Tento článok sa zameriava na termostaty používané v spojení s výmenníkmi tepla, s dôrazom na ich princíp fungovania a rôzne aplikácie v systémoch vykurovania, chladenia a ohrevu vody.
Úvod do termostatov a výmenníkov tepla
Termostat je zariadenie, ktoré reguluje teplotu v systéme tým, že prispôsobuje prietok tepla alebo chladu podľa aktuálnych potrieb. Výmenníky tepla, na druhej strane, slúžia na prenos tepla medzi dvoma médiami bez ich priameho zmiešania. Kombinácia termostatu a výmenníka tepla je kľúčová pre efektívne a presné riadenie teploty v rôznych aplikáciách.
Princíp funkcie termostatu
Termostat funguje na princípe snímania teploty a následnej regulácie prietoku média (vody, vzduchu, chladiva) tak, aby sa udržala požadovaná teplota. Vykurovacích systémoch termostat reaguje na zmeny teploty v okolí alebo vody a prispôsobuje prietok vody, čo umožňuje udržiavať stabilnú teplotu.
Typy termostatov pre výmenníky tepla
Existuje niekoľko typov termostatov, ktoré sa používajú v spojení s výmenníkmi tepla, pričom sa líšia svojou funkciou, miestom inštalácie a spôsobom regulácie teploty:
Termostatické zmiešavacie ventily
Používajú sa predovšetkým v systémoch centrálneho vykurovania a podlahového vykurovania. Tieto ventily automaticky regulujú teplotu vykurovacieho média zmiešavaním teplej vody z kotla s chladnejšou vodou vracajúcou sa zo systému. Tým zabezpečujú stabilnú teplotu v vykurovacom systéme, čo zabraňuje prehriatiu inštalácie a poškodeniu podláh, najmä v prípade podlahového vykurovania.
Prečítajte si tiež: Použitie bezdrôtových termostatov
Trojcestné termostatické ventily
V centrálnych vykurovacích systémoch sa často používa trojcestný termostatický ventil, ktorý mieša teplú vodu pochádzajúcu z kotla s chladnejšou vodou vracajúcou sa z okruhu. Konštrukcia tohto ventilu je založená na troch pripojeniach: vstup pre horúcu vodu, vstup pre studenú vodu a výstup pre zmiešanú vodu.
Princíp fungovania je založený na termostate zabudovanom vo vnútri ventilu. Termostat reaguje na zmeny teploty vody pretekajúcej ventilom. Keď teplota vody stúpne nad nastavenú hodnotu, termostat obmedzí prívod teplej vody a zvýši prietok studenej vody. Naopak, keď teplota klesne, termostat obmedzí prietok studenej vody a zvýši prívod teplej. Ventil funguje plne automaticky, čo eliminuje potrebu ručného nastavovania teploty.
Štvorcestné termostatické ventily
Štvorcestný termostatický ventil, ktorý okrem miešania umožňuje pokročilejšiu kontrolu nad smerom prúdenia vody v systéme.
Termostatické ventily pre radiátory
Inštalujú sa priamo na radiátory a zvyčajne sa dodávajú s termostatickou hlavicou, ktorá slúži na presnú reguláciu teploty v miestnostiach. Termostatický ventil s hlavicou reaguje na zmeny teploty v okolí a automaticky prispôsobuje prietok teplej vody cez radiátor. Medzi typy radiátorových ventilov patrí priame a rohové ventily, ktoré sa líšia spôsobom inštalácie v závislosti od konštrukcie systému.
Aplikácie termostatov s výmenníkmi tepla
Termostaty s výmenníkmi tepla sa používajú v rôznych aplikáciách, vrátane:
Prečítajte si tiež: Moderné vykurovanie s 16A termostatom
Vykurovacie systémy
Vykurovacích systémoch termostat reaguje na zmeny teploty v okolí alebo vody a prispôsobuje prietok vody, čo umožňuje udržiavať stabilnú teplotu. Vykurovacích systémoch tento ventil reaguje na zmeny teploty v okolí alebo vody a prispôsobuje prietok vody, čo umožňuje udržiavať stabilnú teplotu. Termostatické ventily pre radiátory sa inštalujú priamo na radiátory. Automatizácia procesov regulácie teploty poskytuje užívateľom väčšiu kontrolu nad podmienkami v budove, čo vedie k väčším energetickým úsporám.
Podlahové vykurovanie
Trojcestný termostatický ventil je kľúčovým prvkom v inštaláciách podlahového vykurovania. Jeho hlavnou funkciou je kontrola teploty vody dodávanej do systému, čo zabezpečuje rovnomerné rozdelenie tepla v celom priestore. Trojcestný termostatický ventil zabraňuje situáciám, v ktorých by príliš vysoká teplota mohla poškodiť podlahové vykurovanie alebo znížiť jeho účinnosť.
Systémy teplej úžitkovej vody (TÚV)
Termostatické ventily zohrávajú kľúčovú úlohu v ochrane pred popálením v inštaláciách teplej úžitkovej vody. V situáciách, keď je potrebné ohriatie vody v zásobníku nad 60 °C na elimináciu baktérií Legionella, miešací trojcestný ventil tiež plní dôležitú funkciu. Napriek vysokej teplote vody v zásobníku, termostatický miešací ventil znižuje teplotu úžitkovej vody dodávanej do kohútikov, čím zaisťuje bezpečnosť používateľov.
Solárne systémy a tepelné čerpadlá
Pri inštalácii tepelných výmenníkov do vykurovacích systémov so solárnymi systémami alebo tepelnými čerpadlami je dôležité zvoliť správnu veľkosť výmenníka. Ak výmenník nie je dostatočne veľký, energia sa nestačí odovzdávať a do zdrojov sa vracia vyššia teplota kvapaliny, čo núti zdroje pracovať pri vyššej teplote, ako by mohli.
Rekuperačné jednotky
Pre efektívne ovládanie výmenníka tepla v systémoch vybavených rekuperačnými jednotkami, ktoré slúžia pre získavanie tepla z odpadového vzduchu, sa používajú regulácie rekuperátorov. Regulácia pre rekuperátory umožňuje automatické riadenie systému v závislosti od potrieb užívateľa.
Prečítajte si tiež: Úspora Energie s Termostatom
Výber správneho termostatu
Pri výbere správneho termostatického ventilu je dôležité venovať pozornosť niekoľkým kľúčovým aspektom:
- Priemer závitov pripojení: Uistite sa, že priemer závitov je kompatibilný s vašou inštaláciou.
- Materiál ventilu: Zvoľte ventil vyrobený z materiálu odolného voči korózii.
- Rozsah regulácie v °C: Skontrolujte rozsah regulácie teploty, ktorý daný ventil ponúka.
- Pracovný tlak: Uistite sa, že ventil je prispôsobený na prácu v tlakovom rozsahu, ktorý panuje vo vašej inštalácii.
Inštalácia a údržba
Inštalácia termostatického ventilu vyžaduje presné dodržiavanie inštrukcií výrobcu. Ešte pred nákupom by ste sa mali uistiť, že ventil je kompatibilný s vašou inštaláciou, čo sa týka priemeru pripojení a pracovného tlaku. Počas inštalácie treba dbať na správne tesnenie spojov, aby sa predišlo únikom. Po nainštalovaní ventilu nastavte požadovanú teplotu vody pomocou regulačného kolieska, ktoré sa zvyčajne nachádza v rozsahu 30-60 °C.
Plynový kondenzačný kotol a jeho princíp
Najnižšiu teplotu spalín, a teda najúspornejšiu prevádzku dosahuje plynový kondenzačný kotol. Je vhodný na vykurovanie domácností, kancelárskych budov, ale aj iných priestorov a je samozrejmou voľbou pri novostavbách. Jeho inštaláciu by ste však mali zvážiť aj pri rekonštrukciách budov - oproti iným kotlom s ním totiž môžete ušetriť nemalé finančné prostriedky.
Bežný kotol využíva na ohrievanie vykurovacej vody iba spaľovanie plynu, resp. iného paliva. Kondenzačný kotol obsahuje samostatný tepelný výmenník, v ktorom spaliny predhrievajú vratnú vodu z vykurovacieho systému. Využívajú na to teplo v nich obsiahnuté. Znamená to, že vodná para vo výmenníku kondenzuje (mení sa na vodu) a odovzdáva tejto vratnej vode svoje teplo.
Vzhľadom na režim kondenzácie musí byť teplovýmenná plocha v kondenzačných kotloch i komínová konštrukcia vyrobená z antikorózneho materiálu. Teplota spalín sa pohybuje o cca 15 °C vyššie, ako je teplota vratnej vody. Účinnosť kondenzačného kotla počítaná z tzv. spaľovacieho tepla dosahuje až 98 %. Zostávajúce 2 % stratíte spalinami, sálaním kotla a v odvádzanom kondenzáte. Využitie energie obsiahnutej v plyne je teda oproti iným kotlom veľmi vysoké.
Vďaka kompaktným rozmerom ich namontujete kamkoľvek, či už do kúpeľne, predsiene, alebo do kuchyne vedľa kuchynskej linky. Umiestňujú sa na podlahu a majú zabudovaný zásobník na ohrev teplej vody, a to buď priamo samotným kotlom, alebo externým solárnym ohrevom.
Niektoré kondenzačné kotly môžete zapojiť do kaskády od 2 ks, aby ste dosiahli vyšší vykurovací výkon (používa sa od stoviek kW). Moderné kotly využívajú na znižovanie výkonu v prípade nižších požiadaviek na teplo tzv. výkonovú moduláciu. Vďaka tomu regulujú svoj vykurovací výkon podľa aktuálnej vonkajšej teploty a potreby vykurovacieho systému, bez potreby cyklovania, t. j. opakovaného zapínania a vypínania ohrevu. Dobrý kotol by mal byť schopný plynule regulovať svoj výkon v čo najväčšom rozsahu, napríklad od 10 do 100 % menovitého výkonu. Ekvitermická regulácia nastavuje teplotu vykurovacej vody automaticky. Využíva na to údaj o aktuálnej vnútornej teplote, vonkajšej teplote zo snímača na severnej strane domu a údaje z vopred nastavenej ekvitermickej krivky. Ak je vonku teplejšie, kotol teplotu vykurovacej vody automaticky zníži, avšak iba do takej miery, aby ostala zachovaná tepelná pohoda v interiéri. Využitím ekvitermickej regulácie znížite tepelné straty cez povrch kotla a tým aj náklady na vykurovanie. Ak využívate nútený obeh vykurovacej vody, ušetriť môžete aj reguláciou otáčok obehového čerpadla.