- Схемы управления нагреваемым полом, приборы автоматики, принципы работы
- Теплый пол без автоматики
- Обязательная защита в управлении
- Комнатный термостат управляющий аппаратурой
- Хронотермостат
- Термостатическая головка
- Сервоприводы
- Контроллер
- Схемы управления теплыми полами
- Автоматика для теплых водяных полов
- Водяные теплые полы Watts — это очень просто
- Чем хорош «теплый пол водяной и электрический»
- Чем плох «теплый пол водяной»?
- Мифы о «теплых полах»
- Как это делается? Водяные теплые полы своими руками. Укладка водяного теплого пола.
- Трубы
- Коллектор для водяного теплого пола
- Насосно — смесительные модули. Смесительный узел для теплого пола.
- Электротермические сервоприводы
- Автоматика и принципы регулирования. Термостат комнатный для управления температурой.
- Термостаты
- Проводные термостаты
- Беспроводные термостаты (радиотермостаты)
- Еще раз про совместную работу с радиаторами
- Выводы
Схемы управления нагреваемым полом, приборы автоматики, принципы работы
Производители предлагают ряд устройств, которые позволяют управлять теплыми полами дистанционно или в автоматическом режиме. В том числе и программируя требуемую температуру, или подстраиваясь под состояние погоды. Но какое управление предпочесть, какая автоматика окажется полезней, комфортней?
Теплый пол без автоматики
Теплый пол может вообще не оснащаться автоматическим оборудованием. Чтобы он заработал достаточно включить циркуляционный насос, например, вставить вилку в розетку.
Настройки по температуре могут выполняться вручную. При этом вручную задается общая температура с помощью термоголовки смесительного узла. Затем, при необходимости, балансировочными кранами на коллекторе теплого пола настраивается поток (отдаваемая мощность) по каждому контуру.
При этом пользователи руководствуются субъективными ощущениями тепла в комнатах и степени нагрева полов, комнатными термометрами, а также термометрами, встроенными в подачу и обратку на коллекторе.
При настройке теплых полов, как вручную, так и с помощью дистанционного управления, необходимо учитывать большую тепловую инертность тяжелой стяжки. Поэтому настройки могут происходить постепенно в течении нескольких дней.
Обязательная защита в управлении
В цепи включения циркуляционного насоса теплого пола должно присутствовать реле тепловой защиты. Это температурное реле обычно размещается на подающем трубопроводе из смесительного узла на коллектор, и настраивается на размыкание цепи при достижении температуры +55 градусов.
Если термоголовка смесительного узла по каким-то причинам работает ошибочно и дает слишком высокую температуру на выходе, то указанное реле выключает насос, защищая стяжку.
Указанное реле может не устанавливаться если температурная защита осуществляется термоклапаном (термоголовкой) механического действия.
Еще одна механическая защита — байпас между гребенками подачи и обратки коллектора теплого пола. Байпас оборудуется встроенным дифференциальным клапаном. При закрытии (прикрытии) кранов на коллекторе значительно ограничивается расход жидкости через насос, возникают перегрузки, появляется шум жидкости. Разгрузить насос и снизить давление, стабилизировать работу, поможет этот байпас.
Также отдельные производители предлагают и модуль управления насосом теплого пола, который включает насос только тогда, когда открыт хотя бы один из сервоприводов на коллекторе.
Далее рассмотрим приборы и оборудование автоматики. С помощью следующих средств теплым полом можно управлять в дистанционном режиме или полностью автоматизировать его работу.
Комнатный термостат управляющий аппаратурой
Комнатный термостат предназначен для управления оборудованием обогреваемых водяных полов, которое осуществляется в 2-х позициях, — «да», «нет».
При достижении задаваемой температуры термостат либо замыкает, либо размыкает электрическую цепь. Это зависит от принятой производителем схемы управления.
Но чаще комнатный термостат управляет нормально закрытым сервоприводом. Т.е. при достижении заданного порога подается напряжение и сервопривод включается до снятия напряжения.
Обычно пару термостат-сервопривод приобретают от одного производителя, тогда вопроса согласования оборудования не возникает.
Комнатный термостат может размещаться в стандартной распределительной коробке электросети, заделанной в стену и подключается к скрытой проводке. Сам же термостат может быть разных модификаций, в т.ч. электронный или со встроенным механическим датчиком (обычно с большой погрешностью), с выносными датчиками встраиваемыми в стяжку теплого пола.
Пользователь управляет термостатом вращением ручки (настройка температуры), клавишами настройки, а также включения и выключения, прибор снабжается индикатором работы или табло с информацией.
Производитель прилагает и схему подключения термостата к другому оборудованию.
Хронотермостат
Хронотермостат — электронный программируемый прибор с датчиками температуры воздуха в комнате. В отличие от простого термостата снабжен программируемым процессором.
Этим прибором можно задавать температуру в помещении на некоторый период времени вперед, обычно на сутки или на неделю.
Как правило снабжен вшитыми настройками на режимы отопления «комфортный» и «эконом», а также защитой от замерзания теплоносителя.
Управляет, как и обычный термостат, сервоприводом, насосом, выдавая команды «да», «нет».
Термостатическая головка
Термостатическая головка управляет клапаном регулировки температуры смесительного узла, путем воздействия на его шток.
Головка устанавливается на клапане, снабжается выносным датчиком жидкостного типа, с которым соединяется гибкой медной капиллярной трубкой.
Модификации могут быть разные, датчик чаще снимает показания с обратного коллектора теплого пола. Диапазон измеряемых температур чаще в пределах 20 — 60 градусов. Могут настраиваться вручную вращением ручки или сервоприводом по командам термостата.
Как устроен смесительный узел
Сервоприводы
Конструкции могут быть разные, но в системе теплого пола для управления термоголовкой или настроечным вентилем, часто используется импульсный сервопривод. Приводится в движение расширением жидкости в сильфоне при ее нагреве встроенными нагревательным элементом. Рабочее напряжение 220 или 24 В.
Работает по сигналам (выполняет команды) термостатов, контроллеров, или отдельных встроенных датчиков.
Контроллер
Программируемое управляющее устройство. Может выполнять множество функций по обеспечению автоматизации управления теплым полом, в том числе:
- измерение и индикация температуры воздуха в комнатах и теплоносителя;
- обеспечение питания сервоприводов переменным напряжением 24 В и управление ими.
Но главной способностью контролера является обеспечение погодозависимого управления, — вычисление требуемой величины выходного сигнала управления в соответствии с показаниями датчика наружной температуры по заданному пользователем графику зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха.
Впрочем, надобность подобной автоматики для теплого пола (установки контроллера) многими специалистами и пользователями с опытом ставится под сомнение. Насколько нужна погодозависимая автоматика, подробней об автоматизации отопления
А если надобности в подобном управлении нет, то и дорогой контроллер соответственно не нужен.
Схемы управления теплыми полами
Приведена типичная схема теплых полов с элементами автоматики — выносными термостатами расположенными в разных комнатах и сервоприводами установленными на балансировочных кранах коллектора.
При этом термостаты подключены к общему коммутационному устройству, сблокированному с контроллером (защитным) насоса.
Указан байпас с дифференциальным клапаном, который предохраняет насос от поломки, и защитное термореле
На следующих схемах показаны несколько обычных вариантов автоматизации теплых полов.
- Термостат, расположенный в комнате, управляет включением насоса теплых полов —
Как будет управляться теплый пол желательно решить заранее, чтобы провести необходимую скрытую проводку по комнатам до завершения строительства.
Автоматика для теплых водяных полов
Uponorshop предлагает цифровые термостаты, многоканальные контроллеры и модули, температурные датчики и комплекты автоматики для простого контроля теплых полов. Все товары в каталоге — оригинальная продукция Uponor, отвечающая современным требованиям к управлению напольным отоплением. Менеджеры Uponorshop помогут подобрать отдельные модули или стартовые комплекты для дома, квартиры или нежилого помещения.
Готовые решения «Упонор» просто устанавливаются и настраиваются. В комплектах заранее предусмотрено все необходимое для подключения теплых полов водяного или электрического типа. Достаточно установить радиотермостаты, датчики и контроллерное оборудование и подключить его. В продаже также есть системы с беспроводным управлением и интеграцией в систему «умный дом», поддержкой новой технологии KNX — «стандарта будущего», открывающего новые возможности для регулирования температуры и микроклимата.
Среди других видов автоматики для теплых полов представлены:
- контрольное оборудование для водяных полов Smatrix Pulse — с функцией автобалансировки, поддержкой запатентованной технологии «Упонор» АВТ;
- комплекты автоматики с датчиками темно-серого цвета — они лучше воспринимают изменения температуры, и она настраивается быстро и точно;
- системы с контрольными панелями, запоминающими заданную температуру и быстро реагирующими на жару или холод на улице;
- беспроводные комплексы с радиотермостатами и современными датчиками — настройки микроклимата в комнате можно менять из любой точки дома (офиса), отсутствие проводов позволяет устанавливать системы после монтажа напольного отопления.
Подробнее узнать о цене систем автоматики, технических характеристиках датчиков, контроллеров и другого оборудования можно у менеджеров Uponorshop.
Водяные теплые полы Watts — это очень просто
WATTS INDUSTRIES производит всю линейку оборудования для «теплых полов». А если вы обладаете пытливым умом, и умелыми руками — приведенных сведений будет достаточно для самостоятельного изготовления системы «теплый пол» в вашем доме.
Автор статьи Усталов Д.С.
Главный специалист сервиса Спроектируй.рф
Не воспринимайте название статьи как призыв к отказу от услуг специалистов. Для проектирования систем отопления нужны, как минимум, знания теплотехники и гидравлики. И заниматься этим должны специально подготовленные инженеры. Наша цель — сделать из вас грамотного потребителя — человека «в теме», точно знающего, что он хочет, и какое оборудование ему нужно. Благо, WATTS INDUSTRIES производит всю линейку оборудования для «теплых полов». А если вы обладаете пытливым умом, и умелыми руками — приведенных сведений будет достаточно для самостоятельного изготовления системы «теплый пол» в вашем доме.
Чем хорош «теплый пол водяной и электрический»
Ключевое слово — комфорт. Это главное достоинство «теплого пола». Помещение с такой системой отопления прогревается равномерно, в нем нет «холодных» и «горячих» зон. По такому полу приятно ходить даже босой ногой, особенно в морозные дни. Для пожилых людей это большой плюс. Ваша бабушка не ходила по дому в валенках? А в шерстяных носках? С «теплым полом» такой необходимости у нее бы не возникло.
Вторым большим плюсом является «невидимость» системы отопления «теплым полом». Большинство граждан стремятся спрятать приборы отопления за различными декоративными экранами, в строительных конструкциях и т.д. Забывая, что теплоотдача прибора при этом падает, зачастую в разы. При отоплении «теплым полом» такой проблемы не существует, и фантазия дизайнера ничем не ограничена.
Чем плох «теплый пол водяной»?
Основной недостаток «теплого пола» — высокая инерционность. Внешние условия постоянно меняются: меняется температура воздуха на улице, появляется/прячется солнце, в комнате то нет никого, то много людей, включаются/отключаются бытовые приборы и освещение. При этом мы хотим, чтобы температура воздуха в помещении оставалась постоянной. «Теплый пол» — это большое количество бетона, который медленно остывает и медленно нагревается. В помещении с «теплым полом» температура будет «гулять» вверх-вниз больше, чем в помещении с радиаторами, и с этим придется смириться. Частично проблему решают «умные» регуляторы для теплого пола, которые учитывают эту тепловую инерцию. О регуляторах мы поговорим ниже.
Еще один недостаток — мощность «теплых полов» ограничена. Мы не можем нагреть пол до высоких температур — нам будет не комфортно. Строительные нормы ограничивают температуру поверхности пола в 26 градусов для помещений с постоянным пребыванием людей и до 31 градуса для ванных комнат и прочих помещений с временным пребыванием. При такой температуре теплоотдача (грубо) составит от 55 до 112 Вт с квадратного метра.
В современных зданиях такой теплоотдачи достаточно для отопления большинства помещений. А вот если у вашего помещения высоченные потолки, или большая площадь остекления, или несколько наружных стен — теплоотдачи может не хватить, и придется устанавливать дополнительные приборы отопления. В этом случае лучше обратиться к специалистам для проведения теплотехнического расчета «по всем правилам».
Мифы о «теплых полах»
Последние несколько лет мы видим агрессивную рекламу производителей систем электрического обогрева, особенно тонкопленочных систем. Истории про молочные реки и кисельные берега слушать всегда приятно, только не надо забывать экономическую сторону вопроса. Если вы используете электрический обогрев — вы потребите ровно столько электрической энергии, сколько потеряет тепла ваш дом (или квартира). Количество этого тепла, или теплопотери, определяются температурами внутри помещения и на улице, а также конструкцией вашего здания (стены, окна, потолки), больше ничем.
Очевидно, что теплопотери практически не зависят от того, какая у вас система отопления — водяная или электрическая. Автоматика электрического «теплого пола» функционально не отличается от автоматики водяного, так что и здесь места для экономии нет. А вот стоимость одного кВт*ч электрической энергии в 5-10 раз выше, чем стоимость газа, необходимого для получения того же количества тепла. Вообще, электрическая энергия — самый дорогой вид энергии, хоть и самый удобный. Выбирая электрический «теплый пол», вы экономите на стоимости оборудования, но ваши ежемесячные платежи будут в разы выше любого другого варианта.
Как это делается? Водяные теплые полы своими руками. Укладка водяного теплого пола.
Трубы
Лучшее решение для водяных теплых полов — полиэтиленовые трубы. Обычный полиэтилен тут не подходит, необходимо использовать «сшитый» полиэтилен (PE-X) или термостойкий полиэтилен (PE-RT). Разницы между этими трубами нет, выбирайте любую.
| Мы выпускаем оба вида труб в широком ассортименте: 12, 15, 16, 17, 18, 20 мм (диаметр наружный). Широкий ассортимент удобен специалистам — можно подобрать оптимальную по гидравлике трубу. | |
| WATTS PE-RT DD (EVOH) WATTS INTERSOL PE-X B Если вы делаете «теплый пол» своими руками, без расчетов — выбирайте между 16 и 20 трубой. «Шестнадцатой» трубой вы можете «замотать» площадь до 20 м2, «двадцатой» — до 40 м2. Если ваш пол площадью более 40 м2 — необходимо разбить его на несколько частей, каждая из которых не должна превышать 40 м2. Самая длинная сторона вашего теплого пола не должна превышать 8 метров. Превышает — снова делите на части. Шаг укладки при использовании 16-й трубы составит 200 мм, 20-й — 250 мм. Наматывать трубу надо «двойной спиралью». Можно намотать и «змейкой», но нагрев пола будет менее равномерным, и нога это почувствует — никакого резона в такой намотке мы не видим. Еще важный момент — есть трубы с защитой от кислорода (с добавлением EVOH в названии), есть без защиты. Если у вас чугунный котел, или в системе отопления есть стальные радиаторы — вам нужна труба с защитой. Если котел настенный, с медным или нержавеющим теплообменником, а приборы отопления без стальных элементов — используйте трубу без защиты. Коллектор для водяного теплого пола Коллектор из латуни HKV2013 A MS Коллектор из нержавейки HKV2013 VA Каждое помещение с «теплым полом» — это как минимум один контур (одна петля трубы). Все эти контуры надо как-то объединить в один и присоединить к котлу или иному источнику тепла. Здесь нам на помощь приходят коллекторы. Мы выпускаем широкий ассортимент коллекторов для теплого пола, но выбор, как и в случае труб, достаточно прост. Начнем с материала. Коллекторы производятся из латуни или нержавеющей стали. Функционально разницы нет, но эстетически нержавеющие коллекторы выглядят лучше. Теперь о начинке. Коллекторы, предназначенные для теплого пола, должны выполнять три обязательных функции: запорную (возможность отключить отдельную петлю «теплого пола»), регулирующую (возможность изменять количество теплоносителя, протекающего через петлю «теплого пола», в зависимости от температуры воздуха в помещении или температуры поверхности пола) и балансировочную (возможность отрегулировать гидравлическое сопротивление каждой петли «теплого пола»). В наших коллекторах все это есть. На «подаче» установлены запорные вентили (управляемые вручную), на обратке — запорно-регулирующие вентили для установки сервоприводов (ими управляет автоматика, а регулировка производится вручную специальным ключом). Также у нас есть коллекторы с расходомерами, которые нравятся не только монтажникам (легко настраивать), но и вам потом удобно контролировать. Понятно, что дополнительное удобство — это дополнительные деньги. Все наши коллекторы имеют различное количество «выходов» — от двух до двенадцати. Вот и все, выбор за вами. Насосно — смесительные модули. Смесительный узел для теплого пола.Температура теплоносителя, который вы подаете в «теплый пол», не должна превышать 55 градусов. Это и соображения комфорта (чтобы пол не перегреть), и всяческие инженерные соображения (равномерность прогрева, гидравлика, дегидратация бетона при повышенных температурах, тепловые расширения конструкций и т.д.). Чаще всего «теплый пол» работает в режиме 45/35 или близком к этому. Если ваш дом отапливается только «теплыми полами», и у вас установлен конденсационный котел — смесительный модуль вам не нужен. Во всех остальных случаях просто необходим. Функция модуля — понизить температуру, поступающую от источника тепла, за счет подмеса «обратки», поступающей от «теплых полов». И обеспечить циркуляцию теплоносителя через петли «теплых полов». Есть у модуля и защитная функция — если регулирующий вентиль по какой либо причине выйдет из строя, и в полы пойдет перегретый теплоноситель — циркуляционный насос остановится и вашим полам ничего не угрожает. Этот модуль подключается непосредственно к коллекторам, которые вы выбрали на предыдущем шаге. Мы предлагаем на ваш выбор четыре насосно-смесительных модуля. Для небольших систем отопления (до 50 м2) мы предлагаем модуль FRG 3005F. Если ваша система больше — используйте модули FRG 3015F или ISOTHERM , они способны обслужить до 150 м2. Между собой эти модули отличаются расположением патрубков для присоединения источника тепла, в первом случае они «смотрят» вертикально вниз, во втором — горизонтально, соосно коллекторам. Все вышеназванные модули поддерживают одну температуру, которую вы выставили на регулирующем вентиле модуля. Хотите реализовать управление температурой по временному графику (ночное снижение температуры), или «погодозависимое» регулирование — для вас модуль FRG 3015W2. В нем температурой управляет внешний контроллер. А что делать, если у вас не просто дом, а дворец, и площадь теплых полов более 150 м2? Ответ прост — используйте несколько модулей. Также всегда имеет смысл выделить теплые полы санузлов и ванных комнат в отдельный контур, со своим смесительным модулем. В этих помещениях температура поверхности пола выше, поэтому и температура теплоносителя должна быть выше. Электротермические сервоприводы
Трубы мы с вами проложили, к коллекторам присоединили, смесительный модуль прикрутили, что дальше? Пора поговорить об управлении температурой. Начнем с устройств, называемых «исполнительными». С сервоприводов. Они устанавливаются на регулирующие вентили коллектора, и по команде некоего внешнего устройства управляют вентилями. Т.е. исполняют чужую волю, потому и «исполнительные». Работает сервопривод как выключатель — полностью закрывает регулирующий вентиль, и движение теплоносителя через петлю «теплого пола» полностью прекращается. Нагрелось помещение — «теплый пол» полностью выключился и медленно остывает. Остыло помещение на полградуса — «теплый пол» включился «на полную» и поднимает температуру обратно. Т.е., если требуемая температура в помещении 20 градусов — реальная температура будет «плавать» в диапазоне от 19 до 21 градуса. Это вполне нормальный и комфортный режим регулирования. Точность поддержания температуры зависит от того самого внешнего устройства, которое дает команды сервоприводу, и речь о котором пойдет ниже. Электротермический привод 22CX Электротермический привод 26LC Мы выпускаем сервоприводы двух типов: 22CX (Новинка) и 26LC. Первый компактнее, второй красивее, и со светодиодом, сигнализирующем о текущем состоянии. Есть модификации на 230В, есть на 24В. Есть нормально открытые, а есть нормально закрытые. Серия 26LC только нормально-закрытые. Давайте поговорим об этом подробнее. Если привод нормально открытый — в отключенном состоянии (нет электропитания) регулирующий вентиль будет открыт. В случае, если привод неисправен, или неисправно устройство, дающее ему команды — «теплый пол» будет работать и помещение не остынет. Это плюс. Но температура воздуха в помещении при этом будет явно выше нормы, и вы заплатите больше денег. Это минус. Выбирайте сами, что больше не нравится. Рачительные европейцы предпочитают не переплачивать, и их выбор — нормально закрытые приводы. В России, как правило, выбирают комфорт, и нормально открытые приводы. Или просто «не заморачиваются» и берут те, что есть в наличии. |  |
Автоматика и принципы регулирования. Термостат комнатный для управления температурой.
Вот мы и добрались до «мозга» системы отопления «теплыми полами» — до автоматики. Сначала немного поговорим о принципах регулирования.
В первую очередь нам важна температура воздуха — именно она определяет наше ощущение комфортности. Также нам важна температура поверхности пола — ноги хотят ощущать тепло. Эти две температуры жестко связаны. Нужно понимать, что пол ощутимо теплым будет только часть отопительного периода, значимую часть времени он будет холоднее, чем хочется.
Возможно, осенью или весной, когда теплопотери минимальны, захочется даже надеть тапочки. Большинству людей температура воздуха важнее тапочек, и они управляют «теплым полом» по температуре воздуха в помещении. Вам важнее ощущение тепла под ногами? Тогда вы должны задать комфортную для себя температуру поверхности пола, а температура воздуха уж какая получится.
Более сложный случай — в помещении не только теплый пол, но и радиаторы. Если эти две системы не имеют общей системы управления — будет бардак. Предположим, у вас на радиаторах установлены «термоголовки», а «теплый пол» управляется по температуре воздуха. В этом случае большую часть отопительного периода «теплый пол» будет выключен, поскольку мощности радиаторов будет достаточно для поддержания необходимой температуры воздуха. Вы ведь не этого хотели?
Можно сделать регулирование пола по температуре поверхности. При низких температурах «за бортом» все будет правильно — радиаторы будут включаться только при недостаточной теплоотдаче полов. А в те моменты, когда теплоотдача пола будет выше потребности в тепле — в помещении станет жарко. Тоже не хорошо. Мы считаем, что оптимальный алгоритм управления должен быть таким: полы управляются по температуре воздуха до тех пор, пока их теплоотдачи достаточно. Как только становится недостаточно — температура пола фиксируется, и сразу включаются радиаторы, которые управляются по температуре воздуха.
Для реализации всех этих алгоритмов у нас есть необходимое оборудование.
Термостаты
Устройства, которые поддерживают стабильную температуру чего либо, называются термостатами. Мы предлагаем вам множество разных термостатов. Рассмотрим их подробнее.
Проводные термостаты
Самый доступный вариант — проводные термостаты. Сам термостат располагается в помещении, коллектор с сервоприводом может находится как в том же помещении, так и где угодно (в котельной, например). Между собой эти устройства соединяются тонкими кабелями (3х0.5 мм2 достаточно в большинстве случаев).
 | Для коммутации термостатов и приводов мы рекомендуем использовать коммутационные управляющие модули WFHC. Кроме того, что они увеличивают надежность всей системы регулирования, они могут дополнительно управлять котлом и насосом. Один термостат может управлять несколькими сервоприводами, т.е. если у вас большое помещение, и в нем несколько петель «теплого пола» — вам все равно нужен только один термостат. | ||||||||||||
| Коммутационный модуль WFHC на 6 термостатов Во всех термостатах есть индикация текущего состояния («нагрев» или «не нагрев»). Диапазон регулирования температуры 5. 30 гр.С. Точность поддержания температуры +/- 0.5 гр.С. Есть исполнения как для открытого (термостат устанавливается на поверхности стены), так и для скрытого монтажа (термостат монтируется в монтажной коробке, аналогично розеткам и выключателям).
Это все были электронные термостаты с питанием от сети. Есть еще термостаты «на батарейках», серии BT. Выглядят они более гламурно. Напрямую сервоприводами не управляют — требуется коммутационный модуль (располагается вблизи сервоприводов). Батареек «хватает» на два года. Благодаря тому, что к термостату не подводится высокое напряжение — их можно устанавливать в помещениях с повышенной влажностью. У этих термостатов чуть шире диапазон настраиваемых температур воздуха (5. 35 гр.С).
|
