Сервоприводы для теплых полов, какие бывают, как выбрать и установить

Сервопривод с выдвижным штоком позволяет управлять клапанами нажимного действия и тем самым автоматизировать работу теплого пола или других элементов системы отопления. Включение и выключение контура с сервоприводом будет осуществляться комнатным термостатом в автоматическом режиме и не зависит от действий человека. Как именно может быть реализована схема и какие сервоприводы обычно применяются…

Принцип работы коллектора теплого пола с сервоприводами

Каждый контур (петля трубопровода) теплого пола оборудуется настроечным клапаном. С помощью него можно задать первоначальные настройки расхода теплоносителя в зависимости от его длины, ведь гидравлические сопротивления у контуров разные. Тем же клапаном можно настроить желаемую температуру, — в санузле +32 град, а в спортзале только +18 град, например…. Чем больше расход через контур, тем больше энергии прибудет.

Второй тип клапанов, используемых на коллекторе теплого пола, — нажимные, которые включают и выключают контура в зависимости от температуры, и управляются сервоприводами.

Как устроен сервопривод

Обычный сервопривод для теплого пола по принципу «включил-выключил» чаще сделан на основе емкости с расширяющейся жидкостью, толуола. При подаче напряжения емкость подогревается спиралью, жидкость расширяется и давит на шток. При отключении объем жидкости уменьшается, происходит возврат в первоначальное положение.

Также возможен вариант конструкции с нагревающейся пластиной, но принцип тот же — при нагреве происходит выдвижение штока. Эти конструкции сервоприводов просты, в них отсутствует электромагнитный движитель и вращение штока, их часто называют также «теплоприводами».

Выдвижение штока будет происходить с задержкой на 1 — 3 минуты, после подачи напряжения как и его возврат после отключения. Но нас интересует, что будет происходить в самой системе при включении и выключении сервопривода, т.е. необходимо рассматривать как ведет себя при этом управляемый клапан…

Два основных вида взаимодействия с клапаном

Система сервопривод-клапан подразделяется на следующие виды.

• Нормально включено.
  При отсутствии напряжения на сервоприводе управляющий клапан открыт — находится в положении «включено». При подаче напряжения клапан закрывается, движение жидкости через него прекращается.
• Нормально выключено.
  При отсутствии напряжения клапан закрыт. При подаче энергии — клапан открывается.

Какой из них выбрать?

Какой сервопривод выбрать для теплого пола

Чтобы выбрать вид системы сервопривода с клапаном для оборудования теплого пола нужно решить, — в каком положении клапан будет находится большее количество времени.

Для большинства регионов (у нас регионы холодные), теплый пол в основном находится в работе, как вспомогательно-отопительная и комфортообразующая система. Т.е. по контурам циркулирует теплоноситель большее количество времени отопительного сезона. Частые выключения из-за превышения температуры воздуха могут происходить лишь в небольших внутренних комнатах, где теплый пол — единственная система обогрева.

Поэтому у нас в основном устанавливаются нормально включенные автоматизированные клапаны.

Нужна ли плавная регулировка положения клапана на подаче контуров теплого пола

Сервоприводы для теплого пола могут быть не только по типу «включил/выключил», но и с плавной регулировкой выдвижения, — с электронным управлением подаваемого напряжения, с изменением от ноля до максимума.

Но подобные более дорогие системы для теплого пола не имеют большого практического смысла, скорее наоборот — на привод всегда будет подаваться напряжение, чтобы поддерживать регулировку.

Обычная же схема работы коллектора теплого пола состоит в следующем: тонкая настройка ручным клапаном (устанавливается на гребенке обратки), и отключение контура сервоприводом на подаче по команде термостата.

Более экономичный вариант — управление расходом в контуре с помощью только одного клапана, который сначала балансируется на расход в открытом положении, затем на него ставится сервопривод с помощью которого контур может вовсе отключаться…

Как подключается сервопривод к термостату

Схема включения сервопривода с термостатом следующая. При достижении заданной температуры воздуха контакты питания сервопривода 220В замыкаются и он включается, после его нагрева происходит закрытие клапана на коллекторе и движение жидкости по контуру приостанавливается. После снижения температуры в комнате контур теплого пола включается вновь.

На практике часто возникает ситуация, когда одним термостатом управляется сразу несколько отопительных петель теплого пола. Например, в большой комнате, или один термостат устанавливается на весь этаж… Тогда сервоприводы просто подключаются параллельно к данной цепи питания…

Что такое электрический сервопривод для отопления

Электрический сервопривод KERMI

Для регулировки низкотемпературных отопительных систем используют электрический сервопривод заслонки отопителя, который позволяет выдавать необходимые заданные заранее параметры. Само по себе устройство, как механизм, действует по следующей схеме – на вход поступает какой-либо энергоноситель (электричество, газ, жидкое топливо, горячая вода) и датчик своими силами подаёт на выход носитель с нужной дозировкой объёма, напряжения, температуры.

Сервоприводы

Подключение электрического сервопривода отопления

Такие устройства являются двухпозиционными исполнительными определёнными механизмами, которые предназначены для слаженной работы термических радиаторных клапанов в автоматизированных системах отопления теплыми полами. Для отладки слаженности устройства применяются многоходовые краны (трёхходовые с байпасом в системе отопления и четырёхходовые с X-образной или роторной заслонкой) с сервоприводом.

Как это работает

Схема подключения 4-х проводного сервопривода

• С комнатного термостата на электрический сервопривод поступает сигнал и начинает греться элемент, заполненный воском. Вещество при повышении температуры начинает расширяться и давить на нажимной шток, который, в свою очередь, упирается в рабочий шток клапана.

Сервопривод в разрезе

1. Гайка M301,5;
2. Пружина;
3. Сильфон;
4. Светодиоды;
5. Вспомогательный контакт;
6. Кабельный разъём.

• Электрические сервоприводы с четырёхжильным проводом, как на фото вверху, имеют открытый контакт для подключения к другим устройствам или передачи дополнительной информации (при открытом сервоприводе контакт замыкается). Если мощность используемого прибора больше, нежели мощность дополнительного контакта сервопривода, то нужно подключать дополнительное реле.
• На корпусе электрического прибора сверху есть два светодиода (отмечены на фотографии схемы вверху), которые можно увидеть только тогда, когда они светятся – зелёный загорается при подаче напряжения на устройство, а синий – при открытом сервоприводе. В тех случаях, когда агрегат обесточен – светодиоды не светятся и, конечно, не видны.

Таблица технических параметров сервопривода

Функционал		Выключатель двухпозиционный
Направление движения штока		Обратно-поступательное
Напряжение (В)		230 переменный ток +-10%15%
		24 переменный ток +-10%15%
Частота (Гц)		50-60
Мощность		220В – 1,8Вт
		24В – 1,6Вт
Вспомогательный контакт на 4-х проводной модели		Нагрузка резистивная – максимал 5А-220В АС
		Нагрузка индуктивная – максимал 700мА220В АС
Защита (степень)		IP54 до EN60529
Класс электрозащиты		II
Загрязнённость (степень)		2
Время срабатывания на 220В	Открытие	1,25 минуты
	Закрытие	3,0 минуты
Время срабатывания на 24В	Открытие	3,0 минуты
	Закрытие	5,0 минуты
Максимальный ход штока сервопривода		3,5 мм
Максимальный ход штока клапана		2,5 мм
Сила закрывания клапана (состояние – отключено)		110H (+-10%)
Температура сберегания		От -25⁰C до +60⁰C
Температура рабочая		От 0⁰C до +50⁰C
Максимальная температура рабочей среды		+110⁰C
Корпусный материал		ABS V0 негорючий
Остальные пластиковые компоненты		PA V0 негорючий
Электрический кабель		2×0,5 мм 2
		4×0,5 мм 2
Подсоединение клапана		Гайка кольцевая М30×1,5

Совет. В таких устройствах возможен дистанционный контроль над системами нагрева и охлаждения, поэтому термостаты и другие регулирующие устройства следует устанавливать в доступных и удобных для вас местах.

Примеры подключения электрических сервоприводов

Схема подключения «тёплого пола» и штокового смесителя

• Для низкотемпературных систем отопления инструкция требует использования автоматических датчиков, которые в состоянии фиксировать температуру теплоносителя, воздуха в комнате или пола. Такие контроллеры подают сигнал или команду на сервопривод, который, в свою очередь устанавливает заслонку трёхходового или четырёхходового смесителя в определённое положение. Сама регулировка происходит за счёт движения конусной заслонки на смесителе, которая перемещается вверх или вниз.

Регулирование температуры в высокотемпературном и низкотемпературном контурах

• Забыть о ручном регулировании режима системы тёплого пола вам поможет термостат, который вы установите в отапливаемом помещении. Каждый такой прибор оснащён сервоприводом, который должен быть смонтирован своими руками на обратном коллекторе тёплого пола, а точнее, на его термостатическом клапане. В схеме, которая предложена выше используется VT.TE3040, это нормально-закрытые импульсивные сервоприводы.
• Такое определение прибора, нормально-закрытое, указывает на то, что при отсутствии подачи электрического тока он находится в закрытом положении, то есть, нормальном. В случае подачи питания цепь возбуждается и положение изменяется на прямо противоположное, то есть, открытое или рабочее. Такие электрические приборы все работают по одному и тому же принципу, и главное их отличие состоит только во внешнем оформлении.

Совет. Одновременное использование двух режимов – высокотемпературного (радиаторного контура) и низкотемпературного (системы тёплого пола) влечёт за собой определённые неудобства и для того чтобы избавится от ручной регулировки – приобретите комнатный термостат. Его цена не идёт ни в какое сравнение с теми выгодами и удобствами, которые вы получите, задействовав сервоприводы.

Заключение

Оцените удобства использования электрических сервоприводов для отопительных контуров, просмотрев видео ролик на этой странице. Безусловно, можно использовать многоходовые краны для регулирования водяного потока вручную, выставляя ручку смесителя в требуемое положение, но такое обслуживание крайне затруднительно. Особенно это касается загородных домов, где живут наездами, и нет возможности постоянного контроля (читайте также о том, как выбрать биметаллические радиаторы отопления и установить).

Сервопривод для отопления – основа «умной» отопительной системы

Устройство отличается компактными размерами

Существующие виды сервоприводов на сегодняшний день

Среди существующих на сегодняшний день регуляторов, получивших распространение в быту, встречаются следующие сервоприводы. Все приборы можно разделить на несколько видов. Каждая разновидность отличается принципом действия и функционалом. По типу конструкции устройства бывают двух видов:

По названиям можно судить о принципе действия. Для закрытых сервоприводов характерным является открытое положение при отсутствии питания. Поступающие сигнал приводит в действие механическую часть, перекрывая доступ воды в систему. Для устройств открытого вида, принцип действия в обратном порядке. В обычном состоянии сервопривод закрыт, только с поступлением сигнала механическая часть приводится в действие, открывая поступление воды в трубопровод. О том, какой вид лучше подходит для бытового использования, судить вам, оценивая возможности собственной системы обогрева и климатические условия за окном. Чаще всего используются у нас в стране нормально открытые сервоприводы.

На заметку: при выходе из строя прибора, теплоноситель в трубопроводе продолжает циркулировать, оставляя пол теплым на определенное время. Такая особенность особенно актуальная для загородных домов, расположенных в холодной климатической зоне.

По способу питания сервомоторы делятся на приборы, питающиеся постоянным поток напряжением 24В и устройства, подключаемые к обычной электросети переменного тока напряжением 220В. Сервоприводы с питанием в 24В оснащаются инверторами.

Нередко потребители используют еще один, достаточно редкий вид устройств. Речь идет о приборах, которые выставляются в нормальное положение в зависимости от технологических требований отопительной системы. Такие сервоприводы называются универсальными и могут менять функциональность с нормально открытого состояния на нормально закрытое состояние, и наоборот.

Подключить к коллектору можно все три вида сервомоторов. Единственное условие, правильная настройка, балансировка и условия эксплуатации отопительной системы.

Критерии выбора вида сервопривода

В данном разделе постараемся ответить на вопрос. На чем основывается выбор приборов того или иного вида.

Если вырешили оснастить свою отопительную систему «теплый водяной пол» сервоприводами, учитывайте параметры эксплуатации вашего отопления. В каком положении большую часть времени должен находиться клапан. В той ситуации, когда для вас теплый пол является основным вариантом обогрева жилых помещений, когда горячий теплоноситель постоянно поступает в трубопровод, делайте ставку на сервомотор нормально открытый. Такой вид является идеальным в условиях длительного отопительного сезона.

На заметку: при перебоях с электрическим снабжением, выход прибора из строя не остановит циркуляцию теплой воды в отопительных водяных контурах. Теплый пол будет продолжаться снабжаться теплоносителем подготовленной водой.

Для регионов с теплым климатом подойдет сервомотор нормальный закрытый. Если вам не страшна размораживание отопительного контура, и вы периодически включаете напольный обогрев, этот прибор будет вполне справляться со своими функциями.

Важно! Сервопривод для теплого пола с плавной настройкой имеют регулятор электронного типа. Такие устройства более точно реагируют на изменения температуры потока теплоносителя, плавно переводя шток в необходимое положение. Сервомоторы с плавной настройкой рассчитаны на теплые полы, в которых часто приходится выполнять дозировку объема поступающего потока.

В большинстве случае подобные устройства в домашних системах отопления с греющими полами не используются. Поэтому при покупке, обратите внимание, требуется или нет к прибору монтаж электронного регулятора. Если в инструкции написано что такое оснащение необходимо, значит, вы имеете дело с электронным сервоприводом. Скажем сразу, такой прибор использовать в домашних условиях нецелесообразно и нерентабельно.

Обязательно прочтите: как сделать водяной пол от газового котла?

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.

Устройство и принцип работы сервомоторов

Основным рабочим элементом сервопривода является сильфон. Т.е. такая же деталь, как и в трехходовом клапане. Небольшой по размерам, герметичный цилиндр с эластичным корпусом заполнен веществом, чутко реагирующим на температуру. В зависимости от того, происходит повышение или понижение температуры, происходит соответственно изменение объема вещества. Рисунок – схема наглядно демонстрирует устройство сервомотора, где основным местом занимает сильфон.
Сильфон находится в тесном контакте с электрическим нагревательным элементом. Получая сигнал с термостата, нагревательный элемент включается от сети и включается в работу. Внутри сильфона вещество подогревается и увеличивается в объеме. Таким образом, увеличившийся в размерах цилиндр начинает давить на шток, меняя его положение и перекрывая путь потоку теплоносителя. Оценивая работу сервопривода можно сделать вывод – прибор не оснащен никакими моторами, в нем нет никаких шестерней и передаточных звеньев. Обычная рабочая связь «тепловая энергия и электричество». Отсюда и распространенное название приборов, термоэлектрические регуляторы.

Для того, что бы клапан снова стал открытым, весь процесс повторяется только в обратном направлении. Отсутствие электропитания приводит к тому, что нагревательный элемент перестает работать. Следовательно, вещество внутри цилиндра остывает, уменьшаясь в объеме. Давление на шток уменьшается, он подымается, действуя на клапан, а, следовательно, открывается доступ горячей воды в систему.

На заметку: вещество, помещенное внутрь цилиндра – толуол, обладающее высокими термодинамическими характеристиками. Электрическим нагревательным элементом выступает нихромовая нить.

Ознакомившись с принципом работы устройства, важно помнить, что для механического действия клапана необходимо определенное время. Несмотря на то, что при поступлении сигнала с термостата, нагревательный элемент начинает нагревать вещество внутри цилиндра. Время, необходимое на изменения физического состояния жидкости, составляет 2-3 минуты, поэтому клапан приводится в действие не сразу.

Для справки: при выборе модели сервопривода обратите внимание на параметры нагревательного элемента и время нагрева жидкости, указанные в паспорте прибора.

В отличие от нагрева, остывание жидкости проходит медленнее. На обратный процесс, т.е. на закрытие клапана потребуется уже не 2-3 минуты, а 10-15 минут. При перегреве каждый сервомотор должен автоматически отключаться. Для этого в конструкции предусмотрен механизм аварийного отключения.

Для примера: используемые в работе коллекторной группы сервоприводы не все оснащаются цилиндрами и баллонами с веществом. Ест модели, в которых эту роль играют термоэлементы, напоминающие собой пружину или пластину, которые под действием все того же нагревательного элемента нагреваются. Расширяясь, эти детали воздействуют опять же, на шток, приводя в конечном итоге в рабочее состояние клапан. Определить в каком положении находится клапан, можно по изменению внешнего вида сервопривода. Выдвигающийся элемент сигнализирует о работе прибора. Если этого не происходит, значит, ваш прибор неправильно подключен или система отопления работает с перебоями.

Для справки: горячий на ощупь сервомотор означает, что в данном случае прибор закрыт и отключен. Если прибор на ощупь прохладный, следовательно, клапан открыт, теплоноситель нормально циркулирует по водяным контурам теплого пола.

Рейтинг популярных моделей

Достойные модели сервомоторов предлагают , 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.

Установка сервопривода. Особенности и нюансы

Перед монтажом сервопривода определитесь, с каким типом термостата прибору придется взаимодействовать. В случаях, когда термостат контролирует работу одного водяного контура, оба прибора напрямую связываются между собой проводами. Когда речь идет об использовании мультизонального термостата, прибора, обслуживающего сразу несколько трубопроводов, подключение сервомоторов осуществляется следующим образом.

Что бы правильно присоединить все провода и клеммы, используются коммутатор теплого пола. В функции этого устройства входит подключение и соединение устройств различного назначения в единую цепь. Помимо распределительной и связующей функции, коммутатор играет еще роль и предохранителя. В ситуациях, когда закрыты все отсекающие клапаны водяных контуров, коммутатор отключает питание циркуляционного насоса.

Коммутатор очень удобен в тех случаях, когда теплые полы работают от автоматизированного автономного газового котла. Рисунок показывает, каким образом подключаются термостаты и сервоприводы к единой системе управления.

Место установки сервопривода, термостатический клапан, устанавливаемый на коллектор.

Важно! При работе системы отопления теплые полы от твердотопливного котла, такая функция коммутатора, как отключение насоса, чревата остановкой самого нагревательного прибора. Установка байпаса и перепускного клапана позволит вам избежать остановки насоса и работы нагревательного прибора в холостую.

Подведение итогов

Применение сервоприводов разрешает достигнуть высокой гибкости регулировки отопительной системы. Наряду с этим цена для того чтобы устройства низка, а простота установки лишь додаёт ему популярности. Такая система отопления разрешит адекватно и быстро реагировать на мельчайшее трансформацию температуры в доме (см.кроме этого статью «Установка отопления: советы по выбору компонентов автономной системы»).

На видео продемонстрирован пример установки сервопривода на коллектор отопления.

Выводы

Следует отметить, что благодаря появлению современных устройств и приспособлений, управление и регулировка теплых полов стала обыденным и простым процессом. Конструкция многих приборов, используемых для работы отопительных контуров, особой сложностью не отличается. Понятен и принцип работы многих узлов и агрегатов. Это можно с уверенностью сказать и о сервоприводах. Приборы в большинстве своем надежны, практичны и удобны в эксплуатации. Благодаря сервомоторам стало возможным полностью автоматизировать систему управления теплыми полами, сделать условия использования отопительного оборудования простым и понятным.

Выбирая вариант попроще, можно обойтись установкой обычных регулирующих кранов. Автоматические регуляторы, термодатчики и сервоприводы, категория устройств, работающих на ваш комфорт и безопасность. Установка дополнительных приборов, таких как коммутатор и перепускной клапан, сделают вашу систему отопления максимально эффективной и безопасной.