В сегодняшних реалиях недостаточно самого факта обогрева, отопление должно быть комфортным и иметь возможность индивидуальной настройки. В контексте гидравлических систем отопления лучший способ повышения эргономики управления — использование термостатирующей арматуры, которой и посвящен наш обзор.
Принципы работы гидросистем отопления
Любой источник обогрева нуждается в устройствах регуляции. В кондиционерах, нагревательных элементах тёплого пола и конвекторах имеется встроенный механический терморегулятор, отключающий питание прибора при достижении требуемой температурной отметки. А какие технические средства используются в радиаторных сетях гидравлических систем отопления?
С одной стороны, практически любой котёл отопления имеет встроенный датчик, отслеживающий температуру теплоносителя. Однако его нельзя считать основным средством регулирования температуры воздуха, так как помещения, отапливаемые жидкостными системами, разнятся по объёму и величине теплопотерь. Таким образом, основная функция системы терморегуляции котла — не допустить перегрева теплоносителя. Кроме того, нельзя забывать о твердотопливных котлах, большинство из которых попросту не способны изменять режимы горения в зависимости от температуры рабочей жидкости.
Чтобы обеспечить комфортную температуру воздуха в обитаемых помещениях, требуется контролировать интенсивность отдачи тепла на самих регуляторах. Для этой цели предусмотрен широкий спектр запорно-регулирующей арматуры, классифицируемой как термоголовки для гидравлических систем отопления. Они отличаются по способу контроля и внутреннему устройству, при этом основной принцип работы понять достаточно просто.
Суть работы запорно-регулирующей арматуры
Чтобы правильно применять устройства регуляции температуры, нужно понимать, каким образом действует гидравлический радиатор. Источник тепла, которое в конечном итоге передаётся комнатной атмосфере, это теплоноситель, циркулирующий по замкнутому контуру и насыщаемый теплом при прохождении через генерационную часть системы. При попадании в радиатор теплоноситель отдаёт энергию корпусу, а он, в свою очередь, излучает его в инфракрасном спектре и также передаёт часть тепла потоку воздуха, проходящему через систему оребрения.
Таким образом, можно выделить два пути, которыми ограничивается передача энергии от теплоносителя воздуху. Первый и самый распространённый — снижение протока теплоносителя в каналах радиатора. Если через радиатор протекает меньший объём рабочей жидкости, соответственно, и количество тепловой энергии, подводимой к нагревательному прибору, будет меньше. На практике это реализуется путём искусственного занижения условного прохода труб в месте подключения радиатора.
Второй способ регулировки заключается в нормировании температуры поступающего теплоносителя, что кажется более логичным, но на практике вызывает дополнительные технические сложности. Единственный способ снизить температуру теплоносителя на подаче — смешать его с частью теплоносителя обратки. Однако это невозможно осуществить при действующей разнице давлений стандартной гидравлической системы. Поэтому такой способ регулировки требует установки узла с расходно-смесительной арматурой и дополнительным циркуляционным насосом, что в действительности актуально не для отдельного радиатора, а целой группы.
Вопросы балансировки
Если радиаторная сеть построена по принципу двухтрубного подключения с возвратным движением теплоносителя, она требует балансировки. Суть последней заключается в ограничении расхода через радиаторы, расположенные наиболее близко к тепловому узлу, для того, чтобы к наиболее удалённым радиаторам нагретое рабочее тело поступало без дополнительных усилий.
Для точной балансировки требуется, чтобы расход теплоносителя в каждом радиаторе оставался неизменным, что невозможно при первом из описанных способов термостатирования. Если используются термоголовки, регулирующие расход, то с некоторыми погрешностями при настройке гидравлической системы придётся попросту мириться. Нужно отметить, что при ограниченном числе радиаторов — порядка 10–12 в одном крыле, влияние изменения протока не сказывается существенно на работе системы в целом.
Однако для контуров большой протяжённости со значительным числом радиаторов такой подход не может применяться. Даже малейшее увеличение протока в нагревательных приборах ближайшей группы вызывает серьёзные сбои, поэтому в таких системах есть два альтернативных выхода из ситуации:
- Разделение радиаторной сети на несколько крыльев с установкой индивидуальных циркуляционных насосов.
- Нормирование теплоотдачи регулировкой температуры с применением расходно-смесительных узлов.
Нельзя однозначно утверждать, какой из вариантов лучший. Например, конфигурация трубопроводов и расположение радиаторов могут попросту не позволить разделение системы на несколько крыльев. В то же время, установка расходно-смесительных узлов более затратна, поэтому проектирование систем всегда выполняется в индивидуальном порядке с учётом вышеизложенных требований.
Виды термостатирующих головок и принцип их действия
Запорно-регулирующая арматура представлена на сантехническом рынке внушительным ассортиментом, при этом покупателю не всегда очевидны принципиальные отличия, ведь в целом внешний вид и общее описание устройств мало чем отличаются. Тем не менее, для таких изделий применима вполне конкретная классификация по механизму действия и типу контроля температуры.
Механический терморегулятор в разрезе
Сборка регулирующей арматуры представлена непосредственно регулировочной головкой и клапаном, на который она воздействует. Термостатирующая головка может использовать температурное расширение рабочего тела, такие устройства называются полуавтоматическими. В качестве рабочего тела может использоваться жидкость, газ или твёрдое тело. Жидкостные и парафиновые термоголовки обладают наибольшим быстродействием, зато газовые характеризуются более продолжительным сроком службы в ущерб высокой скорости реакции.
Радиаторный газоконденсатный терморегулятор: 1 — успокоитель потока; 2 — разъёмное соединение; 3 — шток клапана; 4 — сильфон; 5 — корпус термоголовки; 6 — сальник; 7 — кран-букса; 8 — конус клапана; 9 — корпус клапана
Также управлять степенью нажатия на клапан может электронный блок, в таком случае мы говорим о цифровых термоголовках. Непосредственно нажатие на клапан обеспечивается сервоприводом, соответственно, для работы прибора требуется источник питания. Главное преимущество цифровой арматуры заключается в высокой эргономике: регулировка температуры происходит практически на лету, к тому же есть возможность программирования суточных режимов для установки индивидуальных температурных точек в период сна и отлучки из дома. При этом стоимость цифровых головок в 1,5–2 раза выше полуавтоматических механического действия.
Цифровая термоголовка
В зависимости от типа клапана, на котором установлена термоголовка, действуют различные типы коррекции температуры в помещении. Способ, заключающийся в ограничении протока, реализуется с помощью двухходового клапана, трёхходовой используется при исполнении схемы на расходно-смесительном узле. Практически все виды клапанов рассчитаны на установку термоголовок всех типов, по крайней мере, полная совместимость гарантируется в рамках прейскуранта одного производителя.
Сервопривод электронной термоголовки
Дополнительным отличием является размещение датчика температуры. В одних термоголовках он расположен в корпусе прибора, в других может размещаться удалённо: для цифровых терморегуляторов расстояние выноса практически не ограничено, в то время как для механических устройств удаление способствует меньшему времени отклика и потому датчик, как правило, расположен от устройства термоконтроля не далее 1–1,5 м. Дополнительно отметим, что возможность удалённого расположения температурного датчика существует для арматуры, контролирующей нагрев как воздуха, так и теплоносителя.
Особенности монтажа и настройки
В самом простом варианте термостатирующая головка устанавливается на патрубке подачи радиатора. Важно следить, чтобы стрелка на корпусе клапана соответствовала фактическому направлению движения теплоносителя. Большинство клапанов имеет удобное расположение соединений: наружная резьба на выходе для вкручивания в футорку и внутренняя на входе для удобного монтажа фитинга с накидной гайкой. При необходимости термостатирующей сборкой можно заменить верхнюю запорную арматуру радиатора, однако для этого сам клапан должен иметь выходное соединение типа «американка».
Для установки в расходно-смесительный узел используют трёхходовые клапаны. Отводы основного протока при этом врезаются в магистраль подачи в соответствии с направлением движения теплоносителя, при этом вторичный отвод присоединяется к байпасной трубке, на которой установлен циркуляционный насос. Здесь могут использоваться всё те же виды термоголовок, что и для установки на радиатор: с контролем температуры воздуха или теплоносителя и с различным расположением датчика в зависимости от того, производится установка открыто или в технологическую нишу.
К монтажу термоголовок предъявляется ряд простых, но обязательных правил. По большей части они касаются обеспечения правильной работы термостата: головка должна свободно обдуваться косвенной конвекцией, её не следует размещать в тупиковых зонах, под занавесками, равно как и в местах, подвергающихся сквозным воздушным потокам или стороннему нагреву, например, открытыми солнечными лучами. Естественно, если речь идёт о головках с выносным датчиком, всё вышеописанное касается непосредственно термочувствительного элемента. Оптимальным считается горизонтальное положение регулятора, таким образом, воздух беспрепятственно протекает через защитную решётку и обдувает рабочее тело, а нагрев от присоединительных трубок оказывает минимальное влияние.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
