Zawory rewersyjne czterodrogowe

Wstęp

Rewersyjne  pompy ciepła mogą być zarówno źródłem ciepła w budynku, podgrzewając wodę na potrzeby c.w.u. lub centralnego ogrzewania, jak i źródłem jego chłodu, pełniąc rolę centralnego klimatyzatora w okresie letnim. Za zmianę zasady działania pompy ciepła, w wyniku której parownik staje się skraplaczem, a skraplacz parownikiem, odpowiada mały zawór przełączający obiegi zwany zaworem rewersyjnym czterodrogowym, lub po prostu zaworem 4-way. Jak zbudowany jest ten zawór, jak działa i gdzie jest montowany w obiegu pompy ciepła postaram się odpowiedzieć w poniższym artykule.    

Budowa zaworu rewersyjnego 

 Czterodrogowe zawory rewersyjne składają się z trzech podstawowych elementów:

• korpusu zaworu wraz z suwakiem
• elektromagnetycznej cewki
• zaworu pilotowego

Suwak w korpusie zaworu posiada obustronny tłok szczelnie przylegający do korpusu. Zmiana położenia suwaka następuje przez zmianę ciśnienia różnicowego inicjowaną przez elektromagnetyczny zawór pilotowy. Ciśnienie to doprowadzane jest z obu stron tłoka przewodami o małej średnicy i powoduje jego przesunięcie w lewo lub w prawo, w zależności z której strony panuje większa wartość ciśnienia.

Okres zimowy (grzanie)

W trybie grzania na cewkę zaworu elektromagnetycznego podawane jest napięcie, które przyciąga zworę magnesu i pokonując opór sprężyny zaworu pilotowego kieruje ciśnienie ze sprężarki na lewą stronę korpusu. Ciśnienie to przesuwa tłok i suwak w prawo. Zostaje otwarta droga przepływu 1-4 i gorący czynnik płynie przyłączem nr 4 do skraplacza, który  oddaje ciepło do górnego źródła w budynku. Po rozprężeniu w zaworze rozprężnym i przejściu przez parownik (tutaj jednostka zewnętrzna) czynnik wraca kolejno przyłączem nr 2 i 3 do sprężarki.

Okres letni (chłodzenie)

W czasie chłodzenia z cewki zaworu elektromagnetycznego zostaje zdjęte napięcie. Zanika tym samym siła elektromotoryczna i zwora magnesu zostaje odepchnięta przez sprężynę powrotną. Zawór pilotowy zamienia kierunki przepływu czynnika. Gorący, pod wysokim ciśnieniem, płynący ze sprężarki, zostaje tym razem przekierowany na prawą stronę korpusu i przesuwa tłok i suwak w lewo. Sprężarka zasila w ten sposób jednostkę zewnętrzną, która staje się skraplaczem, a jednostka wewnętrzna, górne źródło ciepła – parownikiem.

Powyższy schemat działania zaworu rewersyjnego wykorzystywany jest też w zimie jako funkcja defrostu pompy ciepła.

Zasady montażu

Opisywany przeze mnie zawór firmy Danfoss posiada wiele odmian konstrukcyjnych, różniących się budową korpusu i cewki. Generalnie firma stosuje dwa typy zaworów 4-way, STF i VHV, o różnych numerach seryjnych, wielkościach cewki, itp. W zależności od typu zaworu dopuszczalna pozycja jego montażu może być różna. Poniżej najważniejsze wymagania.

1.  Możliwe jest zamontowanie zaworu 4 drogowego w następujący sposób:
   • a. w pozycji poziomej, orientacja zaworów STF serii 25, 30, 40, 50 i VHV serii 60 powinna zawierać się w przedziale od 0° do 180° ,. Dla pozostałych typów możliwa jest instalacja w zakresie od 0° do 360° (Rys.1)
   • b. w pozycji pionowej zawory mogą być zamontowane dowolnie o ile zwora cewki skierowana jest do góry (Rys.2a).
2. Przed montażem należy dokładnie oczyścić wewnętrzną część rurociągu aby zabezpieczyć zawór przed zanieczyszczeniami. Wskazane jest zastosowanie filtra
3. Podczas lutowania nie wolno dopuścić do podgrzania korpusu zaworu powyżej 120°C. Lutowanie należy przeprowadzać z cewką niezamontowana na zaworze.
4. Nie trzymać zaworu za kabel zasilający cewki i obchodzić się z nią z należytą ostrożnością.
5. Nie izolować cieplnie cewki. Może doprowadzić to do jej przegrzania i w konsekwencji zniszczenia.

Gdzie zamocowany jest zawór rewersyjny w pompie ciepła?

Zawory rewersyjne czterodrogowe montowane są z reguły w jednostkach zewnętrznych pomp ciepła, bezpośrednio obok sprężarki. Poniżej przykładowy montaż zaworu rewersyjnego w pompie ciepła firmy Panasonic.