Termosztatikus szelepek

Lakásaink fűtőtestjeinek teljesítménye döntő részben vagy szabályozhatatlan, vagy csak kézi állítási lehetőséggel szerelt. A korábbi időszakban ezt az állapotot az akkoriban valóban rendkívül olcsó és korlátlanul rendelkezésre állónak hitt fűtési energiahordozók teremtették meg, napjainkban pedig a pénzhiány tartósítja. Sőt. Új épületeknél, az építési költségek csökkentésének igyekezete is gyakran ezt a területet részesíti előnyben. Az új fűtőtestek közel felét ma is kéziszeleppel szerelik fel, sokszor ezt is kétes minőségű kivitelben.
A hazai lakásszám több, mint 3 millió, ebből a panellakások száma 600 ezer körüli. Évente országosan mintegy 20 ezer új lakás épül.

Lehetőségek

Ma már köztudomású, hogy a hazai éghajlati adottságok mellett a fűtési hőmérséklet 1°C-kal történő csökkentése mintegy 6% energiamegtakarítást jelent. Ez a felismerés komolyan mérlegelendő. A termosztatikus szelepek alkalmazásával az alábbi lehetőségeket tudjuk kihasználni:
A helyi túlfűtések mértékének csökkentése: a termosztátfejek használatával megakadályozhatjuk a helyi túlfűtéseket. A helyiséghőmérséklet 1-3 °C-os csökkentésével 6-18% energiát tudunk megtakarítani.
Használaton kívüli helyiségek csökkentett teljesítményű fűtése: amenynyiben fűtött helyiségeink időszakosan használaton kívül vannak (például dolgozni megyünk vagy hétvégére elutazunk, illetve szabadság miatt nem használjuk a lakást), úgy a termosztátfejeken a megszokottnál alacsonyabb hőmérsékleti értéket állíthatunk be (pl. 12-15 °C-ot), ilyen módon ugyancsak jelentős megtakarítást érhetünk el.
Fűtőrendszeren kívüli energiaforrások hasznosítása: a termosztátfejek segítségével külső energiaforrásokat is hasznosíthatunk (pl. napsugárzás, emberek, gépi berendezések, világítás által leadott hő). Ha a helyiség hőmérséklete kielégíti a termosztáton beállított értéket, a termosztát lezárja a fűtővizet, függetlenül attól, hogy a fűtési hőteljesítmény milyen forrásból származik. Napfényes lakásokban ezáltal is sok energia takarítható meg.
Az energiamegtakarítás mértéke szakszerű beépítés és használat esetén összességében elérheti a 25-32%-ot. Alkalmazásuk gyors, saját hőtermelő berendezés alkalmazása esetén három éven belüli megtérülést biztosít.
A fűtési teljesítményigény az időjárástól és a napszaktól függően folyamatosan változik, és nyilvánvalóan függ az üzemeltető igényeitől, az adott épületrész, helyiség hőtechnikai adottságaitól, továbbá az esetleges belső és külső egyéb hőforrások jelenlététől, hatásától.
Adódik tehát a feladat: a központi fűtőberendezések fűtőtestjeit olyan szerelvényekkel kell ellátni, amelyek képesek a leadott hőteljesítményt bármely időszakban automatikusan úgy beállítani, hogy az adott helyiség hőmérséklete mindenkor a kívánt értéken legyen.
A legegyszerűbb és leggazdaságosabb, ugyanakkor teljes értékű megoldást a termosztatikus fűtőtestszelepek alkalmazása jelenti. Fontos mérlegre tenni azt is, hogy a szerelési költségek azonosak, akár termosztatikus szelepet, akár valamilyen hagyományos elzáró- vagy kézi szabályozószerelvényt építünk be. 

Termosztatikus fűtőtestszelepek

A termosztatikus szelepek olyan önműködő hőmérsékletszabályozók, amelyek nagy mechanikai igénybevételnek is megfelelő szelepbetéttel szerelt szeleptestből és hozzá szervesen illeszkedő termosztatikus elven működő szabályozófejből állnak (1).
Szerelésük általában a fűtőtest előremenő csatlakozásába történik. Használatuk biztosítja, hogy az adott fűtőtestbe kizárólag a mindenkori beállított helyiséghőmérsékletnek megfelelő mennyiségű fűtővíz jut. Amennyiben a helyiséghőmérséklet a termosztátfejen beállított értéknél kisebb, a fűtővíz a nyitott állapotú szelepen keresztül akadálytalanul áramolhat a fűtőtestbe. A fűtőtest a környező helyiséglevegőt mindaddig melegíti, amíg a termosztátfej körül kialakul a kívánt léghőmérséklet. Időközben a megemelkedett helyiséghőmérséklet hatására a termosztát érzékelő töltete kitágul, és a szeleporsó közvetítésével a szelepet lezárja. A fűtőtest kizáródik az elosztóhálózatból, lehűl, a helyiségbe történő hőbevitel megszűnik. Egy bizonyos idő elteltével a helyiséghőmérséklet csökkenni kezd, az érzékelő-töltet is lehűl, összehúzódik, aminek következtében a szelep nyit és a fűtőtest ismét fűteni kezd.
A megfelelő élettartam és működési pontosság miatt csak minőségi termékeket célszerű alkalmazni, mivel mind a szelep mind a termosztát folyamatosan dolgozó aktív egység. Évente tízezernél több egymást követő nyitási és zárási mozgást végeznek. A jó minőségű szerelvények élettartama eléri a 15-20 évet. Egy minőségi szelep felépítését szemlélteti a 2. ábra.

Alkalmazási lehetőségek új épületeknél

A termosztatikus szelepek alkalmazásához - bármilyen egyszerű is működési elvük - szükség van szakmai ismeretekre. Új épületek estén törvény írja elő alkalmazásukat. Többlakásos épületek esetén a fűtési rendszert tervező, illetve kivitelező szakemberek feladata a megfelelő szerelvények kiválasztása, beépítése. A termosztatikus szelepeket sokféle kivitelben és méretben gyártják. Kiválasztásánál elsődleges szempont az alkalmazandó fűtőtest és a fűtőtest kötés.
Hagyományos fűtőtestkötések: alkalmazott szokásos kivitelek: egyenes, sarok és axiális kivitelű szelepek a fűtési előremenő vezetékbe építve. A fűtési csőhálózat hagyományos, kétcsöves rendszerű, az alkalmazott fűtőtesttel szemben nincs különösebb követelmény. A szelepekbe szerelt szelepbetétek állandó vagy változtatható átömlési teljesítménnyel rendelkeznek. A szelepek átömlési teljesítményét az ún. kv -értékkel jellemzik. A kereskedelmi forgalomban lévő termékekre a 0,6-1,1 értéktartomány a jellemző. Szokásos szelepméretek:  3/8"; 1/2"¸ 3/4" (3, 4).
Külső oldali komplett fűtőtestkötések: az utóbbi években igen elterjedt megoldás, hogy a szelepgyártók olyan komplett fűtőtestkötéseket kínálnak, amelyek tartalmazzák a termosztatikus szelepet, precíz kialakítást tesznek lehetővé, csökkentik a helyszíni élőmunka igényt és kihasználva az új csőszerelési technológiákat, anyagokat, alkalmasak mind kétcsöves, mind vízszintes egycsöves csőhálózatokhoz is. A csőhálózatot többnyire a padlószerkezetbe fektetik (rézcső, többrétegű műanyag ill. műanyag-alumínium csövek). Ez a megoldás viszonylag sok alkatrészből áll. Beszerzését bízzuk inkább szakemberre (5).

Fűtőtestek beépített szelepkötéssel:

Felismerve és erősítve a szelep és a fűtőtest szerves kapcsolatát, az utóbbi évek igen jelentős újítása, hogy a fűtőtestkötéshez tarozó szelepelemek a fűtőtestbe gyárilag kerülnek beépítésre. Ezek az úgynevezett "szelepes" fűtőtestek. Ebben az esetben szelep-kiválasztási gondjaink eltűnnek, csak azt kell eldönteni; egy- vagy kétcsöves üzemmódot választunk a csőhálózat kialakításánál, illetve a fűtőtest alsó részére felszerelendő csőhálózati csatlakozószerelvény egyenes vagy sarok kialakítású legyen. Természetesen itt se feledkezzünk meg a termofej beszerzéséről és felszereléséről (6).

Fűtőtestkötések speciális szerelvények felhasználásával:

Elsősorban a fürdőszobai csőfűtőtestek megjelenése és elterjedése eredményezte különleges szerelvények és fűtőtestkötések kifejlesztését. Például az úgynevezett "egypont-csatlakozású", vízszintes vagy függőleges benyúlócsővel kialakított szelepek, amelyek a csőfűtőtestek áramlástechnikai adottságainak javítására és rendezett , egyszerű csőkötés megvalósítására szolgálnak (7).

A termosztatikus szelepek és a csőhálózat kapcsolata:

korábban a fűtési rendszerekhez szinte kizárólagosan varratnélküli fekete acélcsövet használtak. Természetesen a szelepek csőhálózat felöli csatlakozásának a kialakítása is ehhez igazodott. Jellemző volt a kóctömítéses menetcsatlakozás. Az elmúlt évtizedben robbanásszerűen megnőtt a központi fűtőberendezésekhez kifejlesztett csővezetékek kínálata. Választhatók műanyag-, több rétegből felépülő műanyag-alumínium csövek, lágyacél- és precíziós acélcsövek, rézcsövek. Ahhoz, hogy a piacon megjelenő csővezetékeket megbízhatóan csatlakoztatni lehessen a szelepekhez, a szelepek csőhálózati oldalát is át kellett alakítani. A belsőmenetesen kiképzett szelepvégekhez a különféle vezetékekhez alkalmas forraszvégek vagy nyomócsavarzatok, a külsőmenetesen kiképzett szelepvégekhez szorítógyűrűs csőkötések alkalmazhatóak.

Beépítés, ill. szelepcsere meglévő fűtési berendezésekben

Meglévő, üzemelő központi fűtések korszerűsítésénél is sok szempontot kell figyelembe venni:
- marad-e a meglévő csőhálózat, vagy cserére kerül;
- változnak-e a fűtési rendszer műszaki jellemzői (vízhőmérséklet, vízmennyiség, szivattyú, szivattyújellemzők stb.);
- milyen a meglévő szelepek beépítési mérete;
- végrehajtható-e a szelepcsere a fűtőtestkötés átalakítása nélkül;
- milyen a meglévő szelepek áramlási ellenállása.

Családi házak esetén viszonylag egyszerűbb felmérni a helyzetet, és a szükséges döntéseket meghozni. A meglévő rendszereknél általános jellemző a kétcsöves elosztású fűtési csőhálózat, szivattyús keringetéssel. Önmagában a termosztatikus szelepek beépítésével is jelentős energiát tudunk megtakarítani. A megtakarítást az energiaköltségek számlakiegyenlítésénél közvetlenül realizálhatjuk.

Többlakásos lakóépületek esetén a hagyományos szerkezetű kisebb társasházaknál általában kétcsöves fűtési rendszerek találhatók, ahol a termosztatikus szelepek beépítését elvileg akár fűtőtestenként is elvégezhetjük. Gyakorlatilag azonban ez nem lenne gazdaságos. Ugyanis az egész rendszer fűtési vizét ilyenkor le kellene ereszteni, majd a kivitelezés befejezése után fel kellene tölteni, ami nagyon megdrágítaná a beépítést, másrészt hiába takarítanánk meg az adott helyen energiát, ha ezt a fűtési költségek elszámolásánál nem tudjuk érvényesíteni. Nyilvánvaló, hogy többlakásos épületek esetében az energia-megtakarítást szolgáló termosztatikus szelepek beépítését mérési lehetőség kialakításával kell összekötni. A leggazdaságosabb, ha az épület fűtési rendszerének átalakítása valamennyi lakásnál egy időben történik. A panelépületek esetén - ahol igen nagy részarányban függőleges egycsöves fűtési rendszerek üzemelnek (az egymás fölötti szinteken lévő fűtőtestek sorba vannak kötve) - ugyanakkor ez nem csak gazdaságossági, hanem alapvetően üzemeltetési kérdés is. Egy fűtőtestkötés szakszerű átalakítása nélküli szelepcserével például kizárhatjuk az alattunk - esetleg felettünk - lévő lakások fűtőtesteit a hálózatból. Panelépületek fűtéskorszerűsítését ezért minden esetben a feladatot minden tekintetben megoldani képes szakcéggel végeztessük. Többlakásos, nagyobb épületeknél igen fontos tényező az üzembiztonság miatt a szelepek javíthatósága, a szelepbetétek üzem alatti cserélhetősége, a gyártó szervízszolgáltatása, alkatrészellátása.

Termosztátfejek kiválasztása, felszerelése, használata

A termosztátfejek hőérzékelői korábban grafitoszsír töltettel készültek. A korszerű gyártmányok napjainkban általában folyadéktöltetűek (8).
Mielőtt döntünk egy-egy szelepfej beszerzéséről, számos tényezőt kell mérlegeljünk.

Fontossági sorrend nélkül:
- megfelelő szabályozási pontosság
- megbízható működés, tartósság
- beszerzési ár
- garancia, javíthatóság, pótlási
lehetőség
- beépített fagyvédelmi funkció
- teljes elzárhatóság
- a gyári beállítás átskálázhatósága
- az alkalmazási hőmérséklet-tartomány alsó és felső korlátozhatósága, esetleg egy bizonyos hőmérséklet-érték rögzítése
- az adott helyiségben megfelelőnek bizonyult beállítási érték jelölhetősége (pl. memóriatárcsával)
- közhasznosítású terekben (pl. lépcsőház) a rongálások elleni megfelelő mechanikai ellenállás illetve eltulajdonítás elleni védelem
- megfelelő tisztíthatóság és nem utolsósorban az esztétikai megjelenés.

A termosztatikus szelepet úgy kell beépíteni, hogy a termosztát fej vízszintes helyzetű legyen. A fűtővíz áramlási iránya egyezzen meg a szeleptesten található nyíliránnyal. Fontos figyelembe venni a fűtendő helyiségek egyedi adottságait. A helyiség levegőjének akadálytalanul kell körüláramolnia a termosztát érzékelőjét. Amennyiben ez valamilyen ok miatt nem valósítható meg, úgy a normál kivitelű termosztát helyett a következő megoldásokat lehet alkalmazni:

a) Ha a termosztatikus szelep falsarokba, ablakpárkány alá, vagy falfülkébe kerül felszerelésre, és sűrűszövésű, kis légáteresztéssel rendelkező függönnyel takart helyzetbe kerül, vagy a termosztátot helyhiány miatt nem lehet vízszintes, hanem csak álló (függőleges) helyzetben beépíteni, úgy távérzékelővel rendelkező termosztátfejet kell felszerelni.
b) Ha a beépítési adottságok miatt a kézikerék hozzáférhetősége nehézkes, szereljen távállításos termosztátot.
Az a) és b) pont alatti helyzetek egyidejű fennállása esetén távérzékelővel szerelt, távállításos termosztát alkalmazása célszerű.
A termosztát felszerelése előtt - a könnyebb rögzítés érdekében - a kézikereket forgassa teljesen nyitott helyzetbe (9).

A hőmérséklet beállítása

A kézikeréken található hőmérsékleti jelzőszámok, jelek jelentése táblázatunkban látható:

Jelzőszámok, jelek Magyarázat helyiséghőmérséklet 0 Fűtőtest teljes elzárása * Fűtőtest fagyvédelme  kb. 7 °C 1 kb. 12 °C 2 kb. 16 °C 3 kb. 20 °C 4 kb. 24 °C 5 kb. 28 °C

A termosztatikus szelepek több évtizede kereskedelmi forgalomban lévő ipari termékek, amelyeket számos gyártó készít, eltérő műszaki és kulturális háttérrel, különböző piacokra. Az utóbbi időben - hasonlóan más termékekhez - egyre több a szabványosított műszaki jellemző.

Termikus jellemzők: szabályozási pontosság.
Akusztikus jellemzők: zajhatár.
Mechanikus jellemzők: a szelepház hossza (DIN szerint) elsősorban szelepcsere esetén fontos. Léteznek DIN szabványtól eltérő hosszúságú szelepházak is. A szelepház és a termosztátfej csatlakoztatása. Európában kialakulóban lévő szabványos méret az M 30´1,5 mm-es hollandis csatlakozó. 

Egyéb szerelvények

A külső hőmérséklethez illesztett szabályozott hőmérsékletű fűtővíz segíti a termosztatikus szelepek üzemét. Állandóan magas hőmérsékletű fűtővíz esetén, kis hőteljesítmény igény mellett (átmeneti időben) a szelepek ugyanis közel zárási helyzetben dolgoznának, ami - egyéb beavatkozás hiányában - áramlási zajok fellépéséhez vezethet.
Ugyancsak áramlási zajokhoz vezethet a fűtési rendszer csőhálózatában kialakuló változó vízmennyiség. Bizonyos fűtőtestek, fűtőtestcsoportok a hőmérsékleti viszonyok alakulásától függően, a termosztatikus szelepek működésének következtében kizáródnak a rendszerből (nincs igény a működésükre) és ennek a következtében az üzemben lévő hálózati részre a tervezettnél nagyobb vízmennyiség jut. Ezért fontos leszögezni, hogy a termosztatikus szelepek alkalmazása együtt jár a fűtési rendszer hidraulikai viszonyainak változásait kiegyenlíteni és korlátozni képes egyéb elosztó-hálózati szerelvények alkalmazásával (pl. strangszabályozók, túláramszelepek stb.), továbbá nagyobb fűtési hálózatoknál "intelligens", a mindenkori igényekhez alkalmazkodni tudó szivattyúk beépítésével. Felújítási, átalakítási munkák során a meglévő fűtőtesteket és a csőhálózatot jól át kell mosatni. Célszerű a rendszerbe szennyfogó szűrők beépítése (10).

Dr. Okányi Sándor
OVENTROP Magyarország Kft.