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 управления водяным теплым полом

VT.3011.0

VT.5011.0

VT.5012.0

VT.AC501.0

VT.AC602.0

VT.AC614.0

VT.AC616I.0

VT.AC701.0

VT.AC707.0

VT.AC709.0

VT.AC710.0

VT.AC711.0

VT.AC712.0

VT.ACC10.0

VT.K300

VT.M106.0

VT.M106.R

VT.TE3040.0

VT.TE3040.A

VT.TE3041.0

VT.TE3041.A

VT.TE3042.0

VT.TE3042.A

VT.TE3043.0

VT.TE3043.A

VT.TE3061.0

VT.ZC8.0

Обеспечить пользователю тот комфорт, который он желает получить от работы теплого пола, сделать систему максимально экономичной и легкой в управлении – задача автоматики. Ассортимент VALTEC включает в себя полный набор устройств, необходимых для автоматического поддержания комфортных условий в обслуживаемых помещениях: от датчиков температуры и сервоприводов до термостатов и контроллера с функцией погодной компенсации. Автоматика VALTEC проста в пользовании и подключении.

Управление водяным теплым полом

Автоматика для теплых полов: управление устройствами системы теплого пола

Рассмотрим на схемах, как подключается автоматика для теплых полов и каким устройствами можно управлять автоматически.

Сразу уточним: принципы применения автоматических устройств одинаковы как для радиаторного отопления, так и для водяного теплого пола (а также для отопления теплыми стенами и плинтусного отопления – если вы искали что-то о них).

Какими устройствами теплого пола можно управлять автоматически?

Автоматика для теплых полов может управлять следующими устройствами: циркуляционным насосом, сервоприводами, термостатическими головками и термостатическими клапанами, газовой горелкой.

Управление циркуляционным насосом

Это самый простой вид управления: в зависимости от температуры теплоносителя насос будет включаться/выключаться.

Чтобы реализовать этот способ не надо много знаний или особой квалификации. Да и “автоматика для теплого пола” здесь применяется не ахти какая: всего-навсего комнатный терморегулятор и ничего больше.

Управления циркуляционным насосом на схеме выглядит так:

Как видим, есть терморегулятор, установленный в какой-либо комнате, при достижении заданной температуры терморегулятор срабатывает и отключает или включает насос.

Так можно легко сделать автоматическое управление температурой пола:

Здесь терморегулятор отслеживает показания датчика, смонтированного в полу между (а не на одной трубе!) трубами. Датчик даёт команду терморегулятору, который обрабатывает полученный сигнал и включает/выключает циркуляционный насос.

Недостаток: если один общий насос на весь дом, то этот способ не всегда подходит, потому что насос отключается по терморегулятору, установленному в одном каком-то помещении, а при отключении насоса отопление перестанет быть по всему дому. Данный способ подойдёт, если есть два насоса, например, на разных этажах, и нужно управлять отоплением по одному этажу, не трогая второй.

Управление термоголовками

Допустим, перед коллектором есть смесительный узел с трёхходовым клапаном:

На этот клапан накручивается термоголовка, к которой подсоединён термодатчик. Датчик устанавливается на ту трубу, температуру в которой мы хотим контролировать (можно непосредственно на подающий или обратный коллектор). И задаём нужную нам температуру на термоголовке. Теперь, по сигналу от датчика термоголовка будет закрывать или открывать трёхходовой клапан, тем самым регулируя температуру теплоносителя до, опять-таки, нужного параметра.

Управление сервоприводами с датчиком пола

На коллекторе устанавливается сервопривод на каждом контуре и в зависимости от датчика пола либо от терморегулятора производится регулировка подачи теплоносителя по отдельным контурам:

Это хороший способ установить температуру, отдельную для каждой комнаты.

Управление трёхходовым смесительным клапаном

Уже говорилось выше, что трёхходовой клапан является частью смесительного узла. На следующей схеме он (клапан) на обратке:

На трехходовом клапане на этой схеме установлен сервопривод, которым и управляет термодатчик и терморегулятор.

Погодозависимое управление температурой в помещении

Это автоматическое управление работой системы отопления в зависимости от наружной температуры воздуха.

Здесь устанавливаются котроллеры, в которых закладывается определённая программа:

В зависимости от температуры на улице контроллер поддерживает нужный режим работы системы отопления, управляя всеми теми же устройствами, о которых шла речь выше. Этим способом управления достигается существенная экономия газа: процентов 20…30.

На самом деле, в частном доме совсем не обязательна какая-то навороченная автоматика для теплых полов. Если вы сделаете автоматику только для циркуляционного насоса, то и это будет очень хорошо.

Выбор автоматики для управления теплым полом

При установке системы обогрева помещения теплые полы возникает вопрос, как выполняется управление водяным теплым полом и электрическим, какой терморегулятор лучше приобрести.

В продаже существуют механические и автоматические системы регулировки микроклимата в помещении.

Рассмотрим достоинства и недостатки различных видов термостатов, что такое контроллер для теплого пола, схемы управления системой обогрева помещения.

Сравнение автоматики и механики

Управление теплым полом осуществляется с помощью термостатов, которые выпускаются в виде работающих на основе механики и автоматики устройств, рассмотрим их сравнительную характеристику в таблице:

Механические системы снабжены термостатами

В механическом устройстве на подающей трубе каждой петли отопительной системы монтируют термостаты, с помощью которых вручную уменьшается или увеличивается объем подачи горячей воды.

Электронные датчики температуры регулируют подачу горячей воды с помощью установки на каждой петле системы «маленький моторчик (сервопривод)», которая нагнетает подачу воды в петлю. На сервопривод подает команды термостат, который измеряет показания температуры в комнате, монтируется в том же помещении, где находится петля отопления.

В зависимости от показателей температуры термостат дает команду сервоприводу увеличить или уменьшить скорость подачи горячей воды.

Наиболее востребованы автоматические системы контроля водных трубопроводов для пола, они способны поддерживать заданный уровень температуры, в экономном режиме могут включаться за определенное время до прихода хозяев с работы, управление автоматикой под силу даже возрастным людям и детям.

Функции автоматики

Автоматический термостат способен выполнять много функций в регулировке интенсивности обогрева помещения с помощью водяного пола:

1. Определяет температуру нагрева воды в трубопроводе, включает или выключает циркуляционный насос. Такой вид управления водным потоком в трубопроводе подходит для квартир и домов, в которых установлено несколько насосов. Если стоит один насос на весь дом, то система будет включать или отключать отопление (в зависимости от температуры воды) сразу во всех комнатах.
2. Полуавтоматическое управление термоголовкой является довольно простым и недорогим. Позволяет регулировать интенсивность подачи воды: клапан закрывается или открывается в зависимости от степени нагрева.
3. Контроль осуществляется путем установки сервопривода на коллектор, с его помощью одновременно регулируется подача тепла в отдельные помещения.
4. Современный автоматический термостат способен сэкономить до 1/3 расхода газа или 1/7 дров на обогрев помещения. Может регулировать степень обогрева в зависимости от погоды на улице. Такой контроллер для теплого пола имеет множество датчиков, некоторые из которых монтируются на улице, остальные – в помещении. На основании их показаний и выставленных настроек регулируется интенсивность обогрева каждой комнаты в отдельности.

Если теплый пол используется, как основная система, лучше приобретать термостат, регулирующий уровень нагрева воздуха в помещении.

Если уложено напольное покрытие, неустойчивое к воздействию высоких температур, тогда лучше установить датчик нагрева пола.

Для основной системы водяного теплого пола лучше установить устройство с возможностью подключения двух датчиков.

Индивидуальные контроллеры

Управление теплыми полами осуществляется за счет монтажа датчиков, регулирующих интенсивность нагрева воздуха в комнате и способных поддерживать температуру обогрева на заданном уровне.

Схема работы устройства:

Владелец устанавливает для термостата определенные параметры. При повышении или понижении температуры устройство включает или выключает систему водяного отопления.

Групповые контроллеры

Контроллер для теплого пола дает возможность регулировать подачу воды к нескольким коллекторам. Такие устройства допустимо применять в помещениях с повышенным уровнем влажности.

Термостат поддерживает постоянную температуру воды в трубах

Управление подачей воды регулируется за счет следующих моментов:

Групповой контроллер напрямую связан с сервоприводом. Благодаря сигналу, подающемуся устройством, приводится в движение клапан, регулирующий подачу воды.

Терморегуляторы, сравнительная характеристика

Автоматика включает в себя полный набор устройств, необходимых для управления теплым полом:

1. Блок управления теплым полом (термостат) осуществляет управление температурой обогрева посредством передачи сигнала на сервоприводы. Сигналы передаются по проводу или с помощью радиосигнала.
2. Датчики температуры пола и воздуха измеряют показатели нагрева и передают их на устройство, регулирующее работу системы.
3. Сервопривод выполняет функцию нажатия на клапан, чтобы он открылся (началась подача воды) или закрылся (подача воды прекращается).
4. Контроллеры с различным набором функций вплоть до погодного климат контроля.

Сравнительная характеристика терморегуляторов приведена в таблице:

Управление тёплыми водяными полами

Управление системой отопления, основу которой составляют тёплые водяные полы, может выполняться в ручном или автоматическом режимах. Каждый из вариантов имеет свои плюсы и минусы. В данной статье рассмотрены общие принципы, на которых основано управление тёплым полом дистанционно или в автоматическом режиме.

Устройство управления тёплым полом

Устройство управления тёплым полом

Автоматика, которая предназначена для управления тёплыми водяными полами, решает задачи поддержания установленных параметров (температура поверхности или воздуха, обратного и прямого теплоносителя) без непосредственного участия в процессе человека, и экономии энергоресурсов. Комплекты указанной аппаратуры принято разделять на три базовых группы, выполняющие задачи группового, зонального или комплексного регулирования.

Групповое регулирование – решает задачи управления температурой и/или объёмом теплоносителя, т.е. характеристиками процесса, которые являются главными. Указанная функция осуществляется через узел управления тёплыми полами:

• непосредственно на самом источнике тепла. Используется в тех случаях, когда применяются низкотемпературные источники со встроенными элементами управления и контроля;
• система управления тёплым полом на смесительных узлах, относящихся к групповым. Выполняет управление параметрами теплоносителя для комплекса групп потребителей (коллекторов или нескольких зон) с использованием для указанных целей оборудования в соответствии с реализованным техническим решением тёплого пола;
• на смесительных узлах, относящихся к индивидуальным. Используется на смесительных узлах, подключённых к конкретному коллектору тёплого водяного пола;
• с реализацией принципа «констант», заключающегося в постоянном поддержании выставленной температуры. Указанный вариант реализуется с применением термостатических головок, оснащённых накладным датчиком. Данное изделие устанавливается на трёх или двухходовой клапан смесительного узла;
• система управления тёплым полом с реализацией принципа «климатконтроль». В данном случае температура теплоносителя в подающих и обратных магистралях тёплого пола поддерживается на уровне, определяемом выбранной программой. Для реализации применяются контроллеры управления теплоснабжением.

Индивидуальное регулирование – иное наименование, регулирование зональное, реализуется через узел управления тёплыми полами, который включает:

• индивидуальную автоматику, рассчитанную на отдельное помещение, автоматически поддерживающую заданную программой температуру воздуха в указанном помещении. При этом последняя рассматривается как величина контролируемая и задаваемая, а температура полов является величиной управляемой (зависимой);
• зональная автоматика, оснащённая датчиком «в пол». Позволяет в автоматическом режиме поддерживать в полу заданную температуру. В этом варианте температура пола является контролируемой и задаваемой величиной, а температура воздуха в помещении – величина управляемая (зависимая). Чаще всего реализуется в тех помещениях, где приоритетом является постоянная температура тёплых полов (аквапарк, бассейн, сауна).

Комплексное регулирование – сочетает в себе автоматику первых двух вариантов в зависимости от того, какие именно задачи поставлены, в каких комбинациях используется оборудование, либо какие именно технические схемы были реализованы в конструкции данного пола.

Достаточно часто пользователи, исходя из высокой стоимости монтажа автоматики для водяного тёплого пола, принимают решение о том, что управление тёплыми водяными полами выполняется в варианте ручной регулировки. При этом тот или иной контур открывается, либо закрывается в ручном режиме. Результатом подобного управления становится разбалансировка контуров тёплых водяных полов и необходимости повторного приглашения наладчика (платного).

На заметку. Автоматика, изготавливаемая одним производителем, как правило, не стыкуется с коллекторами, произведёнными другим.

Регулирование групповое не может, чисто технически, полностью заменить индивидуальное.

Термостаты, осуществляющие регулировку в конкретном помещении, могут решать задачи управления температурой и контроля за её значениями. Поэтому их установка является обязательной. В качестве опции дополнительной рассматривается использование контроллеров, имеющих компенсацию температуры окружающей среды.

Способы регулирования температуры пола

1. Посредством управления значениями температуры подаваемой воды (теплоносителя).
2. Поддержанием температуры теплоносителя в подающем контуре на заданном уровне (const).
3. Изменением значений температуры поступающего теплоносителя, которое увязывается с температурой наружного воздуха (klimatkontrol).

Оборудование. используемое для автоматизации процедуры управления

Только одно его перечисление потребует внушительной статьи (термоклапаны, термостаты. сервоприводы, термоголовки и т.п.). Поэтому рассмотрим только одно, наиболее значимое изделие — групповой контроллер.

Изделие рассчитано на работу от 24В батареи или штатной сети (через адаптер) и может применяться в помещениях с повышенной влажностью. В комплект входит погружной (для теплоносителя) и выносной (для наружного воздуха) датчики ДКТ (контроля температуры).

Блок управления тёплым полом конструктивно предусматривает возможность его перепрограммирования и дистанционного управления контроллером. По желанию заказчика может быть реализовано управление тёплым полом через интернет («умный дом»).

Схема монтажа тёплого водяного пола требует соблюдения ряда требований, направленных на повышение надёжности устройства, долговечности и повышения его теплоотдачи.

Своевременный монтаж инфракрасного теплого пола помогает решить проблему с обогревом дома, так как даже подобные системы могут стать прекрасной альтернативой центральному отоплению.