3 схемы подключения автоматики электрического отопления.

Практически любой электрический котел требует обязательного наличия автоматики управления.

Вы не можете установить один единственный выключатель на вводе, которым будете запускать и отключать обогрев.

При этом остановимся на самых минималистичных и простейших вариантах, которые вы сможете собрать самостоятельно своими руками.Ведь как известно, чем меньше элементов, тем больше надежность всей системы. Поэтому самые простые варианты и работают дольше и надежнее остальных.

Принципиальная схема автоматики электрокотла всегда начинается с подачи напряжения через вводной автомат.

Электрическое отопление подразумевает, как правило, наличие трехфазного ввода 380В. Значит и автомат должен быть трехполюсным.

Обратите особое внимание, это должен быть именно один трехполюсный выключатель, а не три отдельных однополюсных.

При КЗ и повреждении греющего элемента любой фазы, защита должна прекращать подачу напряжения по всем фазам.

После вводного автомата фазные проводники нужно разделить.

Делается это на электромагнитных пускателях.

Именно на них и ложится основная работа по автоматической коммутации эл.сети. Автомат то вы включаете и выключаете ручками, а пускатель будет это делать без вашего участия, на основе подачи управляющего напряжения от соответствующих датчиков.

При этом в отличие от автомата, покупайте три отдельных однофазных модульных пускателя. Старые модели типа ПМЛ, ПМА, КМИ здесь не подойдут. И дело вовсе не в их шумной работе и громких щелчках.

Модульный трехфазный экземпляр в едином корпусе, тоже будет не пригоден для нашей схемы.

Самое главное преимущество однофазных – возможность ручной и очень простой регулировки мощности электрокотла. Подробнее об этом будет сказано ниже.

К силовым клеммам каждого контактора, как раз-таки и подключаются нагревательные элементы (ТЭН, электроды) котла отопления.

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант.

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

по отдельности 2квт – 3квт – 4квт

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.

Обязательный элемент такой схемы – предельный термостат.

Это защитное устройство, которое отключит ваш электрокотел, если он пошел, что называется в разнос.

Например, перестал работать циркуляционный насос или где-то образовался засор. В результате этого температура начала резко возрастать и превысила допустимые значения.

Данную температуру вы устанавливаете самостоятельно при помощи ручного регулятора.

Так как это защитный элемент, который должен полностью “гасить” котел, подключать его нужно последовательно в разрыв управляющей фазы, как на рисунке внизу.

Помимо безопасности, нам потребуется еще один элемент. Элемент управления, который будет его периодически включать и выключать для поддержания заданной температуры воды.

Этим устройством является рабочий термостат.

Не путайте его с предельным. В предельном имеется взводимая вручную кнопка, которая при срабатывании препятствует самостоятельному включению датчика.

То есть, когда он сработал один раз, вам потребуется осмотреть всю систему и схему, дабы разобраться в причине срабатывания. И только после этого, нажав эту кнопочку, отопление можно будет запустить заново.

Данный термостат монтируется после предельного, опять же в разрыв цепи.

Таким образом мы получили элемент защиты и элемент управления. В принципе, это и есть самая примитивная схема №1 для автоматики электрического отопления.

Чтобы получить более функциональный вариант, добавим сюда прибор для отслеживания температуры воздуха в помещении – комнатный термостат.

Ему не важно какая будет температура котловой воды, он реагирует именно на комфортную температуру воздуха в вашем доме.

По аналогии с предыдущими элементами монтируете его в разрыв, перед рабочим термостатом. Вторая простейшая схема готова.

Но человек всегда стремится к большему и помимо комфорта при электрическом отоплении, всегда хочется еще и сэкономить. Все таки электроотопление за редким исключением, в наших реалиях не совсем дешевая штука.

Как это сделать, усовершенствовав вышеприведённую схему подключения? Для этого дела существует ночной тариф.

Чтобы им воспользоваться в полной мере, нам потребуется реле времени.

Оно будет запускать электроотопление только в заданный промежуток суток. Размещайте его в схеме перед комнатным термостатом.

Однако при этом обратите внимание на один нюанс. При наличии в схеме такого устройства, обязательно параллельно ему монтируется термостат минимальной температуры воздуха.

Днем в ваше отсутствие, температура на улице может резко упасть. Уезжали при -5С, приехали вечером — за окном минус 25С. Соответственно и дома существенно похолодает.

Она запустит отопление, как только температура в доме упадет ниже минимального порога. В итоге не даст дому остыть, а системе разморозиться.

Чтобы визуально наблюдать включены датчики или выключены в данный момент, можно подключить в общую точку перед микровыключателями сигнальную лампочку и вывести ее на видное место.

Особенно это полезно при нахождении щитка управления и самого котла в подвале дома или в соседней пристройке.

Большинство заводских электрокотлов отопления построено именно на таких принципиальных схемах управления. Есть одна питающая линия (фаза), подающая сигнал на катушку прибора с силовыми элементами, а все дополнительное оборудование, датчики и релюшки, как раз-таки и “навешиваются” на эту самую линию, выполняя защитную и контролирующую функции.

Как видите, ничего сложного и замысловатого здесь нет.

Электрическая схема системы управления отоплением

СХЕМА 1. Задержка выключения насоса.

Рис. 1.1 Электрическая схема.

Рис. 1.2 Гидравлическая схема.

В электрической схеме на Рис. 1.1 отображено управление задержкой выключения насоса котлового контура по гидравлической схеме Рис. 1.2.

Управляемые элементы: насос котлового контура.
Управляющие элементы: реле задержки CRM-81J.

Логика: Во многих случаях насос котлового контура запитан непосредственно от котла. При выключении котла насос котла тоже выключается. Циркуляция теплоносителя прекращается. Если температура в котле в этот момент была около 80ºС, возможно закипание теплоносителя и срабатывание аварийного термостата. Используя реле задержки можно задать время дополнительной работы насоса котлового контура. Это позволит разнести избыточное тепло по трубопроводам и не дать закипеть теплоносителю.

Рекомендации: Не устанавливать большое значение длительности дополнительной работы. Рекомендуемое время «выбега» насоса – 2 минуты.

СХЕМА 2. Защита котла от образования конденсата

Рис. 2.1 Электрическая схема

Рис. 2.2 Гидравлическая схема

В электрической схеме на Рис.2.1 отображено управление защитой котла от низкотемпературной коррозии по гидравлической схеме Рис. 2.2.

Управляемые элементы: сервопривод коллектор/котёл.
Управляющие элементы: термостат TER-3C.

Логика: При использовании ёмкостных котлов с чугунным теплообменников необходимо, чтобы температура обратки котла не была слишком низкой. Если температура обратки станет ниже установленного значения, термостат развернёт трёхходовой кран таким образом, что теплоноситель будет циркулировать по малому котловому контуру. Как только температура достигнет нужного значения, термостат повернёт кран таким образом, что теплоноситель будет поступать из котла в коллектор и, далее, к потребителям. Так же возможен вариант использования вместо трёхходового крана «подпиточного» насоса котла, который должен устанавливаться на байпасный трубопровод системы.

Рекомендации: Не устанавливать значение ниже 48ºС или выше значения встроенного термостата котла.

СХЕМА 3. Управление котлом и защита от конденсата.

Рис. 3.1 Электрическая схема

Рис. 3.2 Гидравлическая схема

В электрической схеме Рис. 3.1 реализовано управление байпасным насосом котла по гидравлической схеме Рис. 3.2.

Управляемые элементы: байпасный насос котла.
Управляющие элементы: многофункциональный электронный контроллер TER-6.

Логика: При превышении разницей температур между прямой и обраткой котла запрограммированного значения, включается байпасный насос котла.

Рекомендации: Датчик теплоносителя необходимо устанавливать в специально предусмотренной гильзе или крепить к металлическому участку трубопровода. Рекомендуется покрывать контактные поверхности теплопроводящей пастой.

СХЕМА 4. Управление смесительным краном.

Рис. 4.1 Электрическая схема.

Рис. 4.2 Гидравлическая схема.

На электрической схеме Рис. 4.1 реализовано управление контуром тёплых полов по гидравлической схеме, показанной на Рис. 4.2.

Управляемые элементы: сервопривод контура тёплых полов.
Управляющие элементы: термостат контура тёплых полов.

Логика: На термостате TER-6 задаётся верхний и нижний температурные пределы. Если температура находится между этими значениями, то на сервопривод никаких сигналов не поступает. Если температура стала меньше нижнего предела, то поступает сигнал сервоприводу на открытие четырёхходового крана и, соответственно, при превышении верхнего предела термостат через сервопривод начнёт закрывать четырёхходовой кран.

Рекомендации: Датчик теплоносителя необходимо устанавливать после насоса в специально предусмотренной гильзе или крепить к металлическому участку трубопровода. Рекомендуется покрывать контактные поверхности теплопроводящей пастой.

Примечание: Управление нагревом теплых полов по указанной схеме – самое недорогое из существующих решений. Для увеличения точности подержания температуры можно использовать контроллеры типа STABIL.

СХЕМА 5. Управление насосами контуров отопления и ГВС

Рис 5.1 Электрическая схема

Рис 5.2 Гидравлическая схема

На электрической схеме Рис.5.1 реализовано управление простейшей котельной с гидравлической схемой, показанной на Рис.5.2.

Управляемые элементы: насос системы отопления (С.О.), насос бойлера горячего водоснабжения (ГВС), котёл.
Управляющие элементы: термостат С.О., термостат ГВС.

Логика: Насос С.О включается/выключается по запросу (замыканию) комнатного термостата (например, Honeywell CM67 или DT200). Насос бойлера ГВС включается/выключается по запросу термостата бойлера (встроенному или, например, TER-3C). Котёл включается, когда есть хотя бы один запрос. Переключатель приоритета изменяет режим работы ГВС с параллельного на приоритетный (при запросе от термостата ГВС насос С.О. отключается).

Рекомендации: Встроенный термостат котла должен быть настроен на температуру на 15 — 20ºС выше термостата бойлера.

СХЕМА 6. Управление трёхходовым краном «коллектор/бойлер».

Рис 6.1 Электрическая схема.

Рис.6.2 Гидравлическая схема.

На электрической схеме рис6.1 реализовано управление приоритетной подготовкой ГВС по гидравлической схеме, показанной на рис6.2.

Управляемые элементы: сервопривод коллектор/бойлер, котёл.
Управляющие элементы: термостат бойлера ГВС (встроенный или, например, TER-3C).

Логика: По запросу от термостата ГВС (замыкание), сервопривод через трёхходовой кран развернёт поток для нагрева бойлера. Как только температура в бойлере достигнет требуемого значения, термостат разомкнётся и сервопривод вернёт трёхходовой кран в начальное положение, направляя теплоноситель в коллектор и, далее, к потребителям.

СХЕМА 7. Управление котлом, контуром ГВС и коллекторным контуром.

Рис. 7.1 Электрическая схема.

Рис. 7.2 Гидравлическая схема.

В электрической схеме Рис. 7.1 реализовано управление контуром подготовки ГВС и котлом по гидравлической схеме Рис. 7.2.

Управляемые элементы: сервопривод коллектор/бойлер, котёл.
Управляющие элементы: двухканальный термостат TER–4.

Логика: При возникновении запроса тепла от ГВС (замыкание 2-го канала), сервопривод поворачивает трёхходовой кран на обогрев бойлера, обеспечивая тем самым приоритет ГВС. Через переходное реле происходит включение котла. При срабатывании 1-го канала (по датчику теплоносителя в коллекторе), контакты внешнего управления котла замкнутся непосредственно от термостата TER–4. Пока есть хотя бы один запрос тепла, котёл будет включён.

Рекомендации: Не настраивать температуру каналов термостата выше настройки встроенного котлового термостата.

СХЕМА 8. Управление котлом и прямым контуром отопления.

Рис. 8.1 Электрическая схема.

Рис. 8.2 Гидравлическая схема

В электрической схеме Рис. 8.1 реализовано управление котлом по гидравлической схеме Рис. 8.2.

Управляемые элементы: котёл.
Управляющие элементы: многофункциональный электронный контроллер TER-6, комнатный термостат типа Honeywell DT200.

Логика: Котёл включается/выключается по сигналу комнатного термостата. Чтобы не допускать глубокого остывания радиаторов при выключенном комнатном термостате, предлагается поддерживать в контуре температуру «подпора» – 40-45ºС при условии, что температура на улице ниже 10-15ºС.

Рекомендации: Датчик внешней температуры устанавливать на северной стороне здания. Датчик теплоносителя необходимо устанавливать после насоса контура отопления в специально предусмотренной гильзе или крепить к металлическому участку трубопровода. Рекомендуется покрывать контактные поверхности теплопроводящей пастой.

СХЕМА 9. Управление котельной с контуром ГВС и одним контуром отопления.

Рис. 9.1 Электрическая схема.

Рис.9.2 Гидравлическая схема.

В электрической схеме Рис.9.1 реализовано погодозависимое управление контуром отопления и приоритетное приготовление горячей воды по гидравлической схеме, показанной на Рис. 9.2.

Управляемые элементы: сервопривод С.О., сервопривод коллектор/бойлер и котёл
Управляющие элементы: погодозависимый контроллер ERT–01, термостат бойлера

Логика: При возникновении запроса тепла от ГВС (замыкание термостата), сервопривод поворачивает трёхходовой кран на обогрев бойлера, обеспечивая тем самым приоритет ГВС. Сервоприводом С.О. управляет погодозависимый PID–регулятор ERT–01, выдавая импульсные сигналы на открывание/закрывание сервомотора. Котёл будет включён, когда есть запрос тепла хотя бы от одного контура. Запрос от контура отопления формируется через концевой выключатель сервопривода, т.е. запроса не будет только в том случае, когда сервопривод находится в крайнем положении «закрыто».

СХЕМА 10. Управление котельной с двумя контурами отопления и контуром ГВС.

Рис.10.1 Электрическая схема.

Рис. 10.2 Гидравлическая схема.

В электрической схеме Рис.10.1 реализовано управление двумя контурами отопления, контуром подготовки ГВС и котлом по гидравлической схеме 10.2.

Управляемые элементы: сервопривод С.О., сервопривод тёплых полов, сервопривод коллектор/бойлер и котёл
Управляющие элементы: погодозависимый регулятор ERT–01, термостат TER-6, термостат бойлера (встроенный или TER-3C)

Логика: Алгоритм работы системы идентичен предыдущему (см. СХЕМА 9). Добавлен дополнительный контур подогрева тёплых полов, работа которого описана ранее (см. СХЕМА 4).

СХЕМА 11. Управление каскадом из двух котлов (двухступенчатым котлом).

Рис. 11.1 Электрическая схема.

Рис. 11.2 Гидравлическая схема.

В электрической схеме Рис. 11.1 реализовано управление двумя котлами по гидравлической схеме Рис. 11.2.

Управляемые элементы: два котла
Управляющие элементы: многофункциональный электронный контроллер TER-6

Логика: При падении температуры в коллекторе ниже запрограммированного значения, включается первый котёл. Если, вследствие большого разбора тепла, падение продолжится и достигнет второго значения (первое минус программируемая разница), то включается второй котёл.

Рекомендации: Не настраивать температуру каналов термостата выше настройки встроенных котловых термостатов. На контроллере TER-6 программировать задержку срабатывания не менее 10 секунд, для исключения эффекта «дребезга» системы.

СХЕМА 12. Управление двухкотловой котельной (каскадом из двух котлов), двумя контурами отопления и прямым контуром ГВС.

Рис.12.1 Электрическая схема.

Рис.12.2 Гидравлическая схема.

В электрической схеме Рис. 12.1 реализовано управление двумя контурами отопления, прямым контуром подготовки ГВС и каскадом из двух котлов по гидравлической схеме Рис.12.2.

Управляемые элементы: сервопривод С.О., сервопривод тёплых полов, насос бойлера, насос отопления, насос тёплых полов и два котла.
Управляющие элементы: погодозависимый регулятор ERT–01, два цифровых термостата TER-6, термостат бойлера (встроенный или TER-3C), силовое реле VS308K.

Логика: При падении температуры ниже запрограммированного значения, включается первый котёл. Если, вследствие большого разбора тепла, падение продолжится и достигнет второго значения (первое минус программируемая разница), то включается второй котёл.

При возникновении запроса тепла от ГВС (замыкание термостата) включается насос бойлера и выключается насос тёплых полов, обеспечивая тем самым частичный приоритет ГВС.

Четырёхходовым краном системы отопления (С.О.) управляет погодозависимый PID–регулятор ERT–01, выдавая импульсные сигналы «открывание»/«закрывание» на сервопривод.

На термостате TER-6 задаётся верхний и нижний температурные пределы для тёплых полов (Т.П.). Если температура находится между этими значениями, то на сервопривод никаких сигналов не поступает. Если температура стала меньше нижнего предела, то поступает сигнал сервоприводу на открытие четырёхходового крана и, соответственно, при превышении верхнего предела термостат через сервопривод начнёт закрывать четырёхходовой кран.

Датчики теплоносителя необходимо устанавливать после насоса в специально предусмотренной гильзе или крепить к металлическому участку трубопровода.
Рекомендуется покрывать контактные поверхности теплопроводящей пастой.

Примечание 1: Управление нагревом теплых полов по указанной схеме – самое недорогое из существующих решений. Для увеличения точности подержания температуры можно использовать контроллеры типа STABIL.

Примечание 2: Приведенная гидравлическая схема уже достаточно сложна для управления, поэтому может оказаться целесообразным применение моноблочных (и более дорогих) контроллеров. Для управления указанной схемой годятся контроллеры RVT 2b+m+HW и Honeywell SMILE DSC 7-21, KSE (Elfatherm Kromschroeder).

Все вопросы и предложения по работе сайта просим присылать на wadminhydrotherm.ru,
по поводу приобретения и технические вопросы — на hydrologicyandex.ru,
или на форум.