In der heutigen Realität reicht die Tatsache der Heizung nicht aus, die Heizung sollte komfortabel sein und individuell angepasst werden können. Im Zusammenhang mit hydraulischen Heizsystemen besteht der beste Weg zur Verbesserung der Ergonomie der Steuerung in der Verwendung von Thermostatventilen, denen unser Test gewidmet ist..
Funktionsprinzipien von hydraulischen Heizsystemen
Jede Heizquelle benötigt Regelgeräte. Klimaanlagen, Fußbodenheizelemente und Konvektoren verfügen über einen eingebauten mechanischen Thermostat, der die Stromversorgung des Geräts abschaltet, wenn die erforderliche Temperaturmarke erreicht ist. Und welche technischen Mittel werden in den Heizkörpernetzen von hydraulischen Heizsystemen eingesetzt??
Einerseits verfügt fast jeder Heizkessel über einen eingebauten Sensor, der die Temperatur des Kühlmittels überwacht. Es kann jedoch nicht als Hauptmittel zur Regulierung der Lufttemperatur angesehen werden, da sich die durch flüssige Systeme beheizten Räume in Volumen und Menge des Wärmeverlusts unterscheiden. Die Hauptfunktion des Kessel-Wärmeregulierungssystems besteht daher darin, eine Überhitzung des Wärmeträgers zu verhindern. Darüber hinaus dürfen wir Festbrennstoffkessel nicht vergessen, von denen die meisten einfach nicht in der Lage sind, die Verbrennungsmodi in Abhängigkeit von der Temperatur des Arbeitsmediums zu ändern..
Um eine angenehme Lufttemperatur in bewohnten Räumen zu gewährleisten, muss die Intensität der Wärmeabgabe an den Reglern selbst gesteuert werden. Zu diesem Zweck wird eine breite Palette von Absperr- und Steuerventilen bereitgestellt, die als Wärmeköpfe für hydraulische Heizsysteme klassifiziert sind. Sie unterscheiden sich in der Kontrollmethode und der internen Struktur, während das Grundprinzip der Funktionsweise recht einfach zu verstehen ist.
Die Essenz der Arbeit von Absperr- und Regelventilen
Um Temperaturregelgeräte richtig verwenden zu können, müssen Sie wissen, wie ein hydraulischer Kühler funktioniert. Die Wärmequelle, die letztendlich in die Raumatmosphäre übertragen wird, ist ein Wärmeträger, der in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert und beim Durchgang durch den erzeugenden Teil des Systems mit Wärme gesättigt ist. Wenn es in den Kühler eintritt, gibt das Kühlmittel Energie an den Körper ab und gibt diese wiederum im Infrarotspektrum ab und überträgt einen Teil der Wärme an den Luftstrom, der durch das Lamellensystem strömt.
Somit können zwei Wege unterschieden werden, durch die die Energieübertragung vom Kühlmittel zur Luft begrenzt wird. Die erste und häufigste besteht darin, den Kühlmittelfluss in den Kühlerkanälen zu verringern. Wenn ein kleineres Arbeitsfluidvolumen durch den Kühler fließt, ist dementsprechend die dem Heizgerät zugeführte Wärmeenergiemenge geringer. In der Praxis wird dies durch künstliches Absenken des Nennrohrdurchmessers am Kühleranschluss realisiert..
Die zweite Regelungsmethode besteht darin, die Temperatur des ankommenden Wärmeträgers zu normalisieren, was logischer erscheint, in der Praxis jedoch zusätzliche technische Schwierigkeiten verursacht. Die einzige Möglichkeit, die Vorlauftemperatur zu senken, besteht darin, sie mit einem Teil des Rücklaufkühlmittels zu mischen. Dies ist jedoch nicht mit dem tatsächlichen Differenzdruck des Standardhydrauliksystems möglich. Daher erfordert diese Einstellmethode die Installation einer Einheit mit einem Durchflussmischventil und einer zusätzlichen Umwälzpumpe, was in Wirklichkeit nicht für einen separaten Kühler, sondern für eine ganze Gruppe relevant ist..
Probleme ausgleichen
Wenn das Kühlernetzwerk nach dem Prinzip einer Zweirohrverbindung mit Rücklaufbewegung des Kühlmittels aufgebaut ist, ist ein Ausgleich erforderlich. Das Wesentliche des letzteren besteht darin, die Durchflussrate durch die Heizkörper zu begrenzen, die sich am nächsten an der thermischen Einheit befinden, so dass das erwärmte Arbeitsfluid ohne zusätzlichen Aufwand zu den am weitesten entfernten Heizkörpern fließt.
Für ein genaues Auswuchten ist es erforderlich, dass die Durchflussmenge des Kühlmittels in jedem Kühler unverändert bleibt, was mit der ersten der beschriebenen Thermostatisierungsmethoden unmöglich ist. Wenn Wärmeköpfe verwendet werden, die den Durchfluss regulieren, müssen einige Fehler beim Einrichten des Hydrauliksystems einfach behoben werden. Es ist zu beachten, dass bei einer begrenzten Anzahl von Heizkörpern – etwa 10 bis 12 in einem Flügel – die Auswirkung einer Änderung des Durchflusses den Betrieb des Gesamtsystems nicht wesentlich beeinflusst.
Für lange Stromkreise mit einer signifikanten Anzahl von Heizkörpern kann dieser Ansatz jedoch nicht angewendet werden. Selbst der geringste Anstieg der Durchflussmenge in den Heizgeräten der nächstgelegenen Gruppe führt zu schwerwiegenden Ausfällen. Daher gibt es in solchen Systemen zwei alternative Auswege:
- Aufteilung des Kühlernetzes in mehrere Flügel durch Einbau einzelner Umwälzpumpen.
- Regulierung der Wärmeübertragungsrate durch Temperaturregelung mit Durchflussmischgeräten.
Es ist unmöglich eindeutig zu sagen, welche der Optionen die beste ist. Beispielsweise kann es aufgrund der Rohrleitungskonfiguration und der Kühlerpositionen einfach nicht möglich sein, das System in mehrere Flügel aufzuteilen. Gleichzeitig ist die Installation von Durchflussmischanlagen kostspieliger, weshalb die Auslegung von Systemen unter Berücksichtigung der oben genannten Anforderungen immer individuell erfolgt.
Arten von Thermostatköpfen und deren Funktionsprinzip
Absperr- und Regelventile werden auf dem Sanitärmarkt mit einem beeindruckenden Sortiment präsentiert, während grundlegende Unterschiede für den Käufer nicht immer offensichtlich sind, da das Aussehen und die allgemeine Beschreibung der Geräte im Allgemeinen nicht sehr unterschiedlich sind. Für solche Produkte gilt jedoch eine sehr spezifische Klassifizierung nach Wirkmechanismus und Art der Temperaturregelung..
Mechanischer Thermostat im Schnitt
Die Montage der Steuerventile wird direkt durch den Einstellkopf und das Ventil dargestellt, auf das sie einwirken. Der Thermostatkopf kann die Wärmeausdehnung des Arbeitsmediums nutzen, solche Vorrichtungen werden als halbautomatisch bezeichnet. Als Arbeitsmedium kann Flüssigkeit, Gas oder Feststoff verwendet werden. Flüssige und Paraffin-Thermoköpfe reagieren am schnellsten, aber Gasköpfe zeichnen sich durch eine längere Lebensdauer auf Kosten einer hohen Reaktionsgeschwindigkeit aus.
Kühler-Gaskondensat-Thermostat: 1 – Durchflussklappe; 2 – abnehmbare Verbindung; 3 – Ventilschaft; 4 – Balg; 5 – thermischer Kopfkörper; 6 – Stopfbuchse; 7 – Kranraum; 8 – Ventilkegel; 9 – Ventilkörper
Die elektronische Einheit kann auch den Druckgrad auf das Ventil steuern. In diesem Fall handelt es sich um digitale Thermoköpfe. Der direkte Druck auf das Ventil wird durch einen Servoantrieb bereitgestellt, daher ist eine Stromquelle erforderlich, damit das Gerät funktioniert. Der Hauptvorteil digitaler Armaturen ist ihre hohe Ergonomie: Die Temperatur wird fast im laufenden Betrieb eingestellt. Außerdem können Tagesmodi für die Einstellung einzelner Temperaturpunkte im Schlaf und bei Abwesenheit von zu Hause aus programmiert werden. Gleichzeitig sind die Kosten für digitale Köpfe 1,5 bis 2 Mal höher als für halbautomatische mechanische Aktionen.
Digitaler Thermokopf
Abhängig von der Art des Ventils, an dem der Thermokopf installiert ist, werden verschiedene Arten der Raumtemperaturkorrektur durchgeführt. Das Verfahren, das darin besteht, den Durchfluss zu begrenzen, wird unter Verwendung eines Zweiwegeventils implementiert, ein Dreiwegeventil wird verwendet, wenn der Kreislauf an der Durchflussmischeinheit ausgeführt wird. Fast alle Ventiltypen sind für alle Arten von Thermoköpfen ausgelegt. In der Preisliste eines Herstellers ist zumindest die vollständige Kompatibilität garantiert.
Elektronisches Thermokopfservo
Ein zusätzlicher Unterschied ist die Platzierung des Temperatursensors. Bei einigen Thermoköpfen befindet es sich im Gerätegehäuse, bei anderen kann es entfernt platziert werden: Bei digitalen Thermostaten ist der Abstand zum Entfernen praktisch unbegrenzt, während bei mechanischen Geräten das Entfernen zu einer kürzeren Reaktionszeit beiträgt und sich der Sensor daher normalerweise nicht weiter als 1 vom Wärmesteuergerät entfernt befindet –1,5 m. Zusätzlich stellen wir fest, dass die Möglichkeit einer entfernten Position des Temperatursensors für Armaturen besteht, die die Erwärmung von Luft und Wärmeträger steuern.
Funktionen der Installation und Einstellungen
In der einfachsten Version ist der Thermostatkopf an der Kühlerzuleitung installiert. Es ist darauf zu achten, dass der Pfeil auf dem Ventilkörper der tatsächlichen Bewegungsrichtung des Kühlmittels entspricht. Die meisten Ventile haben eine bequeme Anordnung der Anschlüsse: ein Außengewinde am Auslass zum Einschrauben in die Hülse und ein Innengewinde am Einlass zum einfachen Einbau einer Überwurfmutter. Bei Bedarf kann die Thermostatbaugruppe verwendet werden, um das obere Absperrventil des Kühlers zu ersetzen. Dazu muss das Ventil selbst einen amerikanischen Auslassanschluss haben.
Dreiwegeventile werden zum Einbau in die Durchflussmischeinheit verwendet. In diesem Fall werden die Auslässe des Hauptkanals entsprechend der Bewegungsrichtung des Kühlmittels in die Zuleitung geschnitten, während der Sekundärauslass mit dem Bypassrohr verbunden ist, an dem die Umwälzpumpe installiert ist. Hier können alle Arten von Thermoköpfen verwendet werden, die für die Installation an einem Kühler verwendet werden: mit Luft- oder Kühlmitteltemperaturregelung und mit einer anderen Position des Sensors, je nachdem, ob die Installation offen oder in einer technologischen Nische durchgeführt wird.
Es gibt eine Reihe einfacher, aber obligatorischer Regeln für die Installation von Thermoköpfen. Zum größten Teil beziehen sie sich auf die Gewährleistung des ordnungsgemäßen Betriebs des Thermostats: Der Kopf sollte durch indirekte Konvektion frei geblasen werden, er sollte nicht in Sackgassen, unter Vorhängen sowie an Orten platziert werden, die Luftströmungen oder Erwärmung durch Dritte ausgesetzt sind, beispielsweise durch offenes Sonnenlicht. Wenn es um Köpfe mit einem Fernbedienungssensor geht, gilt dies natürlich direkt für das temperaturempfindliche Element. Die horizontale Position des Reglers wird als optimal angesehen, daher strömt die Luft frei durch den Schutzgrill und bläst das Arbeitsfluid, und die Erwärmung von den Verbindungsrohren hat einen minimalen Effekt.
Welche Option ist effizienter und kostengünstiger für das Heizen von Heizkörpern: Thermostate oder Thermoköpfe? Kann mir jemand erklären, welcher Unterschied zwischen den beiden besteht und welche Vorteile jede Option bietet? Ich würde gerne eine informierte Entscheidung treffen.