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.

Как осуществляется регулировка температуры водяного теплого пола? В том числе по контурам.

Водяной теплый пол регулировка температуры несколькими способами в том числе раздельно по нескольким контурам. Здесь расскажу, как можно реализовать управление водяным теплым полом в частном доме.

Если с радиаторным отоплением всё более-менее понятно. Управлять температурой на них можно раздельно с помощью термоголовок. То регулировка температуры водяного теплого пола осуществляется гораздо сложнее с точки зрения монтажа. Просто убавив температуру на котле, мы ничего не добьемся. Почему так происходит?

Водяной теплый пол, как происходит регулировка температуры?

Водяной теплый пол является низкотемпературной системой отопления. В нём течёт теплоноситель, температура которого редко превышает 41 °C. Таким образом если мы будем уменьшать температуру на котле до 50 °C, то радиаторы (привожу как пример) на втором этаже уже будут холодными, а на первом этаже, где у нас проложена система теплого пола, будет всё также жарко. Так работает узел подмеса водяного теплого пола. О том, что это такое и как сделать водяной теплый пол здесь.

Всё дело в том, что узел управления водяного теплого пола не связан с автоматикой котла и реализован на трехходовом термостатическом клапане. Он и отвечает за подачу в систему теплоносителя определенной температуры. Если его не будет, то мы сможем ходить по полу только в тапочках с толстой подошвой и чувствовать себя как на сковородке.

Блок управления водяным теплым полом регулирует количество горячего теплоносителя, поступающего из котла, и смешивает его с уже остывшим теплоносителем, который вернулся по системе охлажденным. Таким образом происходить регулировка температуры всех водяных контуров теплого пола. Этот блок управления водяным теплым полом принято называть узлом подмеса. Как понятно из названия он подмешивает в горячую воду холодную и создает оптимальную температуру.

Если у вас уже смонтирована система такого отопления, то чтобы отрегулировать температуру вам необходимо найти тот самый блок управления водяным теплым полом (узел подмеса) и повернуть имеющийся терморегулятор (обычно по часовой стрелке, чтобы уменьшить температуру и против часовой стрелки, чтобы прибавить) (на картинке регулятор зеленого цвета дискретное значение +/- 1 °C).

Важно! Регулировка температуры системы водяного теплого пола происходит постепенно. Прибавили 1 – 2 °C, необходимо ждать не меньше чем 2 часа. Это обусловлено большой инерционностью системы. Быстрого изменения не произойдет. Имейте это ввиду.

Стандартный узел подмеса имеет дискретное значение в регулировке и составляет обычно 1 °C. Т.е. один щелчок 1 °C прибавили или уменьшили — ждём.

Регулировка температуры водяного теплого пола раздельно по комнатам

В случае, когда вы только планируете сделать отопление в доме с водяным теплым полом, можно организовать раздельное управление температурой по комнатам.

Для этого следует спроектировать укладку контуров теплого пола зонировано. Т.е. труба контура водяного пола должна быть проложена только в одной комнате. Если площадь комнаты больше, чем 12 кв. м. следует уложить два или три контура трубы.

При этом смесительный узел будет общим, температура теплоносителя будет также регулироваться на весь коллектор одновременно. Т.е. во всей системе теплого пола температура будет задана узлом подмеса и не будет отличаться.

Как же сделать управление теплым полом водяным с несколькими контурами? Для этого нам необходимо будет приобрести сервоприводы «нормально открытые» (желательно, но не обязательно). По одному на каждый контур, которым мы собираемся управлять.

Установить в каждой комнате термодатчик (терморегулятор). В продаже имеются как проводные, так и беспроводные варианты. Функционал может быть также различным. От простого механического вкл./выкл. До сложного управление температурой по времени дня и ночи. Стоимость будет различаться.

Проводная регулировка температуры по комнатам

Если термодатчики проводные, то необходимо будет проложить трехжильные провода от них к коллектору. В этом случае управление будет идти непосредственно на сервопривод и никакой контроллер дополнительно не требуется.

Беспроводная регулировка температуры ТП

Если термодатчики беспроводные, то никаких коммуникаций больше не потребуется. Такое решение будет актуально если ремонт уже закончен, и вы хотите сделать управление температурой водяного теплого пола в конце ремонта.

В таком случае автоматика будет располагаться в непосредственной близости от блока регулировки температуры и приводить в действие сервоприводы. А с датчиков будет только передаваться сигнал о включении и/или выключении на контроллер автоматики. А контроллер в свою очередь будет подавать или снимать напряжение с привода.

Как работает сервопривод для теплого пола?

Сервопривод — это электромеханическое устройство, которое позволяет открывать и перекрывать линию на обратке теплоносителя отдельного контура.

Как работает сервопривод для теплого пола? Он состоит из электропривода и нажимного штока — этот шток воздействует на клапан, который находится в коллекторе теплого пола и в зависимости от состояния терморегулятора принимает открытое или закрытое положение.

Регулировка расхода по контуру осуществляется со стороны подачи теплоносителя.

Сервопривод накручивается на обратный коллектор. На тот контур, которым следует управлять (т.е. вы должны знать где какой контур на коллекторе куда идет труба от него). У коллекторов для теплого пола (если вы ставили именно такой) резьба для установки сервопривода унифицирована. Т.е. подойдет любой.

Для установки сервопривода необходимо снять штатный колпачок и накрутить сам сервопривод.

После установки сервоприводов на все контуры, необходимо соединить их с управляющим блоком (в случае беспроводной системы). Настроить сигналы с терморегуляторов. Т.е. определить каналы, по которым они будут управлять тем или иным сервоприводом. Или подключить их напрямую к термодатчикам если они проводные. И тогда управление будет осуществляться напрямую подачей или отсутствием питания на сервоприводе.

Сервоприводы могут быть «нормально открытые» или «нормально закрытые». Это значит, когда напряжение отсутствует он позволяет теплоносителю циркулировать (нормально открытый). Или не позволяет (нормально закрытый).

Какой сервопривод ставить на управление температурой водяного теплого пола?

Логичнее выбрать «нормально открытый». При таком варианте на сервопривод в большем %-ном соотношении по времени напряжение подаваться не будет и теплоноситель будет циркулировать (т.е. отопление будет работать). Однако большинство (если не все) терморегуляторы или блоки управления температурой теплого пола позволяют управлять как нормально открытыми, так и нормально закрытыми сервоприводами в зависимости от клемм к которым их подключат.

Водяной теплый пол регулировка температуры

Узел подмеса всегда работает в одном режиме с заданной комфортной температурой теплоносителя (например, 36 °C). В комнатах, где нам важно регулировать отдельно температуру, устанавливаем терморегуляторы. Завязываем это всё с блоком управления или напрямую с сервоприводами (в случае проводной системы). По командам с терморегуляторов происходит закрытие или открытие ветки теплого пола и тем самым происходит регуляция.

Важно размещать терморегуляторы не на солнце и не рядом с источником тепла.

Есть еще один способ убавить температуру в отдельном помещении, для этого следует немного уменьшить расход теплоносителя по контуру задушив ветку с помощью клапана на подаче. Однако этот метод не позволяет сделать это плавно и точно. Если у вас не стоят расходомеры, то делайте отметки и запоминайте на сколько градусов вы повернули клапан. Иначе придётся все балансировать заново, а это не всегда просто.