Jednotka podlahového vytápění – Plynové kotle, Instalatérské zařízení v Kemerovu a Novosibirsku

Návrh teplovodních podlah zahrnuje různé části a prvky, bez kterých nebude systém schopen správně fungovat. Stejně jako u klasického vytápění je i zde přítomna chladicí kapalina. Pokud jej však lze dodávat do klasických radiátorů a jiných vysokoteplotních zařízení bez teplotního omezení, pak je tato varianta pro vytápěné podlahy zcela nevhodná. Důvodem jsou především omezení vytápění, která jsou stanovena stavebními předpisy pro většinu podlahových krytin. Proto, aby byla zajištěna správná instalace domácího topného systému a pohodlný a bezpečný provoz, schéma obsahuje směšovací jednotku pro podlahové vytápění, která plní řadu užitečných funkcí.

<strong>K čemu slouží míchací jednotky?</strong>

Je třeba poznamenat, že toto zařízení lze efektivně použít pouze ve vodou vytápěných podlahových systémech naplněných stejnou chladicí kapalinou jako v běžných radiátorech vytápění. Obecné schéma se skládá z topného kotle a jednoho nebo více okruhů vodovodních potrubí rozmístěných v určitém pořadí. Zpočátku se voda ohřívá v bojleru na vysokou teplotu a bez omezení se používá do radiátorů. Ohřev podlahových krytin je však omezen hygienickými normami a neměl by být vyšší než 31 stupňů. To znamená, že na podlaze je stanovena průměrná hodnota teploty. Proto v závislosti na typu a tloušťce podlahové krytiny udržuje chladicí kapalina vyplňující potrubí teplotu 35-55 stupňů. Voda se tak nemůže dostat do systému přímo z kotle, protože musí být předchlazena na nastavenou prahovou hodnotu.

V tomto ohledu byla potřeba použít směšovací jednotku instalovanou na vstupu vodního podlahového okruhu. Toto zařízení zajišťuje rovnoměrné promíchání horké chladicí kapaliny přicházející z kotle a ochlazené chladicí kapaliny procházející v opačném směru. V důsledku toho se průměrná teplota vody snižuje a kapalina vstupuje do okruhu v této formě. Mnoho uživatelů si často klade otázku, zda je směšovací jednotka pro podlahové vytápění skutečně nezbytná a zda se bez ní lze obejít? To je zcela možné za předpokladu, že je ve všech místnostech použit nízkoteplotní okruh. V tomto případě musí kotel ohřát chladicí kapalinu na nastavenou hodnotu výhradně pro vytápěné podlahy. Pokud topný systém obsahuje vysokoteplotní prvky, musí být instalována směšovací jednotka.

<strong>Princip</strong>

Typická míchací jednotka pracuje podle standardního schématu. Chladicí kapalina, ohřátá do horkého stavu, se přibližuje k potrubí vodní podlahy. Na své cestě narazí na překážku v podobě směšovacího ventilu vybaveného termostatem. Pokud teplota vody překročí požadovanou hodnotu, dojde k aktivaci ventilu, který otevře přívod chlazeného chladiva ze zpětného potrubí a obě kapaliny promíchá. Výsledkem je spojení teplé a studené vody, a když teplota dosáhne požadované hodnoty, ventil se opět aktivuje a uzavře průtok teplé vody.

Směšovací jednotka v systému podlahového vytápění nejen reguluje teplotu kapaliny, ale také zajišťuje její cirkulaci v okruhu.
Pro tyto účely je zařízení vybaveno následujícími prvky:

• Směšovací ventil. S jeho pomocí se topný okruh doplňuje teplou vodou v požadovaném objemu. Zároveň se hlídá teplota na vstupu.
• Cirkulační čerpadlo. Po jeho zapnutí se voda v okruhu začne pohybovat nastavenou rychlostí. Díky tomu je celá plocha vyhřívaných podlah vyhřívána rovnoměrně.

Provoz směšovací jednotky zajišťují i ​​další prvky: bypass, který chrání před přetížením, odvzdušňovací otvory a různé typy odvodňovacích a uzavíracích ventilů. Směšovací jednotka pro vyhřívanou podlahu proto může být vyrobena ručně různými způsoby, v souladu s jejími funkcemi a provozními podmínkami.

Instalace zařízení se provádí vždy před topným okruhem. Místo přímé instalace se volí na základě konkrétních podmínek použití vytápěných podlah. V případě více vytápěných místností se směšovací jednotka umístí do samostatné rozdělovací skříně nebo se montuje samostatně v každé místnosti.

<strong>Možnosti rozložení</strong>

Směšovací jednotky, bez ohledu na design, lze instalovat podle různých schémat. Hlavním požadavkem pro každý z nich je získání požadované teploty chladicí kapaliny. Všechny známé obvody lze podmíněně rozdělit do dvou skupin: paralelní (obr. 1) a sekvenční (obr. 2). Hlavním rozdílem mezi každým schématem je směr pohybu chladicí kapaliny.

Konstrukce paralelního okruhu zajišťuje dodávku vody po smíchání na požadovanou teplotu nejen do okruhu podlahového vytápění, ale i do klasických radiátorů vytápění. V tomto případě se do vyhřívané podlahy nedostane všechna chladicí kapalina a pro dodávku části chladicí kapaliny do radiátorů bude zapotřebí čerpadlo s vyšší kapacitou.

Sériový obvod bude fungovat normálně i s méně účinným čerpadlem. V tomto případě celá chladicí kapalina po smíchání cirkuluje výhradně v topném okruhu vodní podlahy. Toto schéma je považováno za jednodušší a spotřebitelé jej nejčastěji využívají.

Návrhy obou schémat jsou vytvořeny pomocí specifické sady dílů a uzavíracích a regulačních ventilů. Hlavní roli hrají směšovací ventily a oběhové čerpadlo, s jehož pomocí je možné získat potřebné množství chladicí kapaliny o požadované teplotě.

<strong>Konstrukce a typy ventilových kohoutů</strong>

Čerpadlo-směšovací jednotka pro podlahové vytápění může obsahovat různé typy směšovacích ventilů. Mezi nimi stojí za zmínku třícestné ventily (obr. 1), pomocí kterých se vodní toky mísí, oddělují a mezi sebou přepínají. Hlavní funkcí těchto zařízení ve směšovacích jednotkách je vytvoření směsi o dané teplotě, kde se mísí horké chladivo přicházející z kotle a ochlazená kapalina z potrubí zpětného toku. Hlavním úkolem dvoucestného ventilu (obr. 2) je měnit množství vody přicházející z jednoho místa. To znamená, že v tomto případě je průtok regulován. Pokud se průřez ventilu zmenší, pak se také sníží objem chladicí kapaliny procházející tímto zařízením. Aby čerpadlo dále normálně fungovalo, voda pro něj v požadovaném množství pochází z jiného potrubí.

Každý z těchto ventilů je v podstatě klasickým uzavíracím mechanismem s možností různých úprav. V nejjednodušších případech se průtok vody uzavře ručně pomocí běžného ventilu. Tato metoda však není vhodná pro míchací zařízení, protože nezajišťuje autonomní provoz zařízení. Proto se spolu s ventily používají termohlavice, regulující otevírání ventilů v automatickém režimu. Informace pro otevírání nebo zavírání pochází z teplotního čidla instalovaného na přívodním nebo vratném potrubí. U některých provedení jsou ventily ovládány přes servopohony.

Za zmínku stojí i termostatické třícestné ventily (obr. 3). K nim jsou připojena dvě potrubí s různou teplotou vody. Po promíchání vytéká kapalina třetím výstupem při předem nastavené teplotě. Vzniká čerpací jednotka se zlepšenými vlastnostmi. K regulaci teploty slouží čidla zabudovaná v těle přístroje. Při výběru požadovaného ventilu, bez ohledu na jeho konstrukci, je třeba vzít v úvahu hodnotu jeho průchodnosti. Tento parametr, označený Kvs nebo Kv, odpovídá maximálnímu průtoku chladicí kapaliny procházející ventilem, když je plně otevřený. Rozdíl tlaků je 1 bar. Existuje standardní řada této hodnoty, která je v technických specifikacích označena jako 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,6; 10 atd.

<strong>Jak vybrat čerpadlo</strong>

Bez oběhového čerpadla nemůže fungovat žádná směšovací jednotka pro podlahové vytápění. Chladicí kapalina musí být dodávána do vyhřívané podlahy v předem stanoveném množství. Výběr čerpadla by měl být také proveden s ohledem na skutečnost, že v nejdelším podlahovém potrubí nevyhnutelně dochází ke ztrátám tlaku. Jejich velikost závisí na délce samotné větve, počtu ventilů a kohoutků a dalších faktorech, které zpomalují pohyb vody.

V moderních podmínkách se všechny výpočty provádějí pomocí speciálních programů a v případě jejich nepřítomnosti se používají vzorce převzaté z referenčních knih. Základní výpočetní vzorec je následující: Q = 3600 x P/c x (tп – tо), kde P je celkový výkon smyček vodní podlahy, c je tepelná kapacita (hodnota pro vodu je 4,2 J/kg), tп a tо jsou vypočtené teploty přívodu a zpátečky. Rozdíl mezi nimi by neměl být vyšší než 10 stupňů. Vezmeme-li jako příklad teplotu přívodu a zpátečky 35, respektive 25 stupňů a výkon všech smyček je 8 kW, pak bude celková spotřeba chladicí kapaliny podle vzorce: Q = 3600 x 8/4,2 x 10 = 685 l/h nebo 0,685 m3/h. Získaná hodnota průtoku vody, stejně jako předem vypočítané tlakové ztráty v systému, umožňují vybrat oběhové čerpadlo s požadovanou kapacitou.

Tlakové ztráty se počítají hydraulickým výpočtem vodních pater na základě velkého množství parametrů. V první řadě se zohledňují tlakové ztráty v potrubí. Jejich velikost je ovlivněna délkou nejdelší smyčky, rychlostí pohybu chladicí kapaliny v ní, materiálem a průměrem trubek. Je třeba vzít v úvahu, že spotřeba vody v každé smyčce se bude lišit v závislosti na technických vlastnostech daného úseku. Celková tlaková ztráta v celé smyčce se vypočítá na základě tlakové ztráty na 1 metr potrubí. Konkrétní ztráta na 1 metr konkrétní trubky je uvedena v přiložené dokumentaci. Ke ztrátám tlaku dochází při nutnosti překonat lokální odpory armatur v konstrukční části. V tomto případě se bere v úvahu celkový počet T-kusů, ventilů a dalších prvků. Po výpočtu celkové tlakové ztráty můžete snadno vybrat správný model čerpadla.

<strong>Typy míchacích jednotek</strong>

Až dosud byl uvažován pouze princip činnosti prezentovaných okruhů směšovacích jednotek. Každý z nich má však odlišné konstrukční vlastnosti díky použití různých zařízení a komponentů. S těmito znalostmi je docela možné postavit míchací jednotku pro vyhřívané podlahy vlastníma rukama. Všechny okruhy jsou tedy podle provedení rozděleny do dvou hlavních typů: směšovací jednotky na dvoucestných a třícestných ventilech. Každý z nich využívá jiné prvky, lišící se posloupností a uspořádáním.

<strong>Mixér s dvoucestným ventilem</strong>

Dvoucestné provedení je také známé jako přívodní ventil. Je vybaveno termostatickou hlavicí s kapalinovým čidlem pro nepřetržité sledování teploty vody vstupující do okruhu podlahového vytápění. Tato hlavice slouží k otevírání a zavírání ventilu, čímž se přidává nebo odpojuje přívod horké kapaliny z topného kotle.

Začíná tedy fáze míchání dvou nosičů tepla, která se provádí podle velmi jednoduchého schématu. Voda ze zpětného vedení nepřetržitě proudí do jednotky podlahového vytápění a horká kapalina je dodávána pouze v případě potřeby. Právě tento proces je regulován dvoucestným ventilem. Toto schéma eliminuje přehřívání vytápěné podlahy a pomáhá prodloužit její životnost. Nízká průchodnost takového ventilu umožňuje plynulou regulaci teploty chladicí kapaliny a zabraňuje náhlým skokům. Většina vodních podlah používá dvoucestné ventily. Jediným omezením je plocha místnosti: pokud je 200 m2 nebo více, pak je použití těchto zařízení považováno za nepraktické.

<strong>Mixér s třícestným ventilem</strong>

Třícestný ventil je současně přívodním obtokovým ventilem a obtokovým vyvažovacím ventilem v směšovací jednotce. Charakteristickým rysem tohoto zařízení je schopnost míchat v něm horké a studené nosiče tepla pocházející z přívodního a zpětného potrubí. Třícestná zařízení jsou často vybavena servopohony, které ovládají termostatická zařízení a regulátory závislé na počasí.

Vnitřní prostor ventilu je uzavřen klapkou umístěnou mezi potrubím pro teplovodní podlahu přivádějící teplou a chlazenou vodu v zóně 90 stupňů. Lze jej nastavit v libovolné poloze – uprostřed nebo se sklonem k jedné straně, podle toho, jakou teplotu smíšené vody je třeba získat. Třícestné ventily jsou považovány za univerzální a ve velkých systémech s velkým počtem okruhů jsou prostě nenahraditelné. Ovládání armatur závislých na počasí umožňuje měnit výkon vyhřívaných podlah při změně povětrnostních podmínek. Prudký pokles teploty venkovního vzduchu vede k rychlému ochlazení místnosti a vodou vytápěná podlaha již nezvládá svůj úkol. Pro zvýšení jeho účinnosti se zvyšuje průtok a teplota vody pomocí třícestného ventilu a armatur.