Termostat pro otopný kotel: princip fungování, typy, schémata zapojení

Automatika v topném systému umožňuje přesněji řídit teplotní režim ve vytápěných místnostech a šetřit palivo. Instalací termostatu pro topný kotel zvyšuje majitel chaty účinnost kotelního zařízení o 20–30 % a výrazně si usnadňuje jeho údržbu.

Povíme vám o prakticky používaných typech termoregulátorů, pravidlech jejich umístění a způsobech připojení. V námi navrženém článku jsou podrobně popsány varianty a schémata zapojení přístrojů. S ohledem na naše rady budete schopni zařízení správně vybrat a v případě zájmu nainstalovat.

Jak funguje topný termostat?

Běžný topný systém s vodou jako teplonosným médiem se skládá z topného zařízení nebo připojovacího uzlu k centrální síti, vnitřních rozvodných trubek a radiátorů.

Pro regulaci množství tepla přiváděného do místností je nutné buď neustále sledovat kotel, nebo pravidelně zavírat/otevírat ventily na radiátorech.

Inertnost takového systému přitom neumožňuje udržovat požadovanou teplotu po celý den na nastavené úrovni. Pokud se do kamen přidá více dřeva nebo se do kotle přivede více plynu, teplonosné médium v trubkách se více ohřeje a přes radiátory také odevzdá více tepla.

Při nízké venkovní teplotě je to dobré. Ale při náhlém oteplení se v domě stává horko nesnesitelným. Palivo je již v topeništi a voda je již ohřátá, tepla se nelze zbavit. Navíc kotel stále pracuje.

Bez termostatu v systému je nutné jej vypínat ručně. Lze samozřejmě otevřít okna kvůli větrání a vypustit teplo, ale pak vás účty za palivo pro domácí kotelnu zcela jistě zruinují. Závěr se nabízí sám: termostat pro vytápění zjednodušuje bydlení a činí jej maximálně pohodlným.

Termostat (termoregulátor) je zařízení pro sledování teploty ve vytápěné místnosti a zvyšování/snižování přívodu tepla do ní.

Termostat pro topný systém se skládá z:

• teplocitlivého čidla (prvku);
• nastavovacího bloku;
• řídicího modulu;
• elektromagnetického relé nebo mechanického ventilu.

U nejjednodušších modelů řídicí blok chybí. Vše probíhá čistě mechanicky a změnou fyzikálních vlastností teplocitlivého prvku.

Takové termostaty nepotřebují napájení. Z hlediska účinnosti a přesnosti regulace systému jsou horší než elektronické přístroje, jsou však nezávislé na elektrické energii. Při problémech s napětím v síti rozhodně nepřestanou fungovat.

Princip činnosti termoregulátoru je následující:

1. Pomocí řídicí jednotky se nastaví požadovaná teplota.
2. Při dosažení požadovaných parametrů se aktivuje čidlo, což vede k vypnutí kotle nebo uzavření uzavíracího ventilu v topných trubkách.
3. Po poklesu teploty vzduchu v místnosti dojde k opětovnému zapnutí kotelního zařízení nebo ohřívačů.

Elektronický řídicí modul umožňuje nastavit ne jeden, ale hned několik teplotních údajů zvlášť pro každou denní dobu. Navíc s takovým modulem je možné instalovat další venkovní teplotní čidlo a propojit činnost termostatu s jeho údaji.

V závislosti na typu zařízení se termoregulátor připojuje přímo ke kotli pro regulaci jeho činnosti nebo na vstup do radiátoru pro kontrolu objemu dodávky teplonosné látky.

Nejjednodušší termostat je uzavírací armatura s termočidlem umístěná na trubce u radiátoru. Při dosažení požadované teploty se termostatický ventil uzavře a sníží průtok teplonosné látky. Při ochlazení vzduchu v místnosti se opět otevře, čímž se zvýší objem přiváděného tepla.

Složitější a pokročilejší modely předpokládají přítomnost bezdrátových čidel a řídicích jednotek. Veškerá komunikace mezi jednotlivými prvky probíhá prostřednictvím rádiového kanálu. Vodiče se v tomto případě nekladou, což má pozitivní vliv na estetickou stránku umístění takových termoregulátorů v místnosti.

Druhy termoregulátorů pro kotle

Hlavní rozdíl mezi termostaty spočívá v různých typech teplotně citlivých čidel. Některá se instalují na topnou trubku, jiná do ní a další se montují na stěnu. Některá jsou určena k měření teploty vzduchu, jiná k měření teploty teplonosné látky.

Výběr modelu termoregulátoru závisí na:

• typu kotle;
• schématu rozvodu topného systému;
• dostupnosti volného místa;
• požadované funkcionality.

Mnoho moderních kotlů je předem navrženo pro připojení termostatů. Navíc výrobce kotelního zařízení hned v technickém listu uvádí všechny nuance této instalace.

Pokud se vybírá elektronický model termoregulátoru, je nejlepší dát přednost maximálně účinnému – tomu, který doporučuje vývojář kotle.

Ideálně by měl termostat regulovat činnost přímo topného zařízení, tedy přívod paliva do něj. Toto je z hlediska úspory paliva nejefektivnější schéma zapojení. V tomto případě se spálí přesně tolik paliva, kolik je potřeba tepla.

Takový termostat lze nainstalovat pouze na plynový nebo elektrický ohřívací agregát. Pokud je kotel na tuhá paliva, pak pomůže regulovat pokojovou teplotu termostat s mechanickým ventilem, který se montuje na trubku.

Regulátory instalované na radiátory jsou určeny k uzavírání přívodu vody při příliš vysoké teplotě v místnosti nebo u teplonosné látky. Kotel v tomto případě přestane pracovat o něco později, když uvnitř něj zareaguje vlastní teplotní čidlo, které zabraňuje přehřátí zařízení.

Skupina #1: mechanické

Základ práce mechanického termočidla spočívá ve změně vlastností materiálu při změně jeho teploty. Je to jednoduchý, levný, poměrně účinný a zcela nezávislý na elektrickém napájení variant. Je určen pro montáž na trubky vodního topného systému pro regulaci průtoku teplonosné látky.

Klasickým příkladem mechanického termoregulátoru je zařízení s jehlovým ventilem (uzávěrem) a termohlavicí-měchem.

Jako látka reagující na změny teploty se v mechanických termostatech používají:

• plyn;
• kapalina.

Při zahřátí se kapaliny a plyny roztahují, což vede k tlaku na dřík uzavíracího ventilu. Při poklesu teploty se smršťují, uzávěr se pružinou vrací zpět a ohřátá voda opět teče trubkami do topných radiátorů.

Pro termostaty na radiátor je typická nízká citlivost a velká chyba regulace. Reagují pouze při zvýšení teploty o 2 a více stupňů. Navíc časem náplň měchu ztrácí své vlastnosti, čísla na rukojeti nastavení požadovaných teplotních parametrů a skutečné stupně se začínají rozcházet.

Takové termoregulátory mají poměrně velké rozměry. Drtivá většina z nich je určena k měření teploty vody v radiátorech, nikoli vzduchu v místnosti. Často je obtížné je přesně seřídit tak, jak by si majitel domu přál.

Skupina #2: elektromechanické

Tyto termostaty pracují na podobných principech jako čistě mechanické analogy. Jen jako teplotně citlivý prvek se zde používá kovová deska.

Při zahřátí se ohne a sepne kontakt, při ochlazení se vrátí do původní polohy a rozpojí obvod. A přes tento obvod je pak vysílán signál do řídicí jednotky hořáků.

Elektromechanický termoregulátor vyžaduje elektrické napájení, řídí ventily regulující průtok teplonosné látky nebo hořáky v kotli prostřednictvím elektrických signálů.

Další variantou elektromechanického termostatu je zařízení s čidlem ve formě dvou desek z různých kovů. V tomto případě je tepelně citlivý prvek instalován přímo do topeniště kotle na tuhá paliva.

Při vysoké teplotě vzniká mezi deskami potenciálový rozdíl, který působí na elektromagnetické relé. Kontakty v něm se střídavě rozpojují a spojují. Výsledkem je zapínání/vypínání přiváděného vzduchu do spalovací komory.

Skupina #3: elektronické

Tento typ termostatů pro teplovodní kotle patří do energeticky závislé kategorie. Taková zařízení mají externí teplotní čidlo, které sleduje teplotu v místnosti, a plnohodnotnou řídicí jednotku s displejem.

Pro elektrokotle jsou takové termoregulátory povinným doplňkem. Bez nich by elektrické ohřívače pracovaly bez přestání a ohřívaly vzduch nebo teplonosné médium příliš silně.

Elektricky provozované kotle a bojlery jsou v naprosté většině případů vybaveny termostaty již ve výrobě

V elektronickém termoregulátoru jsou dva hlavní prvky:

1. Teplotní čidlo.
2. Mikrokontrolér.

První měří teplotu, druhý ji řídí a vydává signály pro zvýšení/snížení dodávky tepelné energie do místnosti. Senzor může na řídicí jednotku posílat analogový nebo digitální signál. V prvním případě je termostat svými možnostmi podobný mechanickému analogu, pouze jej výrazně převyšuje v přesnosti měření teplotních údajů.

Digitální termoregulátory jsou vrcholem vývoje těchto zařízení. Umožňují regulovat dodávku tepla podle předem daného algoritmu. Navíc k nim lze připojit mnohem více čidel umístěných jak v místnostech, tak i venku.

Mnoho elektronických termostatů má možnost dálkového ovládání přes IR port nebo mobilní připojení. To umožňuje regulovat teplotu v místnosti nejen pomocí dálkového ovladače v místnosti, ale také z libovolného místa mimo ni.

Například ještě při odchodu z práce můžete odeslat signál k ohřátí vzduchu v místnosti na komfortní parametry, a až přijdete domů, bude váš dům hřát útulností a teplem.

Elektronická zařízení určená pro automatickou regulaci kvalitativních a kvantitativních charakteristik teplonosného média jsou povinnou součástí systémů vytápění v chytrých domech. Doporučujeme se seznámit s jejich konstrukcí.

Principiální schémata připojení

Všechny způsoby zapojení termostatu do topného systému se dělí do tří variant připojení:

1. Přímo ke kotli.
2. K oběhovému čerpadlu.
3. Na trubku přivádějící teplonosné médium do radiátoru.

První dvě schémata vylučují zhoršení propustnosti topného potrubí. Nejsou do něj vloženy žádné další uzávěry, hydraulický odpor celého systému se nemění. Termostat zde řídí pouze práci čerpadla nebo kotle, s vodou „nepřichází do kontaktu“.

Při instalaci termoregulátoru na radiátor nebo na společné potrubí s několika radiátory se naopak zvyšuje hydraulický odpor. I v plně otevřeném stavu ventil termostatu mírně zpomaluje pohyb teplonosné kapaliny.

V ideálním případě by se měl projekt propojení kotle provádět ihned s ohledem na všechna termoregulační a jiná zařízení.

Termostaty by se měly do stávajících topných trubek instalovat jen v krajním případě, maximální účinnosti jejich použití lze dosáhnout pouze při jejich začlenění do systému již ve fázi projektování.

Pokud je systém vodního vytápění v domě proveden podle jednotrubkového schématu, je lepší se třetí varianty rovnou vzdát. Při aktivaci tepelného čidla ventil okamžitě uzavře celou větev radiátorů v několika místnostech, a pak na komfort v místnostech vzdálených od kotle můžete rovnou zapomenout.

Termostat by měl být k přívodu radiátoru připojen přes bypass. Tím při aktivaci přesměruje tok teplonosné kapaliny mimo radiátor. Voda se tak bude vracet do kotle neochlazená. Kotel ji poté přestane ohřívat, čímž se sníží spotřeba plynového paliva nebo elektrické energie.

Při instalaci termostatického čidla teploty vzduchu je třeba dodržovat určitá pravidla, jinak bude pod vlivem sousedních spotřebičů nebo předmětů falešně reagovat.

Tepelné čidlo je nutné montovat:

• na místo, kam nedopadají přímé sluneční paprsky;
• mimo tepelné mosty, průvan a stoupající proudy tepla z radiátorů;
• tak, aby nebyl zakryt dekorativními kryty nebo závěsy;
• ve výšce od podlahy v rozmezí 1,2–1,5 metru.

Při nesprávné instalaci senzoru bude termostat vydávat falešné signály. To může vést k přehřátí nejen vzduchu v místnosti, ale i teplonosné kapaliny v systému. A v druhém případě není daleko k problémům s kotlem.

Závěry a užitečné video k tématu

Při montáži termoregulátoru by neměly nastat žádné zvláštní potíže. Stačí jej jen správně vybrat pro konkrétní topný systém. A vybrané videomateriály vám v tom určitě pomohou.

Video č. 1. Připojení pokojového termostatu k plynovému kotli do všech detailů:

Video č. 2. Přehled nástěnného termoregulátoru:

Video č. 3. Technologie zapojení kontaktního termostatu do systému s oběhovým čerpadlem:

Doplněk k topnému kotli v podobě termostatu je skvělý způsob, jak ušetřit na vytápění bytu, zvýšit komfort bydlení a snížit opotřebení zařízení ohřívajícího teplonosnou kapalinu. Peníze vynaložené na termoregulátory se vrátí během jedné zimní sezóny.

Přitom si lze vybrat jak jednoduchou mechanickou variantu s ručním ovládáním, tak i pokročilejší přístroj s programátorem.

Chcete se podělit o to, jak funguje kotel s termostatem ve vašem venkovském domě? Máte informace, které by byly užitečné pro návštěvníky webu? Pište prosím komentáře, pokládejte otázky, zveřejňujte fotografie k tématu článku v bloku níže.