Автоматическое регулирование напольного отопления. Часть 2

Если рассмотреть классическую схему простого автоматического управления комбинированной системой отопления (рис. 1), в которой комнатные термостаты управляют сервоприводами термостатических клапанов коллекторных блоков, то возникает вопрос: что случится, когда все клапаны окажутся закрытыми?

Рис. 1. Регулирование комбинированной системы отопления с помощью комнатных термостатов и сервоприводов

Очевидно, что в этой ситуации откроются перепускные клапаны на контурах и теплоноситель будет циркулировать по малым циркуляционным кольцам через байпасы. При этом насосы будут расходовать электроэнергию впустую. Если же контуры не оборудованы байпасами с перепускными клапанами, то циркуляционные насосы будут работать «на закрытую задвижку», тратя энергию только на нагрев самих себя и теплоносителя в ограниченном пространстве. Циркуляционные насосы VT.RS оборудованы встроенными датчиками перегрева, которые отключат насос при нагреве обмотки статора свыше 150 °С, однако это является аварийным режимом, и его регулярное повторение всё-таки приведёт к межвитковому замыканию обмоток.

В насосно-смесительном узле VT.DUAL на этот случай предусмотрен предохранительный термостат, который отключает насос при достижении заданной пользователем температуры (от 30 до 90 °С), но у остальных узлов такого термостата нет.

Для предотвращения работы насоса «вхолостую» и «на закрытую задвижку», а также для удобной увязки работы сервоприводов с остальным оборудованием системы отопления разработан зональный коммуникатор VT.ZC8 (рис. 2).

Рис. 2. Зональный коммуникатор VT.ZC8

К коммуникатору подводятся провода от каждого комнатного термостата, и он передаёт принимаемые сигналы на соответствующий сервопривод или группу сервоприводов. При отсутствии запроса на отопление (все термостатические клапаны коллектора находятся в закрытом положении), коммуникатор отключает циркуляционный насос или теплогенератор (в зависимости от тепломеханической схемы системы).

Коммуникаторы выпускаются двух типов: для сервоприводов с питающим напряжением 24 и 220 В.

Рис. 3. Пример схемы подключения коммуникатора VT.ZC8

Назначение клеммных пар, переключателей и светодиодов в коммуникаторе следующее (рис. 3):
К1 – подача электропитания (220 В или 24 В в зависимости от модификации коммуникатора;
К2–K9 – подключение комнатных термостатов. К одному коммуникатору можно подключить восемь термостатов;
J1–J8 – переключатели передачи сигнала. В положении OFF управляющий сигнал передаётся на клеммную пару управления сервоприводами, расположенную напротив (K2–K13–C1; K3–K14–C2 и т.д.). В положении ON сигнал на клеммную пару управления сервоприводами передаётся от соседнего (расположенного cлева) термостата. Это позволяет одним термостатом управлять сразу несколькими сервоприводами. Например, на рисунке 3 сервоприводами С2, С3 и С4 управляет один термостат Т2 через клеммную пару К3, а сервоприводами С5, С6 и С7 управляет термостат Т3 через клеммную пару К6;
К10 – передаёт питание на соседний коммуникатор при объединении их в группы (рис. 4);
К11 – при объединении нескольких коммуникаторов принимает информацию о состоянии сервоприводов от соседнего коммуникатора для управления циркуляционным насосом;
К12 – управление циркуляционным насосом. При подаче команды закрытия сервоприводов на всех клеммных парах насос отключается;
К13–K20 – подключение сервоприводов термостатических клапанов коллектора;
J9–J16 – переключатели типа сервопривода. В положении OFF подключаются нормально закрытые приводы, в положении ON – нормально открытые;
К21 – передача информации о состоянии сервоприводов на соседний коммуникатор при объединении их в группы (рис. 4);
G1 – переключатель принудительного отключения насоса (ON – насос включён для управления коммуникатором; OFF – насос принудительно выключен);
S1–S8 – индикаторы горят при подаче питания на привод;
S9 – индикатор горит при подаче питания на клеммную пару K1;
S10 – индикатор горит при включённом циркуляционном насосе.

Рис. 4. Схема соединения двух коммуникаторов

Обзор сервоприводов для коллектора водяного теплого пола

Сервопривод – это важная часть напольного отопления. С его помощью можно получить автоматизированную систему, которая будет отличаться эффективностью и экономичностью. Управление ее рабочими параметрами будет осуществлять без дополнительного вмешательства.

Сервоприводы для водяного теплого пола

Описание узла

Схема установки сервоприводов для теплого пола

Сервопривод для теплого водяного пола состоит из пружинного механизма и небольшой емкости с жидкостью. Через нихромовый элемент проходит электрический ток. Именно он нагревает жидкость в сильфоне, которая в результате такого воздействия расширяется и воздействует на шток.

Он выдвигается и давит на термоклапан. Такой механизм называется термоприводом, поскольку работает благодаря расширению жидкости внутри под воздействием высокой температуры.

При подаче напряжения закрытие клапана происходит только через 1-3 минуты. Это время необходимо для подогрева жидкости. Если напряжение отсутствует, механизм остывает, для чего нужно много времени. В результате клапан возвращается в исходное положение. Для этого необходимо от 5 до 15 минут.

Сервопривод коллектора отопления

Также существует сервопривод коллектора теплого водяного пола без жидкости внутри. В таких моделях передвижение штока происходит при нагревании компенсационного элемента. Он представляет собой пластину или пружину. Термоэлемент во время нагрева расширяется и изменяет свое положение.

Rehau теплый пол и сервоприводы

Сервопривод коллектора также оснащен выдвигающимся механизмом, который размещается в верхней части корпуса. Он предназначен для определения посадки привода в термоклапане. Выдвигающийся механизм показывает, включен ли, или нет, прибор. Сервопривод для теплого водяного пола в обязательном порядке оснащается защитой от перегрева. В его корпусе размещается механизм, который позволяет в автоматическом режиме отключить питание.

Разновидности

Существуют следующие типы механизмов для регулировки температуры теплого водяного пола:

нормально открытый. Клапан пребывает в открытом состоянии по умолчанию, если отсутствует напряжение. В данной модели теплоноситель может свободно проходить через клапан;

Нормально открытый сервопривод

Сервопривод Watts 22CX нормально закрытый 220В

Монтаж узла

Сервопривод устанавливается на готовый узел коллектора по следующей схеме:

Схема оборудования для теплого пола

• Монтаж устройства происходит в любом положении, независимо от того, какой он – нормально закрытый, открытый или универсальный. Но до первого включения привод должен находиться в открытом состоянии.
• Проверяют совместимость клапана и сервопривода при помощи шаблона. Его можно найти на коробке от устройства.
• Резьбовой адаптер (входит в комплект) устанавливается на клапан. Правильность установки подтверждается защелкиванием фиксатора.

Для монтажа привода не нужно использовать никаких дополнительных инструментов. Также в резьбовом соединении нет необходимости применять любые уплотнительные материалы. Электрическое подключение привода должно осуществляться по схеме, которая представлена производителем. С ней можно ознакомиться в инструкции к эксплуатации. Для демонтажа сервопривода необходимо надавить на его корпус сбоку и потянуть вверх. В результате устройство отсоединится от адаптера.

Обзор популярных моделей сервоприводов

Сервопривод для отопления

VALTEC

VALTEC – это производитель приборов для устройства водо- и теплоснабжения для дома. Над созданием продукции совместно работает группа из российских и итальянских специалистов. VALTEC выпускают следующие приводы для обеспечения регулировки работы отопительной системы напольного типа:

Комбинированная система отопления VALTEC

• TE3042.A. Относится к группе нормально открытых. Предназначены для управления клапанами климатических систем по командам, которые будет задавать термостат, контроллер или ручной переключатель. Мощность устройства – 2 Вт, сечение проводника – 0,75 кв. мм. Присоединительный размер составляет М30х1,5;
• TE3061.0. Это электротермический прибор нормально закрытый. Предназначен для трехходовых клапанов. Работа устройства возможна благодаря температурному расширению жидкости – толуола. Мощность привода – 2 Вт, сечение проводников – 0,22 кв. мм;
• TE3041A.0. Устройство работает благодаря наличию в корпусе жидкости, которая расширяется под воздействием температуры. Относится к группе нормально открытых. Подключение к клапану происходит через переходник, который входит в комплект. Мощность агрегата – 1,8 Вт, сечение проводников – 0,75 кв. мм.

Watts

Watts – это ведущий мировой производитель отопительной техники разного формата. Отличается высоким качеством, демократичной ценой и эффективностью. Сервоприводы от Watts – это модели с электромагнитным двигателем. Популярные серии:

Технические характеристики электротермического сервопривода WATTS

• 22С. Устанавливается на вентиле обратного трубопровода и регулирует подачу теплоносителя в систему напольного отопления. Мощность составляет 2,5 Вт. В зависимости от модели в серию 22С входят устройства нормально открытые и закрытые. Класс защиты – IP44;
• 22СХ. Относятся к электротермическим приборам для обеспечения эффективной работы водяного теплого пола. Существуют модели нормально закрытые и открытые. Уровень потребляемой мощности в нормальном режиме работы – 1,8 Вт. Рабочая температура жидкости в системе – +110°С;
• 26LC. Электротермические приводы для коллектора. На корпусе размещается светодиодный индикатор, который указывает на его режим работы. Если загорается зеленый – на привод подается напряжение, синий – прибор открыт.

REHAU

Приводы для регулировки работы водяного теплого пола от немецкого производителя. Сочетают в себе инновационные разработки и проверенное годами качество. Самые популярные модели от REHAU:

• UNI на 230, 24 В. Монтаж устройства происходит на вентилях коллекторной группы при помощи специального адаптера. Относится к приборам нормально закрытым. Контроль над работой привода осуществляется через индикатор. Присоединительные кабели сечением 2х0,5 кв. мм;
• привод 230, 24 В. В обесточенном состоянии вентиля находится в закрытом состоянии. Для контроля функционирования устройства на корпусе размещается световой индикатор.

Таблица характеристики сервоприводов Rehau

LUXOR

Итальянская компания LUXOR специализируется на производстве водозапорной арматуры и систем для регулировки температуры отопительной системы для дома. В составе устанавливаемой коллекторной группы будет присутствовать привод SM 1347. Он предназначен для регулирования температуры подаваемого теплоносителя для теплого водяного пола. Основные технические характеристики прибора:

Коллекторная группа системы отопления и теплого пола Luxor

Видео: Теплый пол и нормально открытые сервоприводы

Правила выбора сервопривода для теплого пола

Среди большого количества различного оборудования, которое составляет отопительную систему «теплый пол», есть одно устройство, играющее основную роль в контролировании и управлении всей системой. Это сервопривод для теплого пола, без которого автоматизированное регулирование температуры является просто невозможным.

Общее описание

В основе сервопривода для коллектора теплого водяного пола находится электротермическая реакция изменения температурного режима обогрева теплового носителя в основном трубопроводе и дальнейшее механическое воздействие, которое обеспечивает включение или отключение подачи разогретой жидкости в контуры отопления.

Среди существующих сегодня бытовых регуляторов можно встретить открытые и закрытые сервомоторы. Каждый из видов обладает своим функционалом и особенностью работы.

Для закрытого оборудования характерно открытое состояние во время отсутствия электропитания. Поступающие сигналы активируют механическое устройство, отключая подачу воды. Для оборудования открытого типа принцип работы происходит наоборот. В обычном положении устройство закрыто, лишь после подачи сигнала механизм приводится в работу, открывая подачу жидкости по трубам. О том, какой тип сервопривода коллектора теплого пола выбрать для домашнего применения, нужно судить с учетом возможностей системы отопления и особенностей климата конкретного региона. Как правило, устанавливаются нормально открытые сервоприводы.

Важно: во время поломки оборудования тепловой носитель продолжает циркулировать по трубам, оставляя на некоторое время пол теплым. Такая особенность наиболее актуальна для частных домов, которые находятся в холодных климатических регионах.

Относительно способа питания оборудование разделяют на устройства, питающиеся от постоянного тока с напряжением 24 В, и сервомоторы, которые подключаются к электрической сети переменного тока 220 В. Устройства с питанием в 24 В оборудуются инверторами.

С помощью сервопривода можно автоматизировать систему отопления

Часто домовладельцы устанавливают еще один вид оборудования. В этом случае речь идет об устройствах, которые выставляются в нормальное состояние с учетом технологических особенностей системы отопления. Это универсальные сервомоторы, которые могут изменять свою работу с нормально открытого состояния на нормально закрытое.

Подсоединить к коллекторной группе можно все разновидности этого оборудования. Есть только одно условие: балансировка и настройка работы отопительной системы.

Особенности выбора

Если вы хотите оборудовать систему отопления сервоприводами, то необходимо учитывать основные условия эксплуатации, то есть то, в каком состоянии основное количество времени будет расположен клапан. В случае если пол является единственным способом отопления, горячий теплоноситель регулярно будет поступать по трубам, поэтому желательно выбирать нормально открытый сервопривод. Это тип оборудования будет наилучшим вариантом при условиях продолжительного сезона отопления.

Для районов с теплыми климатическими условиями подходит нормальный закрытый сервопривод. Если вам не угрожает размораживание контура отопления и вы регулярно пользуетесь напольным обогревом, то это устройство вполне справится со своей задачей.

Внимание: сервопривод с плавной настройкой оборудован электронным терморегулятором. Эти устройства точнее могут реагировать на изменения температурного режима потока теплового носителя, плавно устанавливая шток в требуемое состояние. Сервоприводы с плавной регулировкой применяются для теплых полов, где регулярно необходимо производить дозировку количества входящего потока.

Способы подключения теплого пола:

Чаще всего эти приборы в домашних отопительных системах не применяются. Потому во время покупки нужно обращать внимание, необходима ли установка электрического регулятора. Если указано, что это оснащение необходимо, то вы имеете дело с электрическим сервомотором. Нужно отметить, что это оборудование устанавливать для бытового использования нерентабельно и нецелесообразно.

Принцип работы

Главной рабочей частью сервопривода является сильфон. То есть такой же элемент, как и в трехходовом клапане. Маленький цилиндр наполнен веществом, которое реагирует на изменение температуры. С учетом увеличения или снижения температуры меняется объем вещества.

Сильфон тесно контактирует с электрическим обогревательным элементом. Принимая информацию от термостата, обогревательный элемент начинает работать. В сильфоне жидкость нагревается, увеличиваясь в объеме. Так цилиндр надавливает на шток, изменяя его месторасположение, и закрывает путь к потоку теплового носителя.

При постоянном использовании теплого пола сервопривод станет незаменимым помощником

Чтобы клапан заново открылся, весь цикл повторяется, но в обратном порядке. Отсутствие электрического питания начинает приводить к тому, что обогревательный элемент завершает работу. Соответственно, вещество охлаждается, уменьшаясь в объеме. Давление на шток снижается, он приподнимается, воздействуя на клапан, то есть появляется доступ для подачи теплоносителя в контур.

Как правило, жидкость, которая находится в цилиндре, — это толуол, имеющий повышенные термодинамические показатели. Электрическим обогревательным элементом является нихромовая нить.

Познакомившись с особенностью работы прибора, не стоит забывать, что для воздействия клапана требуется некоторое время. Время, требуемое на изменение жидкости, составляет приблизительно 4-5 минут, то есть клапан срабатывает не сразу.

В отличие от разогрева, остывание вещества в цилиндре происходит медленнее. На закрытие клапана нужно приблизительно 20 мин. Во время перегрева любой сервопривод обязан автоматически выключаться. Для этого в конструкции находится устройство аварийного выключения.

Как управлять температурой водного пола:

Установка сервомотора

Перед установкой сервомотора необходимо определиться, с каким видом термостата устройству нужно будет работать. Если термостат контролирует один водный контур, то оба оборудования соединяют проводами непосредственно друг с другом. Если рассматривается мультизональный термостат, то есть устройство, которое обслуживает одновременно несколько контуров, то подключение сервопривода происходит по особенной схеме.

Чтобы подсоединить провода, применяют коммутатор. Главная задача этого оборудования — соединение и подключение приборов разного назначения в общую цепь. Кроме связующей функции, коммутатор также является предохранителем. Когда перекрыты все запорные клапаны контуров, устройство отключает насос.

Коммутатор довольно удобен в ситуациях, если полы подключены к автоматизированному газовому котельному оборудованию.

Внимание: во время работы системы отопления от твердотопливного котла такое свойство коммутатора, как выключение насоса, чревато остановкой работы непосредственно нагревательного оборудования. Перепускной клапан и байпас даст возможность не допустить остановку насоса и работы оборудования на холостом ходу.

Необходимо сказать, что за счет появления современных устройств контроль работы теплого пола сегодня является довольно простым процессом. Конструкция большинства устройств, которые применяются для работы контуров отопления, не отличается сложностью. Это же относится и к сервоприводам. Оборудование удобно в работе, практично и надежно. С помощью сервомоторов можно автоматизировать систему отопления, сделать условия эксплуатации простыми и доступными.

Тестирование термоэлементов различных видов:

Рейтинг популярных моделей

Достойные модели сервомоторов предлагают производители «Керми», Watts, «Валтек» и некоторые иные. Это крупные изготовители инженерных приборов, которые специализируются на технике для отопительной системы. У этих производителей можно подобрать терморегуляторы, контролеры, электропроводку и иные дополнительные приборы, требующиеся для организации теплого пола. Что касается стоимости, то электромеханические сервомоторы оцениваются в сумму до 4 000 рублей.

«Керми», «Watts», «Валтек»- наиболее популярные производители сервоприводов

Производитель Валтек

Валтек — это изготовитель оборудования для обустройства тепло- и водоснабжения. Над созданием приборов одновременно работают итальянские и российские инженеры.

Валтек изготавливает следующие устройства для регулировки системы отопления:

1. TE3 042.A. Оборудование является нормально открытым сервомотором. Используется для регулировки клапанов по командам, задаваемым переключателем, контроллером или термостатом. Мощность оборудования — 2,5 Вт, сечение провода — 0,80 мм².
2. TE3 061.0. Относится к числу электротермических нормально закрытых приборов. Используется для трехходовых клапанов. Функционирование устройства происходит за счет температурного увеличения в объеме толуола. Мощность — 2,5 Вт, сечение провода — 0,23 мм².
3. TE3 041A. Оборудование работает за счет наличия в цилиндре вещества, расширяющегося под действием температуры. Является нормально открытым прибором. Подключение производится за счет переходника, находящегося в комплекте. Мощность оборудования — 1,7 Вт, сечение провода — 0,80 мм².

Оборудование Watts

Ваттс является мировым изготовителем отопительных приборов различного формата. Устройства характеризуются высокой эффективностью, низкой стоимостью и отличным качеством.

Сервомоторы от «Ваттс» — это оборудование с магнитным электродвигателем:

1. 22 С. Монтируется на обратном вентиле отопительной магистрали и контролирует поток теплового носителя в отопительную систему. Мощность — 2,5 Вт. С учетом модели в серии 22 С имеются устройства нормально закрытые и открытые.
2. 22 СХ. Является электротермическим оборудованием для организации работы водного теплого пола. Модели изготавливаются нормально открытые и закрытые. Мощность — 1,9 Вт. Температура теплоносителя — до +120°С.
3. 26 LC. Электротермические коллекторные модели. На корпусе находится диодный индикатор, указывающий режим работы. Зеленый сигнал указывает, что привод под напряжением, синий — устройство открыто.

Обзор комнатных термостатов:

Изделия REHAU

Оборудование для регулирования работы системы отопления от немецкого изготовителя. Приборы объединяют в себе современные разработки и отменное качество.

Наиболее популярные устройства следующие:

1. Привод 230, 24 В. В обесточенном состоянии вентили имеют закрытое положение. Для регулирования работы прибора на корпусе находится индикатор.
2. UNI на 230, 24 В. Установка оборудования производится на вентилях коллектора при помощи специального адаптера. Является нормально закрытым прибором. Контроль работы производится при помощи индикатора.

При выборе сервопривода следует присмотреться к производителю Rehau

Компания LUXOR

Итальянский производитель LUXOR изготавливает водозаборную арматуру и системы контроля температуры отопительной системы. В конструкции устанавливаемого коллектора находится привод SM1347. Он требуется для регулировки температуры теплового носителя.

Основные технические показатели устройства:

• на корпусе находится диодная индикация, указывающая на рабочий режим;
• работа оборудования производится шаговым электродвигателем;
• нагрев теплоносителя — до +110°С;
• установка производится в горизонтальном или вертикальном состоянии;
• провод — 1,5 метра;
• гарантия — 24 месяца.

Вне зависимости от выбранного устройства, установка сервомотора и его эксплуатация обязана производиться с учетом рекомендаций изготовителя, с которыми можно познакомиться в инструкции, находящейся в комплекте с оборудованием. После монтажа привода и других необходимых элементов отопительной системы приступают к ее эксплуатации лишь после тестирования.