Hlavní úpravy termostatů a jejich aplikace – článek společnosti Scat technology

Moderní topné systémy jsou často vybaveny přídavnými zařízeními – termostaty (termostaty, nebo pokojové termostaty). Jedná se o zařízení, které reguluje provoz plynového nebo elektrického kotle v závislosti na teplotě vzduchu v místnosti. Jeho přítomnost v systému umožňuje kombinovat racionální spotřebu chladicí kapaliny s pohodlným mikroklimatem.

Funkce prováděné termostatem

Termostaty lze instalovat do jedno- a dvoutrubkových radiátorových topných systémů a vytápěných podlah. Tato zařízení umožňují:

• udržovat stabilní optimální teplotu v místnosti,
• snížit náklady na vytápění,
• zvýšit životnost kotlového zařízení.

Existují mechanické termostaty a technicky vyspělé elektronické termostaty.

Mechanické termostaty – druhy, vlastnosti a princip činnosti

Topné systémy využívají termostaty s ručním a automatickým nastavením a také elektromechanické.

S ručním nastavením

Takové termostaty (termostatické ventily), instalované v blízkosti radiátorů, fungují na principu běžného ventilu.

Teplota v místnosti se reguluje změnou množství chladicí kapaliny přiváděné do chladiče. Chcete-li to provést, otočte rukojetí ventilu v požadovaném směru. Zařízení tohoto typu se vyznačují jednoduchostí a spolehlivostí provozu. Teplotu ale nebudete moci regulovat automaticky.

Ve dvoutrubkovém systému může být termostat instalován na jakýkoli jednotlivý radiátor nebo na všechny baterie. V jednotrubkovém systému vede instalace termostatu na první baterii k poklesu průtoku chladicí kapaliny na všech následujících zařízeních. Tento problém lze vyřešit instalací obtokového potrubí.

S automatickým nastavením

Tyto modely jsou vhodné pro radiátorové topné systémy. Jejich základem je termostatický prvek, který využívá vlnovec. Tato nádoba je naplněna kapalinou nebo plynem, který mění objem v souladu s kolísáním teploty vzduchu.

Zařízení instalované před radiátorem zajišťuje automatickou regulaci teploty. Pomocí rukojeti nastavte maximální přípustnou teplotu v místnosti. Když se vzduch ohřeje, obsah měchu se roztáhne a působí na dřík ventilu. Po dosažení maximální hodnoty se ventil uzavře a chladicí kapalina přestane proudit do chladiče. S klesající teplotou se zmenšuje objem kapaliny nebo plynu, díky čemuž se ventil otevře a obnoví se průtok chladicí kapaliny.

Elektromechanické

Energeticky závislé elektromechanické regulátory se používají při instalaci vyhřívaných podlah nebo v jiných případech, kdy jsou snímač teploty a ventil přívodu chladicí kapaliny instalovány na různých místech. Ventil je například namontován na vstupu do topného okruhu a čidlo je instalováno v podlaze.

Pracovním tělesem elektromechanických modelů je kovová deska, která se při zahřívání ohýbá. Při dosažení nastavené maximální teploty působí destička na kontakty. Uzavřou elektrický obvod a do ventilu je odeslán signál, aby se uzavřel a následně zastavil průtok chladicí kapaliny. Po poklesu teploty vzduchu pod přípustnou hodnotu se kontakty otevřou, ventil se otevře a chladicí kapalina vstoupí do okruhu.

Elektronické termostaty jsou dobrým řešením pro všechny typy topných systémů

Elektronický termostat je poměrně složitý systém, který zahrnuje:

• Teplotní čidla – jedno nebo více (pro přesnější určení teploty v různých částech místnosti).
• Ovladač. Přijímá informace shromážděné senzory. Regulátor ji analyzuje a porovnává aktuální teplotu s nastavenou. Pokud pokojová teplota neodpovídá požadované hodnotě, rozhodne se podle uživatelského nastavení.
• Výkonný mechanismus. Po rozhodnutí mu regulátor vyšle signál k akci – snížení nebo zvýšení výkonu kotle, změna množství přiváděné chladicí kapaliny.

V prodeji je mnoho modelů elektronických termostatů s různými konstrukčními prvky a provozními principy.

Za den

Tyto termostaty umožňují nastavit požadovanou teplotu pomocí tlačítek „+“ a „-“. Nastavená hodnota bude automaticky udržována po dobu 24 hodin.

Programovatelné

Tyto modely poskytují možnost nastavení teploty pro období – den a noc, v závislosti na denní době, podle dne v týdnu. Taková zařízení jsou zvláště vhodná v případech, kdy dům není v zimě neustále používán.

Drátové i bezdrátové

Drátový termostat je instalován v těsné blízkosti ovládaného zařízení (kotel, oběhové čerpadlo, ventil) a je k němu připojen elektrickými vodiči.

Bezdrátové modely fungují na principu vysílání a příjmu rádiových signálů.

Ovládání přes internet

Wi-Fi termostaty umožňují měnit teplotu vzduchu v bytě nebo domě na dálku, pomocí vlastního webového rozhraní, zprostředkujícího serveru, ze smartphonu nebo jinou podobnou metodou.

Široký výběr termostatů s různými provozními principy a funkčností vám umožňuje najít volbu nejvhodnější pro konkrétní úkoly a aplikace.

Jsou jedním z úplně prvních typů zařízení a v současnosti se nepoužívají (kvůli toxicitě rtuti).

Existují dva principy fungování produktu:

1. rtuť, která vystoupila do určené výšky v termometrické nádobě, uzavírá elektrické kontakty nebo ovlivňuje některé zařízení. Přesnost takového termostatu dosahovala 0,01°C, proto se používal především v průmyslových podmínkách,
2. rtuťový senzor namontovaný na bimetalovém prvku, který při změně teploty změní svou polohu nebo konfiguraci a aktivuje rtuťový mechanismus. Přesnost závisí na přesnosti bimetalového prvku a dosáhla 0,5°C. Zařízení bylo používáno v průmyslových i domácích podmínkách.

Na obrázku je znázorněno zařízení rtuťového termostatu. Baňka se rtutí je připevněna k bimetalovému prvku, který reaguje na teplotu a naklání baňku jedním nebo druhým směrem. Při naklonění žárovky na jednu stranu se kontakty sepnou a při naklonění žárovky druhým směrem se kontakty otevřou.

Bimetalické mechanické termostaty

Bimetalový prvek (disk, cívka, páska) se díky svým přirozeným vlastnostem prudce ohne při dosažení reakční teploty a aktivuje akční člen – elektrické kontakty nebo ventil. Zařízení se vrátí do původního stavu buď automaticky (obvykle se používá v systémech chránících systémy před přehřátím nebo přechlazením), nebo při vystavení bimetalovému prvku (pomocí knoflíku lze nastavit požadovanou úroveň teploty). Používá se v levných systémech regulace teploty – domácí topidla, tepelné clony atd.). Přesnost velmi závisí na kvalitě použitého bimetalu a obvykle se pohybuje v rozmezí 0,5–4 °C.

Voskové termostaty

Obvykle se používá v chladicím systému automobilových motorů. Regulací průtoku chladicí kapaliny a směšovací kapaliny o různých teplotách (cirkulujících velkými a malými okruhy) umožňuje zařízení udržovat optimální teplotní úroveň (v závislosti na značce vozu) v rozmezí 70-95°C. V utěsněné komoře, ve které je vosková deska umístěna, je speciální zařízení, které otevře ventil, pokud se provozní teplota zvýší.

Kapilární termostaty

Používá se v topných systémech, plynových pecích, kotlích, systémech ochrany proti přehřátí. Podle způsobu provedení se rozlišují termostaty nastavené na danou teplotu a nastavitelné. Zařízení se skládá z baňky naplněné plynem nebo kapalinou, spojené s ovládacím prvkem pomocí tenké trubičky – kapiláry. Konec trubky je umístěn v tělese termostatu a připojen k membráně. Při zahřátí se plyn (kapalina) rozpíná a vyvíjí tlak na membránu, čímž se aktivuje akční člen – elektrické kontakty nebo ventil, který reguluje průtok chladicí kapaliny.

Elektronické termostaty

Pro takové termostaty existují dvě technická řešení:

1. Používají se mechanické termostaty, z nichž se „odečty“ odečítají pomocí elektronického pohonu. Přesnost měření takových výrobků není obvykle příliš vysoká;
2. používají se elektronické měřicí přístroje – termočlánky, odporové snímače, pn přechody polovodičových součástek, infračervené snímače.

Příchozí informace z měřicích zařízení jsou přiváděny do elektronického obvodu, který posílá příkaz(y) do akčního členu. Takové elektronické termostaty jsou přesnější zařízení. Je jich celá řada – s indikátory teploty, programovatelné, nastavitelné atd. Oblast použití: klimatizační systémy, systémy podlahového vytápění, domácí elektrické ohřívače s digitálním zobrazením informací, elektrické pece atd.

Kapalinové termostaty

Jedná se o poměrně složité zařízení určené k regulaci od -120°C do 400°C (v závislosti na modelu) a přesné udržování (až 0.01K) teploty v laboratorních podmínkách. Obecný princip činnosti termostatu je založen na udržování nastavené teploty ohřevem a chlazením chladicí kapaliny cirkulující v pracovní lázni. Ohřev chladicí kapaliny a udržování nastavené teploty se provádí pomocí ohřívače a teplotního čidla umístěného v nádrži a elektronického regulátoru, chlazení – výměnou tepla s okolím a při teplotách blízkých okolí – navíc pomocí výměníku tepla.

Termostaty pro suchý vzduch

Navrženo pro regulaci a přesné udržování teploty v laboratorních (například inkubátorech) a/nebo průmyslových podmínkách. Obecný princip činnosti výrobku je založen na udržování dané teploty ohřevem a chlazením chladicího plynu (zejména vzduchu) cirkulujícího v pracovní komoře.