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.

Схемы подключения терморегулятора теплого пола — полезные советы и правила выбора.

Терморегуляторы, предназначенные для управления отоплением электрическими теплыми полами, имеют специальное обозначение.

Не путайте их с другими популярными моделями, которые выпускаются для работы с газовыми котлами или водяным отоплением через коллектор.

На обратной стороне устройства между двух клемм, ищите изображение в виде змейки (контакты L1 и N1).

Именно сюда подключается кабель теплого пола или электрического мата.

К концу L1 — центральная жила кабеля, к N1 – оплетка.

Выносной температурный датчик, предотвращающий перегрев теплых полов и контролирующий нагрев, заводится на колодки с изображением сенсора (NTC).

Полярность подключения проводов датчика не важна. Подсоединяйте их в любой последовательности.

Обратите внимание, что температура непосредственно на выносном датчике всегда будет выше, чем температура в комнате, которую на своем табло показывает регулятор.

Это связано с глубиной залегания датчика в стяжку.

На дисплеях электронных приборов можно увидеть оба параметра, а вот в механических устройствах с колесиком, зачастую по окружности даже не прописывают градусы, а указывают только цифры 1-2-3 и т.д.

При пяти цифрах одно деление соответствует примерно 8 градусам.

Градусы не указываются с определенной целью, дабы не запутать пользователя. Выставишь на корпусе термостата +25С, а комнатный градусник в квартире будет показывать всего +20С.

У большинства сразу же возникнет вопрос, почему регулятор работает с такой погрешностью? Не поломался ли он?

Если же на вашем механическом термостате указаны именно градусы, это означает, что он главным образом работает и ориентируется на собственный датчик температуры воздуха, встроенный в корпус.

Тот, что подключается к нему извне и прячется в стяжку, играет только роль защиты кабеля от перегрева.

Питание 220В заводите на клеммы L и N через УЗО с током утечки не более 30мА.

Схема подключения теплого пола напрямую через терморегулятор разных производителей однотипна и выглядит следующим образом.

При подключении обязательно проверяйте мощность, которую способен пропустить через себя термостат. Обычно он рассчитан на нагрузку не более 16А (3,7кВт при напряжении 230В).

В этом случае девайс прослужит долго и исправно. Релюшка, которая коммутирует контакт, при перегреве быстро выходит из строя. А вместе с ней придется менять и весь прибор.

При нагрузке более 3,7кВт потребуется модульный контактор.

Схема подключения в этом случае изменится на следующую.

Здесь вместо нагрузки, провода с регулятора идут на контакты включающей катушки (А1-А2), а сам кабель обогрева подключается к силовым клеммам пускателя (1-2 или 3-4).

Частый вопрос – есть ли разница, куда на терморегуляторе подключать фазу, а куда ноль?

Если перепутаете фазу и ноль, то при отключении термостата разрываться будет не фазный проводник, а нулевой. Таким образом, фаза будет постоянно присутствовать на кабеле теплого пола, что естественно не безопасно.

В тех устройствах, которые на корпусе имеют отдельный выключатель, при его нажатии происходит разрыв сразу двух проводников, и фазы, и ноля. Но это в ручном режиме отключения, и то не во всех моделях.

Зачастую ноль через свою дорожку подается напрямую. Зашел на клемму и тут же ушел на теплый пол.

При этом сам переключатель отвечает лишь за разрыв подачи питания на плату управления. При автоматическом срабатывании от датчика, всегда разрывается только один провод.

Еще обратите внимание на то, что защитное заземление непосредственно на сам терморегулятор на заводится!

Это может быть отдельная, обособленная клемма, через которую к защитному проводнику подсоединяется экран нагревательного кабеля.

На самих терморегуляторах даже стоит значок “квадрат в квадрате”, что означает – прибор с двойной изоляцией.

Такие знаки обычно наносят на переносные инструменты, не требующие наличия заземляющего контакта на вилке шнура питания.

Какие сверхзадачи решают умные терморегуляторы, начиненные электроникой и дисплеем? Казалось бы, зачем покупать дорогое изделие, если можно приобрести регулятор с механическим колесиком и точно также выставлять для себя нужную температуру?

А дело здесь в одной из принципиальных проблем комфортной работы систем отопления – инерционности.

Дело в том, что выставив на теплых полах приемлемую для себя температуру в районе 23-25С, после ее достижения, даже с отключенным отопительным прибором, система до определенного момента по инерции все равно будет продолжать набирать градусы.

Ни о каком поддержании комфортных условий с такими разбросами речи не идет. В умных электронных термостатах все это решается ШИМ регулированием.

Термин этот пришел из радиоэлектроники. Там ШИМ – это широтно-импульсная модуляция. В отоплении данный принцип заключается в изменении времени включения и работы греющих элементов.

Пока температура в комнате находится далеко от желаемых параметров (задано +25С, в комнате +18С), теплые полы все время включены (греют, греют и греют).

Однако по мере достижения заданной точки (+25С), тепло начинает подаваться как бы небольшими, короткими импульсами (вкл-выкл). За счет этого происходит точное поддержание температуры в районе комфортной.

Про инерционные процессы, связанные с перегревом или наоборот с чрезмерным охлаждением, в этом случае можете забыть. Ничего подобного от термостата с колесиком вы не добьетесь.

В то же самое время не ждите каких-то глобальных изменений при замене термостата одной модели на другую. Бытует мнение, что если теплый пол не догревает, то стоит поменять терморегулятор на более дорогой, все само собой изменится.

Тут же поднимется температура воздуха в комнате, и там, где ранее было холодно, наступит жарища. Грубо говоря, термостат – это своего рода спидометр в вашем автомобиле.

Можете на спидометре нарисовать 300-350км/ч, но если движок не способен выдать такой мощи, то и данной скорости вам не видать. Если что-то и виновато в плохой работе теплых полов, то в первую очередь смотрите на температурный датчик.

Проверить работоспособность термостата очень просто. Подаете на него питание 220В и подключаете выносной датчик.

Далее, вместо теплого пола подсоединяете к термостату обычную лампочку накаливания. Начинаете выкручивать ручку, изменяя температуру.

В определенный момент лампочка должна загореться.

Далее зажимаете в руке температурный датчик и ждете. При нагреве от вашего тела исправный термостат сработает, и лампочка потухнет.

Если датчик запрятан глубоко в стяжку, то можете прогреть это место феном и дождаться такого же эффекта. Когда лампа никак не реагирует, это говорит о неисправности устройства.

Самый быстрый способ ремонта в этом случае – перевод работы с датчика пола, на встроенный в корпус датчик воздуха.

Концы кабеля на девайсе от напольного источника температуры придется откинуть, а настройки самого прибора перезагрузить.

Работать все это будет корректно при условии установки терморегулятора непосредственно в обогреваемом помещении.

Если у вас электронный термостат с ШИМ управлением, то при вышеприведенном способе проверки, не рекомендуется слишком быстро нагревать датчик посторонним источником тепла. Чем это чревато?

Во-первых, термостат тут же зафиксирует не нормальный рост тепла и сработает раньше времени. Во-вторых, “умные мозги” девайса принудительно отключат обогрев на ближайшие 20 минут.

При этом температура уже через 5 минут на дисплее устройства будет достаточной для включения, а запуска и замыкания контактов не произойдет. Вследствие чего у вас возникнут сомнения в корректности работы терморегулятора.

Поэтому проверка с быстрым нагревом идеально подходит для механических устройств, а с электронными будьте осторожны.

Еще одна ошибка возникает при замене или подключении датчика разных производителей к одному и тому же регулятору. Дело в том, что все они имеют определенное сопротивление, соответствующее той или иной температуре.

И если без изменения настроек взять и поменять температурный датчик на другой, это может привести к некорректной работе отопления. Разница по температуре между определяемой и фактической может достигать 10 градусов!

Из-за другого сопротивления, меньше чем заводское, регулятор поймет это как завышенную температуру и даст команду на раннее отключение, хотя теплые полы будут еще не достаточно прогретыми.

Для теплого пола применяются, так называемые NTC – датчики с отрицательным температурным коэффициентом. Данный термин означает, что с повышением окружающей температуры, их сопротивление уменьшается.

Еще бывает PTC – положительный t коэфф. сопротивления. С ними происходит обратный процесс.

У продвинутых девайсов (Devireg Touch) изначально в программу настроек занесено несколько разновидностей датчиков. На этапе установки просто выбирайте требуемый.

Если вы не знаете марку, придется вручную сделать замеры сопротивления мультиметром.

Полученные данные сравниваются и проверяются, соответствуют ли они выставленным заводским настройкам или нет.

Наиболее правильной системой отопления считается та, которая имеет в каждой комнате свою собственную зону регулирования. Что это означает?

При наличии в доме всего одного терморегулятора, разброс температур в разных частях здания будет достигать 5-6 градусов.

Поэтому придется покупать и устанавливать не один, а несколько термостатов.

Можно настроить отдельные регуляторы одновременно на две зоны, при этом меняя приоритет температур. То есть, установить в термостат в одной комнате, а выносной датчик от него завести в соседнее помещение.

При этом в настройках нужно будет сделать выбор на какой элемент должен реагировать терморегулятор – на встроенный в корпус или на выносной. Добиться одинаковой температуры от одного прибора у вас не получится.

Размещать терморегуляторы в мокрых зонах запрещено. Они должны иметь соответствующий уровень влагозащиты IP и монтироваться в зоне 3.

Что это за зона, читайте в отдельной статье.

Настройка и управление электронных разновидностей термостатов происходит по заводским инструкциям. В качестве примера давайте рассмотрим популярную (тысячи заказов со всего света + положительные отзывы) и недорогую модель терморегулятора от наших китайских товарищей.

Для начала работы с прибором, первым делом подаете на него напряжение 220В.

Через какое-то время подсветка гаснет и девайс переходит в режим энергосбережения. При этом даже в случае полного исчезновения напряжения, термостат запоминает и сохраняет в памяти все ранее заданные настройки.

Поэтому один раз внесли все параметры, и далее ничего перепрограммировать не придется.

В ручном режиме, когда на экране высвечивается иконка руки, можно установить требуемую температуру в комнате.

Данный параметр выставляется путем нажатия кнопок со стрелочками (вверх – вниз).

В состоянии покоя экран показывает действующую температуру в помещении.

Чтобы перевести устройство в автоматический режим, нажимаете на кнопку с квадратиками и на дисплее тут же отображается значок часов или будильника.

В автоматике изменить ранее заданный порог температуры при помощи стрелочных кнопок не получится. Данные намертво привязаны к конкретному дню недели.

Этот день также высвечивается на экране (1-понедельник, 2-вторник и т.д).

Временной отрезок суток показывается в виде маленького домика с цифрой (чуть выше дня недели).

Через него можно запрограммировать работу отопления так, чтобы ночью полы работали на полную или наоборот с минимальной нагрузкой. Все зависит от ваших условий проживания.

Всего можно установить шесть временных периодов.

Если вы выбрали модель с WiFi, то время и день недели отображаются автоматически.

При рабочем состоянии отопления, над домиком появляется дымок.

Как только обогрев отключается, дымок исчезает.

Гораздо удобнее управление термостатом осуществлять на смартфоне. Для этого потребуется скачать и установить программку Smart Life.

Более подробно со всеми нюансами настроек данного термостата можете ознакомиться из видеоролика ниже.