Регулююча арматура терморегулятори

Одним з основних елементів сучасних систем опалення є терморегулятор, який автоматично підтримує задану температуру повітря в приміщенні за рахунок кількісного регулювання теплоносія, що надходить в опалювальний прилад.

Робота терморегуляторів базується на кількісному регулюванні, тобто змінному гідравлічному режимі. Таке регулювання найкраще забезпечується при використанні насосів, значно гірше — водоструминних елеваторів з регульованим перерізом сопла, не забезпечується нерегульованими елеваторами. Застосування останніх у системах опалення з терморегуляторами є неефективним. При використанні терморегуляторів рекомендується застосовувати герметичні циркуляційні насоси опалення; в об'єктах з тепловою потужністю системи 50 кВт та вище — насоси з регульованою кількістю обертів або постійною кількістю обертів, але в останньому випадку необхідно забезпечити автоматичне підтримання перепаду тиску між головними магістралями, наприклад, установкою байпаса між ними з автоматичним регуляційно-обвідним клапаном.

Конструкції та установка

Терморегулятор автоматичний опалювального приладу системи водяного опалення будівлі (скорочено терморегулятор або термостат) — запірно-регулююча арматура автоматичного регулювання тепловіддачі опалювального приладу на рівні, відповідному до установленої споживачем температури повітря. Він автоматично підтримує задану температуру повітря у приміщенні шляхом кількісного регулювання теплоносія, що надходить до опалювального приладу. Стабільність і точність підтримування необхідної температури повітря у приміщенні на рівні індивідуального теплового комфорту є принциповою відмітністю від вентилів та кранів ручного (пасивного) регулювання, які традиційно використовувались у вітчизняних системах опалення. Вибір якісних терморегуляторів і забезпечення на стадії проектування системи оптимальних умов для їх ефективної роботи заощаджує у процесі експлуатації будівлі 15…25% теплової енергії.

В Україні відсутні нормативи, які регламентують характеристики терморегуляторів. До прийняття відповідних вітчизняних стандартів рекомендується у виборі терморегуляторів орієнтуватись на європейську норму EN 215. Терморегулятори, які відповідають даній нормі, мають знак, зображений на рис., і на термостатичному клапані, і на термостатичній головці.

Конструктивні складові терморегулятора показані на рис.

Терморегулятор із вбудованим датчиком:

а - термостатична головка:

1 - датчик (сенсор);

2 - регулятор температури;

3 - шкала температурної

настройки;

б - термостатичний клапан:

4 - диск (конус) клапана;

5 - сідло;

6 - накидна гайка;

7 - патрубок (хвостовик);

8 - шток;

9 - ущільнювач

Датчик — частина терморегулятора, що відслідковує температуру повітря. Являє собою, як правило, сильфон, заповнений у кожного виробника ексклюзивною речовиною. Зміна температури повітря викликає відповідну зміну об'єму сильфону — видовження або скорочення. Через передаточну ланку сильфон рухає шток і конус клапана.

Зміна відстані між сідлом і конусом клапана приводить до кількісного регулювання теплоносія.

Датчик може не знаходитися у корпусі!

Характеристики терморегуляторів

Характеристики терморегуляторів, за якими їх вибирають при проектуванні, розділяють на механічні (міцнісні) і робочі (експлуатаційні).

Робочі характеристики — сукупність параметрів, які визначають надійну і точну роботу терморегулятора протягом тривалого терміну експлуатації.

Основні робочі характеристики терморегуляторів, що впливають на гідравлічну і теплову стійкість системи.

Номінальна пропускна здатність k_V— величина, розмір якої відображає об'єм води в м³ з густиною 1000 кг/м³, що проходить через термостатичний клапан за годину при перепаді тиску на ньому 10⁵ Па (1 бар).

Характеристична пропускна здатність k_Vs — величина, розмір якої відображає об'єм води в м³, що проходить через повністю відкритий термостатичний клапан за годину при перепаді тиску на ньому 10⁵ Па (1 бар). Дана величина потоку теплоносія виникає у процесі експлуатації системи при недостатній кількості теплоти, отримуваної від опалювального приладу, для досягнення заданої на термостатичній головці температури повітря.

Номінальна пропускна здатність k_vi - величина, розмір якої відображає об'єм води в м³, що проходить через термостатичний клапан за годину при перепаді тиску на ньому 10⁵ Па (1 бар) та і-тій настройці дроселя. Ця величина характеризує термостатичні клапани з попередньою настройкою.

Гістерезис — температурна різниця між кривими відкривання та закривання терморегулятора за однакової витрати теплоносія

Характеристичні криві:

a та b - криві відповідно відкривання та закривання терморегулятора;

a' та b' - криві відкривання та закривання терморегулятора під дією

зміни зовнішніх факторів; с - теоретична пряма;

d - гістерезис;

e та e', f та f' - температури відповідно закривання та відкривання;

s та s' - температурні точки

Зона пропорційності клапана — величина, розмір якої відображає надмірність над установленою на терморегуляторі температурою повітря приміщення, що приводить до його повного закриття, за умови відповідності розрахункової теплової потужності опалювального приладу розрахунковим тепловим втратам приміщення. Ця надмірність пропорційна відстані, що проходить конус клапана.

Терморегулятор як будь-який теплотехнічний елемент є інерційним. Період затрачений на зміну потоку теплоносія після зміни температури повітря у приміщенні називають часом запізнювання (постійною часу) терморегулятора. Його значення не повинно перевищувати 40 хв. Він являє проміжок часу між моментом зміни температури повітря у приміщенні до моменту проходження конусом клапана 63% шляху, відповідного цій зміні температури. Час запізнювання характеризує здатність терморегулятора реагувати на надлишки теплової енергії у приміщенні.

Довговічність і температурна стійкість (стабільність) терморегулятора характеризується кількістю циклів перевірки механічної міцності, температурної довговічності, стійкості до температурних навантажень.

Технічні дані терморегуляторів

Виробник терморегуляторів за необхідності надає такі характеристики:

- мінімальне значення температурної настройки;

-найвищий допустимий статичний тиск;

- найвищий допустимий перепад тисків;

- номінальну витрату GN (номінальну пропускну здатність k_v);

- для терморегуляторів з попередньою настройкою:

а) значення попередньої настройки і відповідні їм характеристичні

витрати (характеристичні пропускні здатності k_vi);

б) допустимі значення витрат для кожної попередньої настройки;

- найвищу допустиму температуру теплоносія, якщо вона нижче 120 °С;

- діаграму втрат тиску ΔP в залежності від витрати G-з щонайменше для двох зон пропорційності 1К та 2К при проміжному положенні температурної настройки термостатичної головки.

-значення внутрішнього авторитету а_в регульованого перетину при номінальній витраті або при характеристичній витраті для терморегуляторів з попередньою настройкою.

Внутрішній авторитет терморегулятора

В нутрішній авторитет терморегулятора а_в — відношення втрат тиску, визваних початковим (конструктивним) перекриттям конусом клапана прохідного перетину отвору (щілини між сідлом і конусом клапана при його проміжному положенні), які характеризуються різницею ΔР₁- ΔР₂, до втрат тиску на термостатичному клапані ΔР₁

де ΔР₁ — загальні втрати тиску на терморегуляторі, кПа; виробники приймають рівними 10 кПа у відповідності до європейської методики тестування ЕN 215 ч.1 втрати тиску при номінальній витраті GN на терморегуляторі без втрат тиску в регульованому отворі (при максимально відкритому клапані).

Зовнішній авторитет терморегулятора

Він характеризує відношення втрат тиску на терморегуляторі при номінальній витраті до гідравлічного опору кола — опору системи в цілому, або підсистеми (стояка або приладової гілки із стабілізованим перепадом тиску).

Загальний авторитет терморегулятора

Загальний авторитет терморегулятора а*, за визначенням західноєвропейської літератури, — це добуток його внутрішнього та зовнішнього авторитетів