Zpětné klapky v okruzích teplé vody

Autor se v článku zabývá hlavními příčinami nerovnoměrné dodávky teplé vody a názorně dokládá, že jednou z příčin může být absence zpětné armatury. Autor dává návod, jak správnou funkci zpětné armatury ověřit a v závěru doporučení, co je nutno před výpočtem vyvážení zkontrolovat, aby skutečné hodnoty průtoků tomuto výpočtu odpovídaly co nejvíce.

Recenzent: Václav Mužík

Úvod

Není obvyklé, aby někdo zkoumal funkci tak jednoduché armatury, jako je zpětná klapka. Ví se o ní, že se instaluje za oběhové čerpadlo. Někteří vtipálci naznačují, že ji projektanti navrhují i v případech, kdy si nejsou jisti, kterým směrem bude voda potrubím protékat.

Zatímco v otopných soustavách se vadná zpětná klapka za čerpadlem nemusí léta projevit, v rozvodech teplé vody se projeví okamžitě. Problém je v tom, že vzniklé potíže nikdo nedává do souvislosti se zpětnými klapkami. Jaké problémy mohou vzniknout, jak je identifikovat a odstranit, je námětem tohoto článku.

Princip cirkulace teplé vody

V potrubním rozvodu teplé vody se voda citelně ochlazuje, když je malá nebo nulová spotřeba. Výsledkem je, že lidé musí čekat dlouhou dobu, než z výtoku teplé vody začne téct voda o vyhovující teplotě.

Abychom udrželi teplotu vody na potřebné úrovni, je potřeba vytvořit trvalou cirkulaci vody v potrubí, a tím kompenzovat tepelné ztráty v potrubí. K tomu účelu je určeno cirkulační čerpadlo. Druhým, neméně důležitým prvkem okruhu teplé vody je zpětná klapka.

Směšovací baterie a zpětná klapka

Zpětná klapka v bytových rozvodech zajišťuje, aby voda proudící jedním, žádaným směrem, neproudila proti tomuto směru. U bytových rozvodů se klapky vsazují za vodoměry teplé vody.

Často se můžeme setkat s případy, kdy se u rozvodu TV potkají hned tři nedostatky najednou. Studená voda má výrazně vyšší tlak, než voda teplá, u teplého vodoměru nejsou instalovány zpětné klapky a řada směšovacích baterií je vadná ať už tím, že jde o baterie levné, poškozené nebo baterie starší, po době své životnosti.

V převažujících případech vyššího tlaku studené vody otáčí studená voda proudění v přívodu teplé vody. Může k tomu docházet jak při používání baterie, tak i za jejího klidu. Vodoměr studené vody se točí víc, než odpovídá skutečné spotřebě, vodoměr teplé vody může na­opak spotřebu odečítat.

Studená voda, která protekla do stoupačky teplé vody, působí dvě nepříjemnosti. Uživatelům bytů ve vyšších podlažích se při stejném nastavení pákové baterie mění teplota vody.

Pokud studená voda proniká do potrubí teplé vody trvale, pak výrazně snižuje teplotu cirkulace. I vyvážený rozvod, ať už statickými nebo automatickými vyvažovacími ventily, se začne chovat chaoticky. V době bez odběru teplé vody namísto očekávané teploty na patách cirkulačních stoupaček kolem 50 °C odečítáme teploty v rozmezí od 20 do cca 40 °C.

Schéma normální a parazitní cirkulace směšovací baterií jsou na obr. 2 a 3.

Zpětná klapka za cirkulačním čerpadlem – obr. 4

Montuje se za čerpadlo a má za úkol zabránit proudění vody v opačném směru.

Pokud se klapka pokazí, má to závažné následky na cirkulační okruh. Jak ale zjistit, zda je zpětná klapka v pořádku?

Na obr. 5 je jiný typ zpětné klapky, která má před a za klapkou odběry tlaku.

Odběr tlaku před klapkou je určen pro kontrolu funkce klapky, druhý může sloužit pro manometr. Taková klapka umožňuje kontrolu správné funkce za provozu s minimální ztrátou vody.

Ve směru průtoku na obr. 6 vidíme uzávěr, u zpětné klapky pak ruční odvzdušňovací ventil a manometr. Pokud uzavřeme kulový kohout před zpětnou klapkou a otevřeme odvzdušňovací ventil, vyteče jen pár kapek. Tlak na manometru zůstane stejný po dlouhou dobu.

Pokud je zpětná klapka poškozena, bude z odvzdušňovacího ventilu protékat voda trvale.

Ověření funkce zpětné klapky

Použijeme-li za cirkulačním čerpadlem normální zpětnou klapku, pak je důležité osadit před ni vypouštěcí kohout, viz obr. 7.

Funkci zpětné klapky ověříme tak, že vypneme čerpadlo a uzavřeme přívod vody k čerpadlu. Když otevřeme vypouštěcí kohout a zpětná klapka drží, pak z kohoutu nepoteče voda. Pokud z kohoutu bude voda vytékat, pak je klapka vadná a je potřeba ji vyměnit. Takovou kontrolu je vhodné v pravidelných intervalech provádět.

Společné cirkulační potrubí se před vstupem do ohřevu propojuje se studenou vodou. Pokud jsou vadné zpětné klapky za cirkulačními čerpadly, pak se cirkulační stoupačky plní studenou vodou. Je zajímavé sledovat, jak v případech chybějících nebo vadných zpětných klapek jednou přichází chladná voda shora, ve směru proudění cirkulačním čerpadlem, a o chvíli později zdola, kdy studená voda přetlačuje cirkulační čerpadlo proti původnímu směru proudění.

Chybná zpětná klapka za cirkulačním čerpadlem může poškodit, nebo i zničit čerpadlo. Tlak studené vody je například 6 bar, tlakový přínos cirkulačního čerpadla je jen cca 0,4 bar. Tlak studené vody působící přes chybnou klapku snadno zastaví oběžné kolo čerpadla, nebo mu i změní směr otáčení.

Tlak studené a teplé vody

Tlak studené vody bývá vyšší než tlak vody teplé. Je tomu tak proto, že na vstupu studené vody do ohřevu bývá osazen redukční ventil. Provozovatel zdroje tepla si chrání svoje technologické zařízení. Příklad rozdílných tlaků vody u konkrétní akce je na obr. 8 a 9.

Na obr. 8 vidíme tlak studené vody 7,5 bar, tlak teplé vody na obr. 9 je necelých 6,0 bar. Rozdílný tlak studené a teplé vody je příčinou hned několika problémů. Jednak ve směšovacích bateriích, jednak v cirkulaci teplé vody.

Je důležité, aby tlak studené vody na vstupu do ohřevu a na vstupu do domu byly stejné. Sjednotit oba tlaky nemusí být jednoduché. Jednou z možností je osadit redukční ventil na studenou vodu hned za vodoměrnou stanici a dohodnout se s dodavatelem tepla, aby na vstup vody do ohřevu už žádný redukční ventil neinstaloval. To nebývá vždy možné. Nebo jen v případě, že je příprava teplé vody přímo v zásobovaném domě.

Dodavatel teplé vody z domovního zdroje tepla nemusí být takovému řešení nakloněn. Chce mít svoje ­armatury pod kontrolou i pod uzamčením.

Vždy vyhovujícím řešením je vřazení redukčního ventilu studené vody hned za odbočku studené vody vstupující do ohřevu a tlak nastavit podle tlaku teplé vody (obvykle nižší), ať už teplá voda pochází z vlastního nebo cizího zdroje tepla.

Pokud je více cirkulačních okruhů, je potřeba cirkulační okruhy mezi sebou vyvážit.

Povšimněme si nestabilních teplot cirkulace, které byly zaznamenány. Oproti předpokládané teplotě vyváženého rozvodu cca 50 °C jsou teploty 48, 28 a 32 °C. V průběhu několika minut se teploty výrazně mění k nepředvídatelným hodnotám. Děje se tak v závislosti na vstupu studené vody buď vlivem části defektních směšovacích baterií v bytech, nebo vlivem nefunkčních zpětných klapek za cirkulačními čerpadly.

Schéma ohřevu vody

Na obr. 10 je schéma ohřevu vody posuzované akce. Jak se změní průtoky cirkulačním potrubím při chybných zpětných klapkách, je znázorněno na obr. 11.

Ke změně průtoku v cirkulačním potrubí dochází jen při odběru vody. V době nulového odběru cirkuluje teplá voda podle obr. 11.

Prozíraví projektanti umísťují zpětnou klapku nejenom za cirkulační čerpadla jednotlivých okruhů teplé vody, ale i do společného potrubí cirkulačních okruhů, viz obr. 12.

Pokud by to byl i případ posuzované realizace, nemuselo dojít k náhradě poškozených čerpadel. Fungující zpětná klapka ve společném okruhu by bezpečně zabránila vstupu studené vody do čerpadel i při poruše všech tří zpětných klapek.

Závěr

Sepsání článku bylo inspirováno konkrétním případem. Ve všech předchozích obdobných případech vyvažování cirkulačních rozvodů teplé vody bylo dosaženo předpokládaných teplot na patách cirkulace.

Popsané problémy rozvodu teplé vody ukazují, že před vlastním výpočtem vyvážení rozvodu je potřeba zkontrolovat:

1. Zda jsou tlaky studené a teplé vody stejné
2. Zda jsou za bytovými vodoměry teplé vody zpětné klapky
3. Zda jsou za zpětnými klapkami cirkulačních čerpadel vypouštěcí kohouty, pomocí kterých by se dala ověřit funkčnost instalovaných zpětných klapek
4. Zda jsou za cirkulačními čerpadly funkční zpětné klapky
5. Zda je zpětná klapka i ve společném cirkulačním potrubí s vypouštěcím kohoutem
6. Zda potrubí cirkulace v nejvyšším podlaží odbočuje před odbočkou do bytu (ne až za ní)

Pokud jedna z uvedených podmínek nebude splněna, pak se nedají očekávat výsledky, které by odpovídaly bezchybnému výpočtu. Odstranění zjištěných vad cirkulačního okruhu by mělo být součástí projektu na vyvážení.

V době psaní tohoto článku nastal obrat v kvalitě dodávky teplé vody. Provozovatel kotelny nechal vyměnit vadné zpětné klapky u všech tří okruhů. Sám byl překvapen okamžitou odezvou systému. Teplota na patách cirkulací se zvýšila nad požadovaných 50 °C. Takový výsledek je jedním ze základních předpokladů pro omezení množení bakterií Legionella.

---

Check valves in hot water circuits

The article deals with the main causes of unbalanced hot water supply and achieves that one of the causes for this failure may be the absence of a check valve.

The author provides a clear guideline on how to validate the check valve and, in the end, recommends actions that need to be checked before balancing is calculated so that the actual flow values of the calculation match to the maximum.

Keywords: Check valve, hot water supply, heating system balance, water circulation, mixing battery, balancing of circulation pipes, circulating loop defects