Tento článok sa zaoberá príložnými termostatmi, ich funkciami a princípmi, najmä v kontexte spínania obehových čerpadiel v systémoch vykurovania. Cieľom je poskytnúť komplexný pohľad na túto problematiku, od základných princípov regulácie teploty až po praktické aspekty inštalácie a výberu správneho termostatu.
Úvod do regulácie teploty
Regulácia teploty je kľúčová pre zabezpečenie tepelného komfortu a optimalizáciu spotreby energie v obytných, komerčných aj priemyselných priestoroch. Zjednodušene povedané, reguláciu možno definovať ako spúšťanie, zastavovanie alebo riadenie vykurovania, ventilácie, klimatizácie alebo chladenia. Moderné systémy regulácie teploty sa skladajú z troch hlavných funkčných blokov: meranie premennej a zber dát, spracovanie dát spolu s ďalšími informáciami a samotné riadenie. Tieto funkcie zabezpečujú snímače, ovládače a riadiace jednotky.
Princípy fungovania termostatov
Termostaty sú jedny z najčastejšie používaných zariadení na reguláciu teploty. V obytných a menších komerčných aplikáciách sa najčastejšie používajú nízkonapäťové elektrické ovládače. Termostaty môžu ovládať rôzne zariadenia, ako napríklad plynové solenoidové ventily, horáky, solenoidové ventily na chladení, elektrické vykurovanie, dvojcestné ventily, ventilátory a čerpadlá. Elektronické regulačné systémy umožňujú umiestnenie ovládačov mimo snímačov a spúšťačov a sú schopné prijať množstvo vstupov.
Snímače merajú určenú veličinu (najčastejšie teplotu, tlak, prietok alebo relatívnu vlhkosť) a poskytujú ovládaču presné a pravidelné informácie o zmenách podmienok. Pre zabezpečenie presných informácií je dôležité správne umiestnenie snímača, teda napríklad nie na priamom slnečnom svetle alebo zle izolovanom vonkajšom múre. Ovládač prijíma signály zo snímača, porovnáva vstupy s danými inštrukciami, ako napríklad zadaným bodom alebo rozsahom obmedzenia.
Najpoužívanejším systémom v súčasnosti je priama digitálna regulácia, založená na mikroprocesorových systémoch. Snímače a výstupné zariadenia (napríklad spúšťače, relé) sú rovnaké ako pri elektronickej regulácii, rozdiel je v ovládaní vstupných signálov. Na riadenie a reguláciu technických zariadení v budovách (vykurovacie, chladiace, vetracie a vzduchotechnické systémy) sa používajú rôzne rozširovacie moduly pre mikroprocesorový regulátor, ktoré môžu obsahovať viacero digitálnych vstupných signálov. Regulátor možno naprogramovať podľa požiadaviek a umožňuje analógové aj digitálne vstupné a výstupné signály.
Prečítajte si tiež: Použitie bezdrôtových termostatov
Typy regulácie
Reguláciu možno rozdeliť podľa veľkosti ovládaného priestoru na základnú a zónovú. Riadiace jednotky pre základnú reguláciu slúžia na ovládanie kúrenia s 1-2 okruhmi a sú určené pre spínanie kotlov, servoventilov, obehových čerpadiel, či elektrických priamotopov a lokálnych vykurovacích telies. Pri menších objektoch stačí systém zložený z malej riadiacej jednotky a bezdrôtových termostatov. Jedna riadiaca jednotka umožňuje ovládať dve nezávislé relé a teda dva vykurovacie okruhy. Na jedno relé môže byť naviazaných viac termostatov. Hlavnou časťou zónovej regulácie je riadiaca jednotka umožňujúca ovládanie veľkého počtu rôznych zón. Ovládanie zabezpečujú programovateľné izbové termostaty, chrániace priestor pred príliš nízkou alebo naopak vysokou teplotou. Samozrejmosťou je už možnosť včasného upozornenia cez mobilný telefón. Pre použitie v kancelárskych priestoroch možno termostaty uzamknúť alebo obmedziť rozsah nastaviteľnej teploty.
Príložné termostaty: Špecifiká a použitie
Pri kúrení sa uplatnia najmä príložné termostaty na povrchovú montáž. Teplotné čidlo sa nachádza na zadnej strane termostatu a špirála slúži na pripevnenie k rúrke alebo rebríku kúrenia. Zvyčajne ide o jednoduché manuálne termostaty montované na povrch potrubia (najmä ak radiátor nemá rebrovanie). Termostat sa priloží na povrch potrubia a pevne proti rúre kúrenia sa zabezpečí napínacou pružinou tak, aby priamo dosadal na rúrku. Následne sa pripoja káblové svorky.
Na meranie teploty na rúrových rozvodoch slúži príložný teplotný snímač pre regulátor vykurovania.
Použitie príložných termostatov na spínanie čerpadiel
Príložné termostaty sú často používané na spínanie obehových čerpadiel v systémoch vykurovania. Ich hlavnou úlohou je zabezpečiť, aby čerpadlo fungovalo len vtedy, keď je to potrebné, čím sa šetrí energia a predlžuje životnosť čerpadla.
Princíp funkcie
Príložný termostat monitoruje teplotu potrubia, na ktorom je pripevnený. Keď teplota dosiahne nastavenú hodnotu, termostat zopne obvod a spustí obehové čerpadlo. Keď teplota klesne pod nastavenú hodnotu, termostat obvod rozopne a čerpadlo sa vypne.
Prečítajte si tiež: Moderné vykurovanie s 16A termostatom
Výhody použitia príložných termostatov na spínanie čerpadiel
- Úspora energie: Čerpadlo beží len vtedy, keď je to potrebné, čím sa znižuje spotreba energie.
- Predĺženie životnosti čerpadla: Znížením prevádzkového času sa predlžuje životnosť čerpadla.
- Zvýšenie komfortu: Systém vykurovania reaguje na aktuálnu potrebu tepla, čím sa zabezpečuje stabilná teplota v priestore.
Príklad použitia
V systéme s kotlom na tuhé palivo môže príložný termostat spínať obehové čerpadlo, ktoré zabezpečuje cirkuláciu vody medzi kotlom a radiátormi. Termostat sa pripevní na potrubie za kotlom a nastaví sa na požadovanú teplotu. Keď kotol dosiahne túto teplotu, termostat spustí čerpadlo a voda začne cirkulovať. Keď kotol vychladne, termostat čerpadlo vypne.
Záložné zdroje pre obehové čerpadlá
Obehové čerpadlá, všeobecne motory (čerpadlá, kompresory), sú indukčné stroje, ktoré majú špecifické požiadavky na napájanie. Pri štarte majú okamžitý príkon až 10 krát väčší ako príkon menovitý. Záložný zdroj musí tento výkon (hoci i krátko-dobe) dodať. Ak máte jedno až dve obehové čerpadlá o celkovom príkone do cca 120 W dostačujúce sú zdroje ZZ0x - 300W (01,04,07).
Priebeh napätia
- Trapézový priebeh: Je vhodný pre zálohovanie čerpadiel bez elektronickej regulácie. Je vhodný pre zálohovanie tam, kde nie sú predpokladané časté výpadky napájania. Spôsobuje mierne zvýšenie hlučnosti motora / čerpadla, ktoré však pri občasných výpadkoch siete nemá na životnosť stroja vplyv. Ak je el. sieť v prevádzke je vždy čerpadlo napájané zo siete.
- Sínusový priebeh: Je zhodný s priebehom v el. sieti. Záložné zdroje majú štandardné výstupné napätie 230V trapéz. Boli úspešne vyskúšané na motoroch a odporových záťažiach (napr. vetráky, čerpadlá, osvetlenie, el.
Výstup pre termostat
Ak vlastníte mechanický termostat je vhodné zvoliť výstup pre termostat. Vďaka tomuto výstupu bude zdroj spínať len pri požadovanej teplote a ušetríte energiu z batérie, alebo zo siete. Jednoducho termostat pripojíte k zdroju pomocou dodanej šnúry. Je vhodný na použitie so záložnými zdrojmi vybavenými výstupom pre termostat (vystup-na-termostat.html), v bežnom prevádzke pripája výstup a tak spína čerpadlo. Pri výpadku siete pripája menič k batérii a tak ju šetrí. Spínací vstup / výstup, ktorý umožní externé spínanie záložného zdroja (napr. Zdroj je doplnený o zdierku (jack 6,3 mm) a káblom (3 m) s príslušným konektorom. Na voľnom konci kobelu je prítomné napätie 12 V, po spojení kontaktov kábla (napr. rele termostatu) dôjde k aktivácii zdroje - na výstupe je 230V.
Príklady zapojenia
- Čerpadlo je spínané akýmkoľvek termostatom. V prípade výpadku je termostat napájaný zo záložného zdroja. Ak kotol nekúri je čerpadlo vypnuté.
- Čerpadlo s otvorom na termostat a mechanickým termostatom napr TO01. Ak kotol nekúri (termostat nie je seplý) je výstup a menič odpojený, pri výpadku nie je odoberaná žiadna energie z batérie => predĺženie následnej doby zálohy.
Batérie pre záložné zdroje
K záložným zdrojom je možné pripojiť akúkoľvek 12V batériu. Vhodné sú AKU pre záložné zdroje (AGM batérie), ktoré znášajú hlboké vybitie. Je možné použiť aj štartovacie (automobilové) batérie, avšak hlboké vybíjanie výrazne skracuje životnosť akumulátora.
Výber správneho termostatu
Pri výbere termostatu je dôležité zvážiť niekoľko faktorov:
Prečítajte si tiež: Úspora Energie s Termostatom
- Typ zariadenia: Je potrebné zvoliť termostat, ktorý je kompatibilný s daným zariadením (kotol na tuhé palivá, elektrické kúrenie, bojler, atď.).
- Maximálne spínateľné napätie a prúd: Pri výbere sa riaďte hodnotou maximálneho spínateľného napätia a prúdu termostatu. Pre väčšinu kotlov a odporových tepelných spotrebičov je rozhodujúca odporová záťaž, teda taká, pri ktorej nedochádza k fázovému posunu medzi prúdom a napätím. Túto hodnotu kotla je potrebné poznať, pretože každý termostat má uvedené maximálne hodnoty spínanej záťaže.
- Typ komunikácie: Môžete si zvoliť drôtové (vodičové) alebo bezdrôtové riešenie na komunikáciu medzi ovládacou jednotkou a kotlom. Alebo využite pohodlie GoSmart termostatov ovládaných cez mobilnú aplikáciu.
- Funkcie: Zvážte, či potrebujete manuálne ovládaný termostat alebo programovateľný termostat, kde sa regulácia riadi prednastavenou schémou teplotných zmien.
Inštalácia a zapojenie
Sprejazdnenie a zapojenie termostatu je pomerne jednoduché, ku kotlu sa pripojí riadiaca jednotka niekoľkými vodičmi na svorky. Keď však ide o elektrické vedenie, mal by ho vykonávať kvalifikovaný odborník. Ak je riadiaca jednotka termostatu na batérie, stačí prepojenie jednotky s kotlom dvoma vodičmi. Pri napájaní riadiacej jednotky termostatu zo siete 230 V je potrebný tretí vodič. Ak váš kotol využíva obojsmernú komunikáciu OpenTherm medzi modulom kotla a termostatom, potom je kvôli súbežnému vedeniu prúdu a dát vhodnejší tienený kábel JYTY.
Pri montáži príložného termostatu sa termostat priloží na povrch potrubia a pevne proti rúre kúrenia sa zabezpečí napínacou pružinou tak, aby priamo dosadal na rúrku. Následne sa pripoja káblové svorky.
Alternatívne riešenia
- Bezdrôtové termostaty: Bezdrôtové termostaty možno použiť aj na elektrické kúrenie, infra panely alebo radiátor napájaný napríklad klasickou vidlicou do zásuvky, len ak takýto prístroj umožňuje podľa manuálu pripojenie na termostat. Jednoducho musí mať svorky NO/COM.
- Termostaty s kapilárovým čidlom: Termostaty s kapilárovým čidlom majú dostatočne dlhú kapiláru a využijete ich, keď je nutné oddeliť čidlo a riadenie teploty, napríklad pri ponorení čidla do bojlera, prípadne umiestniť k čerpadlu.
- Jímkové termostaty: Jímkové termostaty sa používajú napríklad na montáž do akumulačnej nádrže alebo priamo na bojlery. Bojler však musí mať jímku, ktorá slúži ako prechod medzi čidlom a zariadením, zvyčajne býva napevno privarená na prírube.
- Termostaty pre podlahové vykurovanie: Ide vlastne o podkategóriu priestorových (izbových) termostatov, pretože termostaty pre podlahové vykurovanie majú taktiež za cieľ stráženie ideálnej teploty a reguláciu výkonu kúrenia v obytných miestnostiach. Lenže ide, namiesto radiátorov a kotlov, o automatické riadenie elektrických podlahových vykurovacích sústav.
Podlahové vykurovanie a termostaty
Teplovodné podlahové vykurovanie je nízkoteplotný, ekonomicky úsporný a esteticky nerušivý vykurovací systém. Ekonomiku prevádzky podlahového vykurovania je možné významným spôsobom pozitívne ovplyvniť kombináciou s nízkoteplotnými zdrojmi, ako sú napr. tepelné čerpadlá THERMIA. Využitím princípu prenosu tepla sálaním je možné dosiahnuť ďalšie úspory energií, a to v rozsahu 10 % až 13 %.
Podlahové vykurovanie, ako nízkoteplotný vykurovací systém, využíva pre dosiahnutie požadovanej teploty v priestore vykurovaciu vodu s teplotou nižšou, ako klasické systémy radiátorové. Pri prenose tepla do priestoru je využívaný fyzikálny proces sálania, pri ktorom sa energia šírí do priestoru vo forme elektromagnetického žiarenia, prostredníctvom naakumulovanej vykurovacej dosky.
Stále častejšie sa pri inštaláciach podlahového vykurovania stretávame s nevhodne zvolenými a následne použitými typmi zmiešavacích zostáv, ktoré majú zabezpečiť zodpovedajúcu teplotnú reguláciu vykurovacej vody podlahového vykurovania. Predovšetkým sa jedná o zmiešavacie zostavy vo vzťahu k rôznym typom nízkoteplotných zdrojov, akými sú napr. tepelné čerpadlá THERMIA. Nedodržanie stanovených teplotných (hygienických) limitov podlahového vykurovania podľa ČSN EN 1264-1÷4 môže za určitých ďalších okolností spôsobiť problémy osobám v priestore sa vyskytujúcim. Predovšetkým sa jedná o problémy s krvným obehom.