VALTEC | Vlastnosti výpočtu otopných soustav s termostatickými ventily

Existuje několik způsobů, jak regulovat mikroklima v místnostech s radiátory. Ve fázi návrhu systému se výkon zařízení vypočítá s ohledem na tepelné ztráty a plochu místností. Tím je vyřešen problém kompenzace tepelných ztrát. Obecný teplotní režim se nastavuje přímo na topném kotli za provozu. Metody jsou docela funkční a v mnoha případech to stačí. Existuje však přesnější, variabilnější a flexibilnější způsob řízení mikroklimatu. Realizuje se selektivní instalací termostatů na radiátory vytápění.

Proč potřebujete termostat na radiátorech?

Klasický topný radiátor v základní verzi a bez termostatu nemá žádné úpravy ani nastavování. Jeho výkon zcela závisí na teplotě chladicí kapaliny. Čím je tepleji, tím více tepla radiátory uvolňují do místnosti a naopak. Pokud je systém správně sestaven, pak všechna zařízení k němu připojená pracují s tepelným výkonem uvedeným v dokumentaci v souladu s rozměry každého konkrétního modelu.

Pokud vezmeme v úvahu centralizovaný systém vytápění bytu, pak je nemožné jej ovládat individuálně. Teplota chladicí kapaliny závisí na provozu kotelny, výšce podlahy a mnoha dalších faktorech. V soukromém domě je možné upravit kotel. Nastavením určité teploty chladicí kapaliny může uživatel ovládat celkovou účinnost všech radiátorů.

V obou situacích zůstává relevantní stejný problém – radiátory bez termostatů jsou zcela závislé na teplotě chladicí kapaliny. Z tohoto důvodu je nemožné:

• upravit pohodlné mikroklima v každé konkrétní místnosti tak, aby vyhovovalo individuálním preferencím;
• dosáhnout požadované teploty v místnostech pro různé účely;
• kompenzovat výkyvy venkovní teploty v závislosti na počasí;
• automatické řízení mikroklimatu;
• ušetřit na vytápění.

V důsledku toho máme „nemotorný“ topný systém, který vytápí domov, ale nečiní ho skutečně pohodlným.

K vyřešení tohoto problému je nutné odstranit závislost topných radiátorů na teplotě chladicí kapaliny. To se provádí instalací termostatů.

Termostat pro topné těleso je zařízení skládající se z ventilu a termostatického prvku (termostat, někdy také nazývaný termohlavice). Termostat upravuje průtok chladicí kapaliny v závislosti na kolísání teploty vzduchu v místnosti. Důležité je, že to dělá automaticky podle předem definovaného nastavení. V místnosti se ochladí – ventil propustí chladičem více chladicí kapaliny, více se ohřeje a vydá více tepla. Teplota v místnosti překročila nastavenou prahovou hodnotu – ventil uzavře nebo zcela uzavře přívod chladicí kapaliny. Radiátor topí méně nebo se úplně vypíná.

Použití termoregulace v radiátorovém topném systému má následující výhody:

1. Vnitřní mikroklima lze ovládat bez ohledu na teplotu chladicí kapaliny.
2. Snadno dosáhnete požadované teploty v různých místnostech.
3. Vytápění je možné přizpůsobit individuálním preferencím.
4. Kolísání venkovní teploty je automaticky kompenzováno.
5. Sníží se spotřeba energie.

Problém s nesprávně dimenzovaným topným systémem může vyřešit i termostat. To je, když je v místnosti č. 1 příliš mnoho radiátorů a v místnosti č. 2 málo. Abyste dosáhli přijatelné teploty ve druhé místnosti, musíte kotel více topit individuálním nebo autonomním topným systémem a kvůli tomu je v první místnosti nesnesitelné dusno. Termostatická hlavice a termoventil umožňují opravit chybu při výpočtu výkonu radiátorů.

Typické zařízení a princip činnosti

Nejjednodušší mechanický termostat pro radiátor topení se skládá ze dvou součástí – termostatické hlavice a ventilu.

Termostatický ventil – jedná se o přímý, axiální nebo úhlový průchozí průchod, uvnitř kterého je uzavírací a ovládací zařízení. Skládá se z přítlačné tyče s namontovaným pracovním kuželem, vratné pružiny a sedla. Když nedojde k žádnému nárazu na tyč, je kužel vlivem síly pružiny držen v maximální vzdálenosti od svého sedla. Propustnost zařízení v tomto režimu je nejvyšší. To znamená, že maximální možný objem chladicí kapaliny vstupuje do chladiče ventilem a pracuje na plný výkon.

Když je tyč vystavena vnější síle dostatečné k překonání odporu pružiny, tyčka s pracovním kuželem se pohybuje ve směru sedla, uzavírá průchozí otvor a tím snižuje průchodnost zařízení. V důsledku toho se do chladiče dostává méně chladicí kapaliny nebo je průtok zcela zablokován. Zařízení se začne méně zahřívat nebo se úplně vypne.

Na přívodním potrubí horké chladicí kapaliny je instalován ventil. V základní konfiguraci je vybavena otočnou rukojetí, která mění polohu tyče s pracovním kuželem. Otáčením knoflíku uživatel ručně mění průchodnost jednotky a ovládá přenos tepla radiátoru. U tohoto typu nedochází k automatické termoregulaci, protože činnost ventilu je zcela závislá na počátečním nastavení.

Termostatická hlavice je zařízení, které řídí kapacitu ventilu v závislosti na okolní teplotě. Mechanická verze se skládá z následujících prvků:

1. Měchy.
2. Návratová jaro.
3. Sklad
4. Knoflík pro nastavení teploty.
5. Bydlení.

Měch je uzavřená nádoba s pracovním médiem – kapalinou nebo plynem. K plnění měchů se používají látky, jejichž objemová změna závisí na teplotě. V rukojeti nebo těle termostatické hlavice jsou otvory pro komunikaci s okolním vzduchem: při změně jeho teploty se pracovní médium v ​​měchu zvětšuje nebo zmenšuje na objemu. Díky tomu se mění síla na tyči.

Termostatická hlavice se instaluje na termoventil pomocí závitového připojení. Dříky v hlavě a ventilu jsou zarovnány. V tomto provedení zařízení pracuje automaticky. Když teplota v místnosti stoupne, médium v ​​měchu expanduje, tyč tlačí na kuželku ventilu, čímž se snižuje jeho průchodnost. Radiátor začne méně topit. Při poklesu teploty vzduchu látka v měchu zmenšuje svůj objem, kuželka ventilu se vlivem síly vratných pružin vzdaluje od sedla. Do chladiče vstupuje více chladicí kapaliny a začíná se více zahřívat.

Knoflík pro nastavení teploty mění sílu odporu vratné pružiny. Díky tomu se mění teplota a rozsah odezvy hlavy. Pro pohodlí uživatele má rukojeť stupnici s čísly nebo jinými symboly. V mechanické verzi jsou tato označení konvenční. To znamená, že termostatickou hlavici nelze okamžitě nastavit na určitou teplotu: aby bylo dosaženo komfortního přenosu tepla, musí být zařízení seřízeno podle níže popsaného principu.

Typy termostatů pro topná tělesa

Termostaty pro radiátory jsou rozděleny do několika typů na základě následujících vlastností:

• umístění teplotního čidla – s vestavěným a vzdáleným čidlem;
• umístění regulátoru teploty – přímo na zařízení nebo dálkově;
• typ instalace – přímá, hranatá, axiální;
• druh pracovního média – plněné plynem nebo kapalinou;

Kromě výše popsaných mechanických termostatů existují také elektronické modely. Ty se vyznačují digitálním ovládáním, které je vizuálnější a přesnější. Taková zařízení jsou vybavena displeji a vyžadují zdroj energie. Na displeji se zobrazuje teplota ve stupních Celsia, což umožňuje okamžitě nastavit zařízení do požadovaného provozního režimu. Princip ovládání radiátorů je stejný jako u mechanických modelů – ventil s proměnnou kapacitou.

Při výběru termostatu byste měli věnovat pozornost také připojovacímu závitu termohlavice k termoventilu. Standardní velikosti závitů jsou M28 a M30.

Důležité! Pro jednotrubkové a dvoutrubkové topné systémy jsou k dispozici různé termostaty. I na to byste si měli před nákupem dát pozor.

Instalace termostatu na radiátor

Termostaty se instalují samostatně pro každý radiátor. Při instalaci byste měli dodržovat obecná pravidla a doporučení. Po instalaci je nutné zařízení upravit, pokud tovární nastavení neumožňuje dosáhnout požadovaného mikroklimatu v místnosti.

Obecná pravidla

Existuje několik pravidel pro instalaci termostatů na radiátory:

1. Termostatický ventil se instaluje pomocí závitového připojení na přívodní potrubí přímo před radiátor.
2. Tepelná hlavice by měla být umístěna vodorovně, aby teplo z radiátoru neovlivňovalo činnost měchu.
3. Zařízení by nemělo být zakryto závěsy, ozdobnými lištami nebo kusy nábytku.
4. Tepelná hlava by neměla být vystavena slunečnímu záření.
5. Optimální místo pro instalaci termostatu (čidla) je ve výšce 60. 80 cm od podlahy.
6. Pokud podmínky neumožňují jednoduché připojení, můžete použít speciální headset.

Instalace může být provedena jak ve fázi montáže topného systému, tak během jeho provozu. Ve druhém případě budete muset vypustit chladicí kapalinu a provést spojení. Konfigurace vložky se volí s ohledem na konstrukci otopného tělesa, místo jeho instalace a typ termostatu.

Pokud je v místnosti velké množství radiátorů, neměli byste je všechny vybavovat termostaty. V takových případech se řídí pravidlem „až 50 %. Pokud jsou například dva radiátory, pak je tepelná hlava instalována na jednom z nich. To bude stačit k výraznému ovlivnění mikroklimatu v místnosti.

Nastavení

Mechanické tepelné hlavy jsou dodávány se standardním továrním nastavením. Ve většině případů je po instalaci nutné je dále nakonfigurovat. To se děje buď teploměrem v místnosti, nebo osobními pocity. Pokud je teplota vzduchu vyšší, než je žádoucí, otočte knoflíkem tinktury o 1-2 stupně dolů. Po určité době se úprava v případě potřeby opakuje. Provoz zařízení se upravuje stejným způsobem, pokud je teplota v místnosti nižší než požadovaná.

Termostatické radiátorové ventily mají speciální hydraulické konstrukční vlastnosti ve srovnání s ručními radiátorovými ventily. Tyto vlastnosti souvisí se specifickým provozem ventilu v topném systému.

Tyto ventily jsou ovládány tepelně citlivým prvkem (tepelnou hlavou), uvnitř kterého je nádoba vlnovce naplněná pracovní kapalinou (plyn, kapalina, pevná látka) s vysokým koeficientem objemové roztažnosti. Když se změní teplota vzduchu obklopujícího měch, pracovní tekutina se roztahuje nebo smršťuje a deformuje měch, který zase působí na dřík ventilu, otevírá nebo zavírá jej (obr. 1).

Rýže. 1. Schéma činnosti termostatického ventilu

Hlavní hydraulickou charakteristikou termostatického ventilu je jeho průtoková kapacita Kv. Toto je průtok vody, kterým může ventil projít, když je tlaková ztráta přes něj 1 bar. index „_V“ znamená, že koeficient je vztažen k hodinovému objemovému průtoku a je měřen v m 3 / h. Když znáte kapacitu ventilu a průtok vody, můžete určit tlakovou ztrátu ve ventilu pomocí vzorce:

ΔP_к = (V / K_v) 2 · 100, kPa.

Regulační ventily mají v závislosti na stupni otevření různé průtokové kapacity. Kapacita plně otevřeného ventilu je označena Kvs. Tlaková ztráta na termostatickém ventilu radiátoru během hydraulických výpočtů se zpravidla neurčuje při plném otevření, ale pro určitou zónu proporcionality – Xp.

Xp je pracovní zóna termostatického ventilu v rozsahu od teploty vzduchu při úplném uzavření (bod S na regulačním grafu) do uživatelem nastavené hodnoty dovolené odchylky teploty. Například pokud koeficient Kv dáno na Xp = S – 2 a termočlánek je instalován v takové poloze, že při teplotě vzduchu 22 ˚C bude ventil zcela uzavřen, pak tento koeficient bude odpovídat poloze ventilu při teplotě okolí 20 ˚C.

Z toho můžeme usoudit, že teplota vzduchu v místnosti bude kolísat mezi 20 a 22 ˚С. Indikátor Xp ovlivňuje přesnost udržování teploty. Na Xp = (S – 1) rozsah udržování vnitřní teploty vzduchu bude do 1 ˚С. Na Xp = (S – 2) – rozsah 2 ˚С. Zóna Xp = (S – max) charakterizuje provoz ventilu bez teplotně citlivého prvku.

V souladu s GOST 30494-2011 „Obytné a veřejné budovy. Parametry vnitřního mikroklimatu“, během chladného období v obývacím pokoji se optimální teploty pohybují od 20 do 22 ˚С, to znamená, že rozsah udržování teploty v obytných prostorách budov by měl být 2 ˚С. Pro výpočet obytných budov je tedy nutné vybrat hodnoty propustnosti při Xp = (S – 2).

Rýže. 2. Termostatický ventil VT.031

Na obr. 3 ukazuje výsledky stolního testu termostatického ventilu VT.031 (obr. 2) s termostatickým prvkem VT.5000 nastaveným na „3“. Tečka S na grafu je to teoretický uzavírací bod ventilu. To je teplota, při které má ventil tak nízký průtok, že jej lze považovat za prakticky uzavřený.

Rýže. 3. Plán uzavření ventilu VT.031 s termočlánkem VT.5000 (položka 3) při tlakovém rozdílu 10 kPa

Jak je vidět na grafu, ventil se uzavírá při teplotě 22 °C. S klesající teplotou vzduchu se zvyšuje kapacita ventilu. Graf ukazuje průtok vody ventilem při teplotě 21 (S – 1) a 22 (S – 2) ˚С.

В tab. jeden pasportní hodnoty průtoku termostatického ventilu VT.031 jsou uvedeny v různých Xp.

Tabulka 1. Hodnoty na typovém štítku kapacity ventilu VT.031