Как настроить программируемый терморегулятор для тёплого пола?

Комфортную температуру в домах в настоящие дни создаёт система «тёплый пол» с водяной или электрической конструкцией нагрева. Её работу контролирует регулировочное устройство в комплексе с одним или несколькими датчиками.

Программируемый терморегулятор для теплого пола

При включении или отключении тепловых матов датчики передают информацию на терморегулятор для теплового пола. Благодаря работе устройства в помещении поддерживается заданная, комфортная для окружающих, температура.

Принцип действия терморегулятора

Терморегуляторы – специальные устройства для настройки теплового режима в помещении в зависимости от погодных условий. Они надёжны, просты в управлении, как правило, служат много лет без поломок и сбоев режимов настройки.

Устройства рассчитаны на пользование ими людьми любого уровня знаний. То есть, управление ими доступно, в том числе, подросткам и пожилым людьми.

Терморегуляторы рассчитаны на установку минимальной температуры для каждого помещения в доме индивидуально. Особенно такое преимущество имеют модели с программированием режима работы устройства в интервале всего дня.

Рабочим инструментом служит выносной термостат системы «тёплый пол» (СТП). Его назначение: при достижении установленной на приборе температуры размыкать или, напротив, замыкать электрическую цепь.

В результате такого действия система прекращает или возобновляет нагрев. Терморегуляторы подразделяются на следующие виды:

Механические конструкции

Термодатчиком служит биметаллическая пластина, замыкающая контакты нагревательных матов. При повышении температуры в комнате пластина выгибается и размыкает электрический контур, в результате чего прекращается подача электрической энергии.

После охлаждения и выпрямления пластина вновь замыкает контакты, возобновляя цикл.

Изменение температуры в комнате осуществляется вращением специального колёсика. Несмотря на примитивную конструкцию, минимальную функциональность, невозможность установки дистанционного управления, механический терморегулятор продолжает использоваться, благодаря своим особенностям:

• простота настроек в процессе эксплуатации;
• невысокая стоимость;
• надёжность конструкции при эксплуатации высоких и низких температур;
• независимость от энергетических помех;
• устройство автоматически включается с подачей электричества после его отключения.

Электронные терморегуляторы

Терморезисторы применяются в качестве датчиков температуры в релейных (электронных) регуляторов температуры. Терморезисторы, при нагревании окружающей среды, изменяют сопротивление электротоку, которое фиксирует микросхема управления, осуществляющая передачу сигнала реле.

Обмотка реле размыкает контакты, разрывая цепь, происходит обесточивание силовой цепи.

Температура окружающей среды снижается на 1 градус, не более, цепь замыкается, возобновляя нагрев системы «тёплого пола».

Существуют модели электронных терморегуляторов, к которым могут быть подключены другие изолированные участки тёплого пола, оснащённых собственными датчиками.

Электронные или релейные термоконструкции, более совершенны в сравнении с механическими аналогами и имеют следующие преимущества:

• датчик, выносной элемент терморегулятора, может устанавливаться в любом удобном месте помещения;
• заданная температура и регистрируемые текущие данные отображаются на дисплее;
• возможность контроля температуры в нескольких зонах «тёплого пола»;
• термодатчик регистрирует температуру и отображает её на дисплее с точностью до нескольких долей градуса;
• существует возможность комплектования выносным блоком управления.

Электронные схемы терморегуляторов во многом зависят от состояния напряжения в электрической сети.

При перепадах напряжения и кратковременном отключении электротока наблюдаются сбои в стабильной работе и настройках микросхемы электронного устройства. При подсчёте стоимости, электрические конструкции по цене намного выше механических аналогов.

Электронные устройства с программным управлением

Программируемые терморегуляторы представляют собой конструкции, сохраняющие данные установленного температурного режима. Такие приборы устанавливают в системах с встроенными элементами электронагрева.

Они обеспечивают автоматический процесс настройки и корректировки температуры в оборудовании, предназначенном для систем охлаждения или обогрева.

Необходимость наличия терморегуляторов заключается в обеспечении приборов, обустроенных элементами изменения показателей температуры, их включением/выключением при достижении определённых температурных параметров.

С помощью терморегулирующих конструкций контролируемая среда будет иметь заданную температуру.

Принцип работы программируемых устройств един, независимо от того в какой прибор они встроены:

• термодатчик, встроенного или выносного вида должен передавать точную информацию в термостат, который регулирует температуру увеличением или снижением мощности, нагревающего устройства;
• от термодатчика зависит эффективность и качество работы «тёплых полов» с любым нагревательным элементом;
• термодатчики размещают в помещении так, чтобы они были удалены от точек, влияющих на изменение температуры, так как искажение показателей датчика внесёт ошибку в работу терморегулятора;
• качественная работа датчиков позволяет регулятору температуры поддерживать комфортные условия окружающей среды помещения;
• благодаря точности передачи показаний на регулирующее устройство напольное покрытие не будет перегрето и испорчено;
• расширенные функции микросхемы программируемого терморегулятора обеспечивают настройку температуры для отдельного помещения индивидуально в зависимости от времени суток или иных требований;
• стабилизируется работа энергосистемы дома, что необходимо для расчёта экономного потребления электричества в москве.

Существуют следующие виды термодатчиков, используемых в системе «тёплого пола». любой из них может быть встроенным в корпус терморегулятора или обустраиваться на некотором удалении:

1. датчик определения температуры окружающего воздуха должен обеспечиваться циркуляцией воздуха данного помещения;
2. инфракрасные элементы, предназначенные для удалённого измерения температуры нагретого напольного покрытия, могут быть встроенными в программируемый терморегулятор или выделен в отдельный блок. Для такого сочетания необходимо соблюднеиеединственного требования: отсутствие преград между датчиком и контролируемой поверхностью. расстояние между ними должно равняться или превышать 30 см;
3. контактные элементы измерения температуры поверхности пола представляют конструкцию, состоящую из провода, соединённого одним концом с терморегулятором. Другой конец с утолщением помещают в гофрированную трубку, расположенную под поверхностью пола;
4. комбинированные датчики измерения температуры поверхности пола.

К контактному терморегулятору может подключаться несколько датчиков, что позволяет обслуживать несколько зон в одном доме или квартире в несколько комнат разного назначения.

Правила настройки терморегулятора

Первичная настройка терморегуляторов любого вида заключается в проверке в целом работоспособности всей системы тёплого пола.

Для этого необходимо включить нагрев, установить необходимые параметры на всех измерительных устройствах и прогреть полностью все помещения дома или квартиры. Для котла установить оптимальный режим нагрева 60 о С.

При частых включениях котла и выходу на старт, следует установить меньшую мощность и снова проверить систему. Подобрать нужную температуру в каждом отдельном помещении придётся в процессе эксплуатации системы тёплого пола.

Способы регулировки температуры теплого водяного пола

Выделив немалое количество средств на создание системы водяного теплого пола (ТП), пользователь порой не получает ожидаемого уровня комфорта или экономии, о которых наперебой твердят сторонники подобного отопления. И если расчет коммуникаций был выполнен верно, а монтаж проведен без ошибок, то, скорее всего, причина неэффективности тепловой установки в её некорректных функциональных настройках. К ним в первую очередь относится регулировка температуры теплого водяного пола. При этом она опирается на понятия температуры теплоносителя в системе и поверхности напольного покрытия, а также температурного режима в помещениях.

Разберем, как на практике связываются воедино эти понятия, при различных способах управления ТП.

Оптимальные температурные параметры

Предпочитаемая температура теплого пола подбирается под индивидуальные запросы. Ведь кому-то нравится бодрящая свежесть в доме, а кто-то желает нежиться в согревающих энергетических потоках. Тем не менее, существуют общепринятые нормы по подготовке теплоносителя, прогреву напольных покрытий и, соответственно, воздуха в помещениях. Они обуславливаются санитарными и технологическими требованиями. Об этих нормах уже упоминалось здесь, однако, напомним кратко:

• оптимальной считается температура поверхности пола 28 0 С;
• если помещение рассчитано на длительное пребывание жильцов или в нем имеются другие источники отопления, то целесообразно снизить температуру до 22-26 0 С – такой энергетический режим является оптимальным с медицинской точки зрения. Кроме того, нагрев покрытий незаметен при телесном контакте с ними, что не вызывает тактильного дискомфорта;
• для помещений, где ТП является единственным источником отопления, а также, где жильцы находятся лишь периодически (ванная, туалет, прихожая, лоджия, крытая веранда), температуру поверхности напольного покрытия допустимо поднять до 32 0 С.

Способы управления температурой теплого пола

Для обеспечения указанных требований санитарных и технологических норм, предпочтений пользователей, настройка теплого пола может осуществляться способами регулировки:

• температуры теплоносителя, поступающего на входе в систему ТП. Основное управление интенсивностью теплового потока осуществляется изменением установок теплогенератора (котла). Оно подходит только при подаче низкотемпературного теплоносителя, когда на компенсацию теплопотерь напольного обогрева работает отдельный котел. Этот метод регулирования является наиболее простым, хотя и низкоэффективным, поэтому в небольших частных системах ТП используется редко;
• коллекторов и смесительных узлов. Подобная регулировка может быть ручной или автоматической, осуществляться индивидуально по каждому контуру или в целом по всей группе нагрева – на общей гребенке, через которую идет снабжение теплоносителем нескольких веток ТП.

Точками отсчета для изменения настроек системы могут стать замеры температуры теплоносителя в подающем или обратном распределителях. Ведь для водяного обогрева, в отличие от электрического, не характерна установка тепловых датчиков в конструкцию пола – их монтируют непосредственно на коллекторах. Чаще всего такие датчики или чувствительные элементы являются частями термостатических клапанов, посредством которых и осуществляется регулировка теплого пола.

Управляющие сигналы на автоматические устройства также могут поступать с воздушных термодатчиков, размещенных в отапливаемых помещениях.

Ручная регулировка коллекторов ТП

Наиболее простой, хотя и затратный по времени способ настройки – это регулировка температуры теплого пола с использованием ручных вентилей. Задача несколько упрощается с установкой на гребенку расходомеров (ротаметров).

Расходомеры упрощают дозировку количества циркулирующего теплоносителя (расхода) в одном отдельно взятом контуре системы теплого пола. В случае группового контроля температуры, по всему коллектору, ротаметр может также использоваться для балансировки поступления теплоносителя (сглаживания разницы в гидравлических сопротивлениях) по петлям различной длинны.

Основные элементы расходомерного клапана, это:

• корпус с запорно-регулирующим клапаном. Он вкручивается в соответствующее техническое отверстие коллектора;
• колба из прозрачного пластика или стекла с нанесенной шкалой;
• поплавок указатель, позволяющий визуально контролировать расход жидкости через ротаметр.

Ручная регулировка коллектора теплого пола осуществляется путем прикручивания/откручивания ручных вентилей или настройкой пропускной способности расходомеров.

Важно! Улучшение эффективности работы системы напольного отопления, в результате её ручной настройки, будет заметно лишь в случае интенсивной циркуляции теплоносителя по ней. Добиться этого возможно только, при использовании отдельного теплонасоса.

Последовательность ручной настройки температуры теплого водяного пола

В начале настроечных операций необходимо убедиться, что трубопроводы системы ТП (вторичного контура) полностью заполнены теплоносителем и не имеют воздушных пробок. Их наполнение осуществляется вслед за основной системой отопления (первичным контуром). В это время вся запорно-регулирующая арматура на коллекторах должна быть закрыта.

После открытия коренных кранов на подачу и обратку распределителей для теплого пола, последовательно открываются запорные устройства на каждой из петель. Стравливание воздуха осуществляется через краны Маевского или автоматические воздухоотводчики гребенок. Заполнение очередной ветки рекомендуется выполнять, только после полного заполнения предшествующей и её гарантированного обезвоздушивания.

Завершив заполнения первой петли необходимо включить теплонасос вторичного контура отопления и прогнать теплоноситель по его системе. Эффективность циркуляции жидкости проверяется встроенными или накладными термометрами. В крайнем случае, можно просто одновременно приложить руки к трубам подачи и обратки – они должны быть теплым, но с небольшой разницей в нагреве.

Заполненную первую петлю, следует отсечь с обоих концов от коллекторов, используя локальную запорно-регулирующую арматуру. Затем, вышеперечисленные действия осуществляются со следующей петлей.

После последовательного заполнения всех контуров ТП, их запорные устройства открываются, а теплонасос включается в рабочий режим. Температура теплого водяного пола настраивается через подачу теплоносителя в каждую его ветку. Она устанавливается изменением расхода жидкости (вентилем либо ротаметром), а контроль осуществляется по изменению градиента температур между подающим и обратным потоком. В конечном итоге, эта разница для различных контуров должна оказаться одинаковой, в пределах 5-15 0 С. Чем длиннее петля, тем интенсивнее будет остывать теплоноситель и тем больший расход его требуется.

Важно! Теплообмен в напольных водяных системах отопления осуществляется с большой инерционностью. Задержка прогрева поверхности покрытия особенно заметна, если трубы уложены в слишком толстую бетонную заливку (свыше 60-70 мм). Иногда эффект от изменения интенсивности подачи теплоносителя становится заметным только через несколько часов.

Для контроля правильности регулировки теплого водяного пола рационально, использовать бесконтактные лазерные или контактные электрические термометры. Их монтаж для замера температуры труб подачи и обратки поможет сократить время получения результата изменения настроек с нескольких часов до 10-15 мин.

Автоматическая регулировка температуры ТП

Автоматическая регулировка теплого пола может осуществляться термомеханическим или электронным способом с применением электромеханических исполнительных устройств, управляющих работой запорной арматуры.

Термомеханическая система управления

Основывается на работе термостатических клапанов или кранов с термоголовками, реагирующих на изменение температуры теплоносителя. Различные модели подобной запорно-регулирующей арматуры сегодня предлагает множество производителей, например, Oventrop. Однако независимо от названия и типа используемого в них термореактивного вещества (жидкости или газа), это термомеханические саморегулирующиеся механизмы, которые наиболее целесообразно устанавливать для контроля температуры одного, отдельно взятого контура.

Принцип действия термоклапанов прост, что делает их весьма надежными и отказоустойчивыми. Медный, латунный или бронзовый сердечник, установленный в корпусе устройства, разогреваясь проходящим потоком теплоносителя, передает температуру термореактивному наполнителю. В свою очередь, увеличивающийся в объеме термореактивный элемент толкает сердечник, который перемещая клапан, постепенно блокирует циркуляцию нагретой жидкости.

Термостатический клапан для теплого пола, помимо установки на распределительной гребенки, может монтироваться в отдельную сборку типа «унибокс». Подобные сборки включают также автоматические воздухоотводчики, которые совместно с термостатами помещаются в компактные коробки (боксы). Использование «унибокса» позволяет для регулировки температуры в отдельно взятой ветке ТП не привязываться к громоздким коллекторным шкафам, что особенно удобно при небольшом количестве контуров.

Кроме того, термомеханические регуляторы тёплого пола могут иметь выносные воздушные чувствительные элементы. Они позволяют настраивать их на управление потоком теплоносителя не по его температуре, а по температуре воздуха в помещениях. Принцип их действия тот же, только термореактивное вещество гораздо чувствительней. Воздушную термоголовку целесообразно устанавливать для одновременного контроля нескольких контуров в одном помещении, где водяной напольный обогрев является единственным источником отопления.

Электронная система управления

В ее состав входят электронные термометры, контроллер и электроприводы (исполнительные устройства, сервоприводы). Механизмы электроприводов могут крепиться к смесительным головкам обычных регулировочных вентилей (клапанов) или являться частью их конструкции. Изменение интенсивности подачи теплоносителя осуществляется в соответствии с заданными пороговыми значениями. Средой измерения для датчиков температуры автоматического регулятора температуры теплого пола может служить как теплоноситель, так и воздух в помещениях.

Важно! Подобная регулирующая аппаратура является достаточно дорогим удовольствием, но при этом она способна обеспечить оптимальные режимы работы напольного обогрева и максимальную экономию энергоресурсов. Кроме того, электронные регуляторы позволяют программировать ТП с привязкой режимов его работы к различным временным периодам, что гарантирует пользователю максимальный тепловой комфорт.

Влияние способа подачи теплоносителя на выбор технологии регулировки

Контроль разогрева водяных теплых полов, оборудованных собственными теплонасосами, происходит в условиях непрерывной подачи теплоносителя с большой скоростью и в больших объемах. Такие системы используют подмес охлажденной жидкости к потоку подачи, чтобы привести его энергетические параметры к заданным. Подмес осуществляется в насосно-смесительных узлах (НСУ), которые понижают температуру теплоносителя из первичного высокотемпературного контура отопления до расчетных. Дальнейшая регулировка температуры теплого пола осуществляется на гребенках и уже была описана выше. НСУ блоки обеспечивают оптимальные условия работы напольного обогрева, а также позволяют устанавливать его на неограниченных площадях.

Тем не менее, при небольшой квадратуре ТП имеется возможность уйти от использования дорогих смесительных узлов. Температура теплоносителя для теплого пола, в этом случае, поддерживается способом ограничения потоков или по RTL схеме. Функциональный принцип действия схемы заключается в порционной подаче теплоносителя в контуры. В каждой ветке активный элемент термостатического клапана, установленный на обратке, разогревшись до установленного температурного максимума, перекрывает поток рабочей жидкости. Тепло, постепенно отдаваемое теплоносителем, рассеивается в бетонной стяжке. После охлаждения системы до минимального температурного порога, клапан открывается, и цикл порционной подачи повторяется.

Простота RTL регулировки нагрева теплого пола делает её особенно привлекательной. Ведь для неё достаточно использования набора термомеханических клапанов, установленных на гребенке, либо компактных сборок типа «унибокс». Однако, выбирая RTL схему, не стоит забывать и о её ограничениях:

• она применима только в теплых полах, выполненных под толстую бетонную стяжку, играющую роль теплового аккумулятора;
• для эффективного функционирования, помимо хорошего теплоотвода, трубопроводы контуров должны обладать минимальным гидравлическим сопротивлением. Это необходимо для быстрого обновления теплоносителя. С учетом отсутствия теплонасоса в системе ТП подобные условия соблюдаются, если длина веток не превышает 50 м при диаметре трубопроводов 16 мм. Если же необходимо несколько увеличить длину прокладки контуров, то рекомендуется использовать трубы Ø 20 мм.

Важно! Использование труб разных диаметров в одной системе (на одном коллекторе) теплого пола с RTL регулированием настоятельно не рекомендуется.