Termostatos o cabezales térmicos para calentar radiadores

El contenido del artículo

• Principios de funcionamiento de los sistemas de calefacción hidráulica
• La esencia del trabajo de válvulas y accesorios.
• Problemas de equilibrio
• Tipos de cabezales termostáticos y su principio de funcionamiento.
• Características de instalación y configuración.

En la realidad actual, el solo hecho de calentar no es suficiente, la calefacción debe ser cómoda y poder ajustarse individualmente. En el contexto de los sistemas de calefacción hidráulica, la mejor manera de mejorar la ergonomía del control es utilizar válvulas termostáticas, a las que está dedicada nuestra revisión..

Principios de funcionamiento de los sistemas de calefacción hidráulica

Cualquier fuente de calor necesita dispositivos de regulación. Los acondicionadores de aire, los elementos de calefacción por suelo radiante y los convectores tienen un termostato mecánico incorporado que apaga la alimentación del dispositivo cuando se alcanza la marca de temperatura requerida. ¿Y qué medios técnicos se utilizan en las redes de radiadores de los sistemas de calefacción hidráulica??

Por un lado, casi cualquier caldera de calefacción tiene un sensor incorporado que monitorea la temperatura del refrigerante. Sin embargo, no puede considerarse el medio principal para regular la temperatura del aire, ya que las habitaciones calentadas por sistemas líquidos difieren en volumen y cantidad de pérdida de calor. Por tanto, la función principal del sistema de termorregulación de la caldera es evitar el sobrecalentamiento del portador de calor. Además, no debemos olvidarnos de las calderas de combustible sólido, la mayoría de las cuales simplemente no son capaces de cambiar los modos de combustión en función de la temperatura del fluido de trabajo..

Para garantizar una temperatura del aire confortable en los locales habitados, es necesario controlar la intensidad de la liberación de calor en los propios reguladores. Para ello, existe una amplia gama de válvulas y accesorios clasificados como cabezales térmicos para sistemas de calefacción hidráulica. Se diferencian en el método de control y la estructura interna, mientras que el principio básico de funcionamiento es bastante simple de entender..

La esencia del trabajo de válvulas y accesorios.

Para usar correctamente los dispositivos de control de temperatura, debe comprender cómo funciona un radiador hidráulico. La fuente de calor, que finalmente se transfiere a la atmósfera de la habitación, es un portador de calor que circula en un circuito cerrado y se satura de calor cuando pasa por la parte generadora del sistema. Cuando ingresa al radiador, el refrigerante cede energía al cuerpo, y este, a su vez, la emite en el espectro infrarrojo y también transfiere parte del calor a la corriente de aire que pasa por el sistema de aletas..

Por tanto, es posible distinguir dos formas en las que se limita la transferencia de energía del refrigerante al aire. El primero y más común es reducir el flujo de refrigerante en los canales del radiador. Si un volumen menor de fluido de trabajo fluye a través del radiador, en consecuencia, la cantidad de energía térmica suministrada al dispositivo de calentamiento será menor. En la práctica, esto se logra reduciendo artificialmente el diámetro nominal de la tubería en la conexión del radiador..

El segundo método de regulación es normalizar la temperatura del portador de calor entrante, lo que parece más lógico, pero en la práctica causa dificultades técnicas adicionales. La única forma de reducir la temperatura de suministro es mezclarla con parte del refrigerante de retorno. Sin embargo, esto no se puede hacer con la presión diferencial real del sistema hidráulico estándar. Por lo tanto, este método de ajuste requiere la instalación de una unidad con una válvula mezcladora de flujo y una bomba de circulación adicional, que en realidad no es relevante para un radiador separado, sino para todo un grupo..

Problemas de equilibrio

Si la red de radiadores se basa en el principio de una conexión de dos tubos con un movimiento de retorno del refrigerante, es necesario equilibrarla. La esencia de este último es limitar el flujo a través de los radiadores ubicados más cerca de la unidad térmica, de modo que el fluido de trabajo calentado fluya hacia los radiadores más distantes sin esfuerzos adicionales..

Para un equilibrio preciso, se requiere que el caudal del refrigerante en cada radiador permanezca sin cambios, lo que es imposible con el primero de los métodos de termostato descritos. Si se utilizan cabezales térmicos que regulan el flujo, entonces habrá que soportar algunos errores en la configuración del sistema hidráulico. Cabe señalar que con un número limitado de radiadores, alrededor de 10-12 en un ala, el efecto de cambiar el flujo no afecta significativamente el funcionamiento del sistema en su conjunto..

Sin embargo, para circuitos largos con un número significativo de radiadores, este enfoque no se puede aplicar. Incluso el más mínimo aumento en el caudal en los dispositivos de calefacción del grupo más cercano causa fallas graves, por lo tanto, en tales sistemas hay dos formas alternativas de salir de la situación:

1. División de la red de radiadores en varias alas con la instalación de bombas de circulación individuales..
2. Regulación de la tasa de transferencia de calor mediante control de temperatura mediante unidades de mezcla de flujo.

Es imposible decir de manera inequívoca cuál de las opciones es la mejor. Por ejemplo, es posible que la configuración de las tuberías y la ubicación del radiador simplemente no permitan que el sistema se divida en varias alas. Al mismo tiempo, la instalación de unidades de mezcla de flujo es más costosa, por lo que el diseño de los sistemas siempre se lleva a cabo de manera individual, teniendo en cuenta los requisitos anteriores..

Tipos de cabezales termostáticos y su principio de funcionamiento.

Las válvulas de cierre y control se presentan en el mercado de la plomería con una variedad impresionante, mientras que las diferencias fundamentales no siempre son obvias para el comprador, porque en general, la apariencia y la descripción general de los dispositivos no son muy diferentes. Sin embargo, para tales productos, es aplicable una clasificación muy específica según el mecanismo de acción y el tipo de control de temperatura..

Termostato mecánico en sección

El montaje de las válvulas de control está representado directamente por el cabezal de ajuste y la válvula sobre la que actúa. El cabezal termostático puede utilizar la expansión térmica del fluido de trabajo, tales dispositivos se denominan semiautomáticos. Se puede utilizar líquido, gas o sólido como medio de trabajo. Los cabezales térmicos de líquido y parafina tienen la respuesta más rápida, pero los de gas se caracterizan por una vida útil más larga a expensas de una alta velocidad de reacción..

Termostato de condensado de gas del radiador: 1 – compuerta de flujo; 2 – conexión desmontable; 3 – vástago de válvula; 4 – fuelles; 5 – cuerpo de la cabeza térmica; 6 – sello de aceite; 7 – caja de grúa; 8 – cono de válvula; 9 – cuerpo de válvula

La unidad electrónica también puede controlar el grado de presión en la válvula, en cuyo caso estamos hablando de cabezales térmicos digitales. La presión directa sobre la válvula es proporcionada por un servodrive, por lo tanto, se requiere una fuente de energía para que el dispositivo funcione. La principal ventaja de los accesorios digitales es su alta ergonomía: la temperatura se ajusta casi sobre la marcha, además, es posible programar modos diarios para establecer puntos de temperatura individuales durante el sueño y la ausencia de casa. Al mismo tiempo, el costo de los cabezales digitales es 1.5-2 veces mayor que la acción mecánica semiautomática..

Cabezal térmico digital

Dependiendo del tipo de válvula en la que esté instalado el cabezal térmico, se aplican diferentes tipos de corrección de temperatura ambiente. El método, que consiste en limitar el flujo, se implementa mediante una válvula de dos vías, se utiliza una de tres vías cuando el circuito se ejecuta en la unidad de mezcla de flujo. Casi todos los tipos de válvulas están diseñados para adaptarse a todos los tipos de cabezales térmicos, al menos la compatibilidad total está garantizada dentro de la lista de precios de un fabricante..

Servo de cabezal térmico electrónico

Una diferencia adicional es la ubicación del sensor de temperatura. En algunos cabezales térmicos, se ubica en la carcasa del dispositivo, en otros se puede ubicar de forma remota: para los termostatos digitales, la distancia de compensación es prácticamente ilimitada, mientras que para los dispositivos mecánicos, la extracción contribuye a un tiempo de respuesta más corto y, por lo tanto, el sensor generalmente se ubica a no más de 1 del dispositivo de control térmico –1,5 m. Adicionalmente, observamos que existe la posibilidad de ubicación remota del sensor de temperatura para accesorios que controlan el calentamiento tanto del aire como del refrigerante.

Características de instalación y configuración.

En la versión más simple, el cabezal termostático se instala en la tubería de suministro del radiador. Es importante asegurarse de que la flecha del cuerpo de la válvula corresponda con la dirección real de movimiento del refrigerante. La mayoría de las válvulas tienen una disposición conveniente de conexiones: una rosca externa en la salida para atornillar en el manguito y una rosca interna en la entrada para una fácil instalación de un racor de tuerca de unión. Si es necesario, el conjunto termostático se puede utilizar para reemplazar la válvula de cierre superior del radiador, pero para esto, la válvula en sí debe tener una conexión de salida de estilo americano..

Las válvulas de tres vías se utilizan para la instalación en la unidad de mezcla de flujo. En este caso, los grifos del flujo principal cortan en la línea de suministro de acuerdo con la dirección de movimiento del refrigerante, mientras que la salida secundaria está conectada al tubo de derivación en el que está instalada la bomba de circulación. Aquí, se pueden utilizar los mismos tipos de cabezales térmicos que para la instalación en un radiador: con control de temperatura del aire o del refrigerante y con una ubicación diferente del sensor, dependiendo de si la instalación se realiza de manera abierta o en un nicho tecnológico..

Hay una serie de reglas simples pero obligatorias para la instalación de cabezales térmicos. En su mayor parte, se refieren a garantizar el correcto funcionamiento del termostato: el cabezal debe soplarse libremente por convección indirecta, no debe colocarse en zonas sin salida, debajo de cortinas, así como en lugares expuestos a corrientes de aire o calefacción de terceros, por ejemplo, a la luz solar directa. Naturalmente, si hablamos de cabezales con sensor remoto, todo lo anterior se aplica directamente al elemento sensible a la temperatura. La posición horizontal del regulador se considera óptima, por lo tanto, el aire fluye libremente a través de la rejilla protectora y sopla el fluido de trabajo, y el calentamiento de las tuberías de conexión tiene un efecto mínimo..