17. Zasilanie c.o.
18. Powrót instalacji c.w.u.
19. Powrót zbiornika c.w.u.

Źródła:

http://www.kotly-witkowski.pl/schematy-podlaczen#uklad-otwarty-zawor-czterodrozny
https://pl.wikipedia.org/wiki/Zaw%C3%B3r_czterodro%C5%BCny
https://kotlomania.wordpress.com/2014/11/04/jaki-zawor-mieszajacy/