Как выбрать автоматический терморегулятор для радиатора?

Как выбрать автоматический терморегулятор для радиатора?

Прежде всего, надо сказать о том, что регулировать поток воды в радиаторе, с помощью одного только шарового крана, не стоит, так как он предназначен лишь для двух положений: открыто и закрыто. Постоянно поворачивая кран и устанавливая его в промежуточное положение, Вы рискуете со временем потерять герметичность крана. Это объясняется тем, что термостатический клапан в отличие от шарового крана имеет гораздо большее количество циклов открывания/закрывания и его уплотнение изнашивается дольше. Если Вы занялись переустройством Вашей системы отопления, то стоит в этом вопросе идти до конца — модернизировать ее до такой степени, чтобы она требовала минимум внимания для своего обслуживания и была энергосберегающей. А еще лучше, чтобы никакого внимания совсем не требовала, а регулировалась самостоятельно, то есть автоматически. Эти функции присущи автоматическим терморегуляторам.

Ведущими мировыми производителями разработаны радиаторные терморегуляторы для любых систем отопления. Терморегуляторы могут быть установлены в одно- или двухтрубных системах отопления, строящихся или существующих зданий, различной этажности и назначения. Они приспособлены для эксплуатации в отечественных условиях, долговечны и не требуют профилактического обслуживания. Радиаторные терморегуляторы состоят из двух частей: регулирующего клапана и термоголовки. В зависимости от способа установки регулирующие клапаны бывают двух исполнений: прямые и угловые. Термоголовки тоже бывают нескольких типов, которые выбираются в зависимости от места размещения клапана.   

Радиаторные терморегуляторы осуществляют распределение воды по всей системе отопления в зависимости от потребности помещений в тепле. Не следует возлагать на терморегуляторы задачи по балансировке системы отопления. При малом числе радиаторов (до 10) даже при отсутствии сбалансированной системы закрытые терморегуляторы в прогретых помещениях через некоторое время перераспределят воду к самым удаленным радиаторам. Но до момента закрытия терморегуляторов может пройти много времени, а удаленные радиаторы будут оставаться холодными и еще вопрос, успеет ли прогреться помещение до момента открытия терморегуляторов на ближайших к котлу или стояку радиаторах. Есть смысл упомянуть о том, что такое балансировка.

Необходимость балансировки любых систем с водяным теплоносителем связано со свойствами воды, в которой давление распределяется во все стороны равномерно. Очень трудно представить себе, как распределяются потоки воды в закрытой системе, однако физический эффект там такой же, как и в игре в устройстве плотин в текущих ручейках. Вышеприведенный рисунок взят из немецкого журнала Energieeisparung in Gebauden, VDZ information №6 за февраль 2007. На примере двух одинаковых каналов, изображенных на рисунке, показано, что в тот канал, в котором лежит много камешков, попадает существенно меньше воды. Очевидно, что когда мы хотим уменьшить количество воды, попадающее в свободный от препятствия канал, то нужно это препятствие туда добавить. То же самое происходит и в любой водяной системе, только роль камешков играют различная арматура и фитинги. В системах отопления роль этого дополнительного камешка играют балансировочные клапаны или балансировочные устройства в термостатических клапанах. Подобрать, какие и куда нужно положить камешки – это и есть основная задача гидравлического расчета системы отопления, только их роль будут играть балансировочные клапаны с соответствующими настройками. На рисунке условно показана и равномерность прогрева отопительных приборов: в несбалансированной системе (слева) радиаторы, ближайшие к котлу перегреваются, а удаленные остаются холодными. В сбалансированной системе (справа) все радиаторы прогреты равномерно. Именно по этой причине при установке радиаторов нужно предусматривать хоть какое-нибудь регулирующее устройство. Даже без проекта будет возможность влиять на распределение потоков воды в системе. Отсутствие балансировки - это основная проблема в системах отопления.            

Сокращая подачу излишнего тепла от отопительного прибора в периоды теплопоступлений от солнечных лучей, людей, электробытовых устройств, термостатический клапан исключает перегрев помещения, обеспечивая в нем комфортную температуру воздуха. Кроме этого, если Вы живете в коттедже с индивидуальным котлом или в новостройке с поквартирным учетом тепла, термостатические клапаны в сбалансированной системе позволяют сэкономить до 15% тепловой энергии, потребляемой на отопление зданий, обеспечивая снижение расхода сжигаемого топлива. Механизм экономии топлива достаточно прост: терморегуляторы уменьшают расход воды в системе, при этом уменьшается расход воды и через котел. Из-за того, что расход воды через котел уменьшается, а в горелке сгорает все то же количество топлива, вода греется быстрее. Терморегулятор котла, поддерживающий заданную нами температуру воды на выходе из котла, при ее достижении сначала уменьшит расход топлива горелку, а затем и совсем перекроет его. Подача топлива на горелку будет возобновлена только после понижения температуры воды в котле. В системах отопления без радиаторных терморегуляторов котел через некоторое время тоже отреагирует на отсутствие теплосъема с радиаторов (вода в них будет мало остывать), но произойдет это гораздо позже. Благодаря терморегуляторам, вложенные средства окупаются многократно: увеличивается экономия тепловой энергии и улучшается микроклимат в помещениях.

В помещениях терморегуляторы необходимы в тех местах, где есть динамика изменения температуры в течение дня. Например, в кухне, где от плиты есть добавочное тепло. В комнате на солнечной стороне, где днем температура повышается за счет естественного отопления. В комнате, где часто собирается много народа (например, в гостиной, если это частная квартира, или в комнате для производственных совещаний, если это офис). Есть помещения, где терморегуляторы устанавливать нельзя. Это лестничные клетки, чердаки и другие помещения, которые сообщаются с холодным наружным воздухом. Дело в том, что при закрытых термостатических клапанах и внезапном врывании холодного воздуха (например, при открытии дверей) термоголовка не успеет отреагировать на резкое изменение температуры воздуха и вода в радиаторе может замерзнуть. Не применяйте в однотрубных системах отопления клапаны для двухтрубных систем с повышенным гидравлическим сопротивлением. В однотрубной системе с радиаторными термостатическими клапанами обязательно должен быть байпас (перемычка) между горизонтальными трубами (подводками), подводящими воду к отопительному прибору. При установке клапана, направление потока воды в трубе должно совпадать с направлением стрелки на корпусе клапана. 

Терморегуляторы ведущих мировых компаний-производителей имеют сертификаты соответствия нормам CEN на продукцию и ISO на производство.

CEN — Европейский комитет по стандартизации, разрабатывающий нормативную базу по средствам регулирования и проводящий испытания регуляторов прямого действия, а также стандартизирующий их технические характеристики.

ISO — Международная организация по стандартизации. Сертификаты ISO 9000, ISO 9001, ISO 9002 и ISO 9003 подтверждают высокое качество продукции на стадии разработки, освоения и серийного производства.

Устройство и принцип работы терморегулятора. 

Нижеприведенный рисунок показывает принцип работы терморегулятора.

Если на регуляторе температуры задано значение, например, 20⁰С, то при температуре 23⁰С клапан полностью закрыт, а при температуре 17⁰С – полностью открыт. Термочувствительный датчик может быть заполнен жидкостью, газом или восковой массой. При повышении температуры происходит увеличение объема жидкости, восковой массы или соответственно повышение объема газа, вследствие чего конус клапана перемещается в направлении закрытия. При падении температуры происходит обратный процесс. Таким образом, термоголовки работают без вспомогательной энергии. На украинском рынке представлены все типы термоголовок. Фирма Danfoss, является единственной фирмой, которая предлагает на Украине газонаполненные датчики. Однако преимущества их не так значительны, как представляется компанией Danfoss. Время реагирования на изменения температуры воздуха лучших терморегуляторов Danfoss составляет 12 минут, Giacomini – 26 минут, а максимальное время реагирования в соответствии с европейским стандартом на терморегуляторы EN 215 составляет 45 минут. Для тепловых процессов, которые являются очень протяженными во времени, разница в реагировании на 10-15 минут не принесет ощутимого экономического или иного эффекта, поэтому это скорее PR-ход компании Danfoss. Поэтому жидкостных термоголовок вполне достаточно. Если захотеть сократить время реагирования термоголовок до минимума, то надо применять термоэлектрические приводы со временем закрытия 3 минуты или электромоторные термоголовки с временем реакции менее минуты. Чем меньше время реагирования устройства, тем выше будет его стоимость, поэтому для нашей страны со все еще дешевыми по сравнению с ЕС энергоносителями такие малые сроки реагирования просто экономически нецелесообразны. Срок службы терморегуляторов составляет минимум 20 лет. Следует также упомянуть и о рабочем давлении для терморегуляторов – 10 бар. Поэтому во многих отечественных центральных системах отопления их применение невозможно только по этой причине, не говоря о качестве теплоносителя.

На нижеприведенном рисунке показана принципиальная схема конструкции терморегулятора со встроенным регулятором температуры и датчиком.

Позиции 1, 2, 3, 4, 5 составляют в то, что принято называть термоголовкой. Следует также упомянуть о двух способах присоединения термоголовки к клапану: резьба и клипс (на рисунке изображено резьбовое присоединение). Клипсовая схема признана наилучшей благодаря точной посадке термоголовки на клапан. В резьбовых соединениях при монтаже возможно «недокручивание» гайки на нужное число оборотов, из-за чего корректная работа термоголовки будет невозможной, в клипсе такая ситуация исключена. И еще один важный момент: часто термоговки одного производителя могут устанавливаться только на клапаны этого же производителя. Это достигается путем применения специальных резьб, особой длины штока клапана (поз. 10 на рисунке) или специальных клипсовых соединений, не позволяющих установить термоголовки на клапаны другого производителя. Поэтому лучше комплектовать систему компонентами одного производителя либо получить подтверждение поставщика о возможности компоновки с клапанами другого производителя. Регулировка температуры в помещении осуществляется установкой соответствующего значения на шкале выбора температуры. Ниже приводится расшифровка позиций для одной из термоголовок компании Giacomini, звездочка – режим антизамерзания.

Можно отметить интересный аспект применения терморегуляторов в многоквартирном доме: при установке термоголовки в положение 1, 2 или даже * в некоторых помещениях будет происходить так называемый «энергетический вампиризм». Его суть состоит в том, что при разности температур в смежных помещениях более 2-3⁰С будет происходить теплопередача из более теплого в холодное помещение. Например, установив в некоторых своих комнатах терморегулятор в положение 1 при температуре воздуха 20-22⁰С в соседних квартирах вполне можно отапливать часть своих комнат за счет соседей и экономить деньги. Поэтому в ЕС принят ряд норм, запрещающих установку терморегуляторов в многоквартирных зданиях в положения ниже 16⁰С. Для этой цели в термоголовках предусмотрены специальные блокираторы, не позволяющие устанавливать ряд настроек. Термоголовки выпускаются четырех типов:

- со встроенным регулятором температуры и датчиком;

- со встроенным регулятором температуры и дистанционным датчиком;

- с дистанционным датчиком, который объединен с регулятором температуры;

- с дистанционным датчиком и отдельно расположенным регулятором температуры.

Именно из-за наличия стольких вариантов термоловок клапаны и термоголовки поставляются раздельно. Устройство встраиваемых в радиаторы терморегуляторов аналогично, только форма клапана будет другой. Ниже мы рассмотрим примеры применения некоторых термоголовок.

Как выбрать подходящий терморегулятор и установить его?

Термоголовка со встроенным регулятором температуры и датчиком  

Выбирать такой термостатический элемент можно тогда, когда встроенный датчик будет размещаться в таком месте помещения, где обеспечена вокруг него свободная циркуляция воздуха. Для предотвращения нагрева теплом от трубопровода, датчик следует устанавливать горизонтально.

Термоголовка со встроенным регулятором температуры и дистанционным датчиком

Если встроенный датчик не может правильно реагировать на температуру воздуха в помещении, то следует применить термостатический элемент с дистанционным датчиком. Это может быть в следующих случаях:

·         если радиатор установлен в нише;

·         когда слишком широкий подоконник (более 220 мм), а расстояние от него до радиатора менее 100 мм;

·         когда глубина радиатора более 160 мм;

·         если ось термостатического элемента должна быть в вертикальном положении;

·         если радиаторный терморегулятор закрыт шторами.

Термоголовка с дистанционным датчиком, который объединен с регулятором температуры

Термостатические элементы дистанционного управления используются в том случае, когда отопительные приборы и установленные на них клапаны терморегуляторов недоступны для пользователя, например, закрыты несъемными декоративными панелями. Такая ситуация возникает и при установке встроенного в пол конвектора. В этом случае датчик и узел настройки совмещены. Термостатические элементы дистанционного управления должны располагаться на высоте 1,2-1,6м от пола в доступном месте так, чтобы окружающий воздух мог свободно циркулировать вокруг датчика. При монтаже такой термоголовки соединительный провод между клапаном и дистанционным датчиком нужно прокладывать в электротехнической защитной гофротрубе. При этом повреждение этого провода приведет к необходимости разрушения отделки, поэтому ее некачественный монтаж недопустим.

Не менее сложен и процесс правильного подбора типоразмера клапана и обеспечения его корректной работы в системе отопления. Для корректной работы терморегулятора на его клапане должен обеспечиваться предусмотренный производителем перепад давления. Если это условие не выполняется, клапан будет осуществлять регулирование только вблизи своих крайних положений (открыто/закрыто), что снижает как энергосберегающий эффект, так и ухудшает комфорт в помещении (будет или жарко, или холодно, может быть также резкий некомфортный переход между жарко и холодно). Подобный эффект можно рассмотреть на тех же камешках в ручейках. Предположим, нам надо уменьшить расход воды в одном из каналов и мы положим в него камешек. Однако может получиться так, что расход воды не изменится. Он может измениться только тогда, когда количество или размер камешков создадут необходимое сопротивление потоку воды. Точно такая же ситуация часто получается и в системах отопления с терморегуляторами. Если гидравлическое сопротивление клапана настолько мало по сравнению с сопротивлением системы, что он оказывает влияние на расход воды только в крайних положениях, то мы не достигнем тех эффектов, которые предусматривал производитель. В крупных зданиях при закрытии части терморегуляторов в других частях системы отопления могут возникать неприятные шумы из-за перераспределения воды и увеличения скорости ее течения в трубах. (Такой случай был в 2008г. в нашей практике в здании компании «ТММ» в Киеве, которая укомплектовала жилой многоквартирный дом радиаторами Purmo. После сдачи здания в эксплуатацию и его заселения жильцы одной из квартир стали жаловаться на шум, исходящий от радиаторов. «ТММ» потребовала заменить эти радиаторы, что и было сделано. Однако ничего не изменилось. После нашего маленького расследования выяснилось, что в процессе строительства застройщиком были внесены упрощающие изменения в проект системы отопления, что и вызвало шумы в терморегуляторах). Конечно, такие вещи можно реализовать только на стадии проектирования системы (и то, если Вам попадется грамотный проектировщик). Добиться заданных производителем условий работы терморегуляторов можно только тогда, когда систему отопления проектировали особым образом. Поэтому модернизация старых систем отопления даст только часть тех эффектов, которые может дать терморегулятор.  

Таким образом, вопрос применения терморегуляторов достаточно многогранен и требует учета очень многих факторов, велики и его возможности. Все будет зависеть от того, какого мы хотим достигнуть результата и какой уровень комфорта нам при этом нужен.