Zawór czterodrogowy to element umożliwiający mieszanie przepływających przez niego cieczy albo przełączanie ich obiegów. Jest powszechnie stosowany w instalacjach centralnego ogrzewania.

Zawór czterodrogowy to element z czterema portami (wejściami rur) i elementem wewnętrznym o regulowanym położeniu. Można go przestawiać tak, by ciecze z obiegów mieszały się w określonej proporcji lub całkowicie odcinać i przełączać obiegi. Stosuje się go w instalacjach grzewczych zasilanych kotłami na paliwa stałe. Specyfika pracy tych kotłów sprawia, że gdy nie pracują z pełną mocą, na wymienniku ciepła skrapla się para wodna ze spalin, tworząc kwaśną ciecz, która powoduje tzw. korozję niskotemperaturową. Urządzenia grzewcze często powstają właśnie z blachy odpornej na wysoką temperaturę, ale ulegającej szybszemu niszczeniu pod wpływem substancji o kwaśnym odczynie (żeliwo nie jest na nie wrażliwe).

Zawór mieszający czterodrogowy ‒ ochrona przed korozją

Wyjściem nie jest ciągła praca kotła z pełną mocą, bo nie zawsze jest potrzebna tak wysoka temperatura cieczy zasilającej grzejniki. W okresach przejściowych (jesienią i wiosną) oraz w cieplejsze dni zimy wiązałoby się to z przegrzewaniem się pomieszczeń i byłoby nieracjonalne ekonomicznie. Aby zabezpieczyć kocioł przed korozją niskotemperaturową, stosuje się „dogrzewanie” schłodzonej wody powracającej do urządzenia z grzejników. Montaż zaworu czterodrogowego pozwala stworzyć dwa obiegi. Jednym jest obieg grzejnikowy, a drugi to tzw. krótki obieg, w którym krąży ogrzana w kotle woda. Ustawienie mieszadełka (można je regulować w zakresie od 0 do 90℃) sprawia, że jest ona dodawana do wody powracającej z obiegu grzejnikowego. Staje się ona na tyle gorąca, że zjawisko korozji niskotemperaturowej nie występuje.

Zawór czterodrogowy może być regulowany ręcznie, ale jest to dość kłopotliwe. Lepszym rozwiązaniem jest zawór czterodrogowy z siłownikiem, który może być sterowany automatycznie. W instalacji musi się jednak znaleźć sterownik siłownika zaworu czterodrogowego. Może on być fabrycznie zamontowany w kotle, a jeśli go nie ma, można dopasować niezależny sterownik. Zawory czterodrogowe z siłownikiem i termostatem są droższe, ale działają bezobsługowo. Pompę obiegową c.o. w instalacji z zaworem mieszającym montuje się na zasilaniu lub na powrocie z instalacji do zaworu.

Jako ochronę przed korozją niskotemperaturową i jako urządzenia wyrównujące temperaturę w systemie grzewczym stosuje się zawory trójdrogowe i czterodrogowe. Te pierwsze sprawdzają się przede wszystkim w instalacjach z głowicami termostatycznymi na grzejnikach, natomiast drugie przy zwykłych regulatorach. Często montuje się je wymiennie. Warto pamiętać, że montaż zaworu czterodrogowego lub trójdrożnego w instalacji grzewczej może być wymagany przez producenta kotła, by zachować gwarancję na urządzenie.

Zawór czterodrogowy w instalacji c.w.u.

Zawory czterodrogowe działają nie tylko jako mieszacze, ale również pozwalają przełączać obiegi. Przykładem zastosowania może być kocioł na paliwa stałe z zasobnikiem ciepłej wody użytkowej. Podczas chłodnych miesięcy kocioł ogrzewa zarówno grzejniki, jak i wodę do mycia – zawór ustawiony jest tak, by woda grzejna po połowie zasilała grzejniki i zasobnik. Latem, kiedy nie ma potrzeby ogrzewania pomieszczeń, ale nadal potrzebna jest ciepła woda, przestawia się mieszadełko zaworu tak, by całą wodę grzejną skierować do obiegu c.w.u, w którym będzie ona zasilać wężownicę (wymiennik ciepła) w zasobniku. Podobnie jak w poprzednim zastosowaniu, także do regulacji obiegów c.o. i c.w.u. można używać zaworów czterodrogowych z siłownikiem lub regulowanych ręcznie (to ostatnie rozwiązanie jest jednak mało wygodne, a bywa wręcz uciążliwe).

Jak dobrać zawór czterodrogowy?

W instalacjach otwartych (z naczyniem przelewowym zabezpieczających system przed przegrzaniem) używa się wyłącznie zaworów czterodrogowych mosiężnych. W systemach zamkniętych można stosować zawory żeliwne, choć warto pamiętać, że są one nieco mniej trwałe. Jeśli jednak nie dopuszcza się wody do systemu (a w systemach zamkniętych nie ma takiej konieczności), nie ma możliwości odkładania się dużej ilości kamienia kotłowego, co mogłoby obniżyć skuteczność i wpłynąć na krótszy czas eksploatacji zaworu.

Średnicę zaworu w instalacjach z wymuszonym obiegiem wody grzejnej dobiera się do średnicy pompy. W systemach grawitacyjnych teoretycznie zawór czterodrogowy powinien mieć taką samą średnicę, jaką mają rury, ale w praktyce montuje się zawory o nieco większej średnicy. Wielkość zaworu czterodrogowego mieszającego powinna być również dopasowana do mocy kotła, by można było w pełni korzystać z możliwości, jakie daje zawór. Bierze się wówczas pod uwagę jego wielkość nominalną DN. Przykładowo, do kotła o mocy 18 kW pasuje zawór o DN25, do urządzenia o mocy 25 kW – DN25 i DN32, a do kotła o mocy 40 kW można zastosować zawór o DN 32 i DN40.