4 способа регулировки температуры теплых водяных полов

Теплый водяной пол в помещении становится все более популярным и желаемым способом отопления. Он может быть как основным, так и дополнительным.

Благодаря ему появилась возможность экономии и воплощения в жизнь заветной мечты о благоустроенности. Когда помещение нагревается обычными радиаторами, то тёплый воздух поднимается к потолку.

А при обогреве снизу мы имеем тёплый пол, а нагретый воздух остаётся в нижней части комнаты. Именно из-за этих свойств такое отопление делает комфортнее жильё, где и малышам, и взрослым людям удобно и приятно находиться. Этот вид обогрева, как система, требует знаний и опыта правильного управления для реализации своих функций.

Понятие

Для гарантии безошибочной, исправной работу системы отопления водяного пола выполняется регулировка температуры. Эти настройки делают систему удобной в пользовании по предназначению, а выполнить их нужно так, чтобы сохранить обязательный тепловой режим. Включает в себя параметры желаемого микроклимата и их поддержание.

Способы регулировать

В зависимости от того, какое оборудование применяется в системе обогрева, управлять температурой собранного тёплого пола возможно несколькими способами. В этой статье мы расскажем вам о четырех:

• ручная регулировка;
• групповое регулирование;
• индивидуальная настройка;
• комплексный режим управления.

Как правильно отрегулировать температуру?

Правильная настройка теплого водяного пола выполняется по таким показателям:

Помещение	Оптимальная t,°C	Допустимая t,°C
Жилая комната	20-28	18-24
Кухня	19-21	18-26
Коридор	18-20	16-22
Ванная	24-26	18-26
Санузел	19-21	18-26

В процессе управления нужно настроить прибор, контролирующий расход воды, он увеличивает и сокращает её подачу в нужное время.

Ручное

При такой регулировке весь процесс проходит вручную, а выводы о температуре основываются на личных ощущениях. Естественно, при таких измерениях весьма допустимы неточные данные. Поэтому технология операции регулировки водяного пола должна проводиться по данному перечню:

1. В эксплуатации водяного пола с подогревом с ламинатным или паркетным покрытием используются термоголовки, которые монтируются на оба трубопровода — подающий и обратный. В ручном режиме производят регулировку: подачу увеличивают или уменьшают.
2. Настраивается температура пола только тогда, когда водой будет заполнена каждая петля, при наполнении нужно следить за отсутствием воздуха.
3. В процессе наполнения водой трубопроводов в первую очередь вода должна быть во всей остальной системе отопления. Это производится открытием кранов, дающих доступ носителю тепла во всю систему, а также вентиля обратного коллектора. Только после этого можно открыть прямую и обратную трубы одной петли и полностью наполнить, проверяя и не допуская попадания воздуха (выпускать его в воздухоотвод).
4. Следующий шаг — запустить насос для движения воды в трубопроводе. Определить нагревание рукой, при тёплых на ощупь трубах закрыть петлю.
5. Точно также проделывается с каждой петлёй.
6. При наполнении всех петель следует повернуть вентили на открытие. Подачу воды каждой петли можно установить, определив рукой температуру.
7. Температура воды в трубах зависит от их длины, поэтому желательно монтировать их одинакового размера.

Групповое

Процесс группового регулирования удобен своей точностью показаний. Основан на выполненном в автоматическом режиме повышении или понижении температуры, а также увеличении или уменьшении подачи носителя тепла (воды). В этом простом виде регулировки используются схемы констант и климат.

Клапан с термоголовкой

В работе, выполняемой по схеме констант, используются клапаны с термоголовками.

В случае необходимости изменить температуру, системой расширяется или сужается капиллярная трубка, регулирующая отверстие клапана. Это продолжается до тех пор, пока настроится необходимый режим.

Регулировка происходит автоматически. В зависимости от того, сколько градусов по Цельсию имеет воздух в помещении, автоматика системы определяет ту температуру, которую нужно получить и командует на закрытие или открытие клапана.

Комплексный и индивидуальный режим управления

Корректировка температуры полов в индивидуальном режиме происходит с помощью датчиков, расположенных в каждой комнате. Индивидуальная регулировка отличается от групповой. В первом случае климат устанавливается отдельно для каждого помещения по желанию, а во втором работает общий температурный режим для всей системы.

Схема подключения

Сборка нагревающегося пола не сложная, по мнению специалистов, работа. Вначале производится укладка отопительных деталей, которые затем заливаются стяжкой (цемент + песок + вода). А покрытие настилается после застывания смеси.

После всех этих монтажных работ можно заняться подключением к источнику электроэнергии водяного обогревателя пола с регулировкой температуры. Это самая серьёзная часть из всего объёма работы, так что к ней нужно отнестись внимательно. В этом разделе мы разберем схему подключения к терморегулятору.

В отличие от монтажа деталей и заливки стяжки, в городских квартирах соединение сооружения с энергетическим носителем сложнее. Причина в том, что такое подключение там допускается только на обратной трубе, потому что в идущей от котла трубе вода очень горячая. В таком случае управлять температурой практически нет возможности, ведь нагревание зависит от температурных значений подачи из котельной.

А в частном доме самостоятельная система отопления функционирует несколько иначе. Схема, называемая коллекторной (по ней распределяется вода в своём доме), выглядит так: от котла через общую трубу вода отдельными трубками направляется в комнаты, после чего назад к котлу в обратный коллектор.

Управление подачей воды к каждой отдельно комнате координируется индивидуальным клапаном. И, реагируя на показания датчика градусов, этот рычаг автоматически закрывается либо открывается. Есть ещё другой вариант управления — ручной, его ориентация — на личные предпочтения. Однако пользоваться им можно лишь в том случае, когда водяной тёплый пол — единственное средство обогрева и котёл не бывает горячее 50 °C. Обязательно нужно установить регулятор водяного пола при наличии других средств доставки тепла.

Клапаны, распределяющие воду как носитель тепла, приводятся в работу командами от термостата (лучше устанавливать его в котельной). Термостаты есть двух видов — контролирующие прогревание воздуха и температуры пола. Датчики обычно находятся внутри корпуса.

Обратную гребенку коллектора нужно соединить с сервоприводом. Далее провести провода от коллектора к термостату. Коробка распределителя соединяется кабелем с распредщитком.

Роль сервопривода в данной системе — пропуск и закрытие теплоносителя, помощь оборудованию не работать вхолостую. Рекомендуется, в связи со сложностью системы водяного обогрева, не монтировать её самостоятельно, а лучше обратиться к профессионалу.

Полезное видео

Простой способ регулировки температуры теплого пола:

Заключение

Тёплый водяной пол — сложная система, и, приняв решение оборудовать им свой дом, нужно к этому отнестись ответственно. Важно самому хорошо разобраться в процессе, а также обратиться к специалистам для установки оборудования.

Регулирование температуры в системах напольного отопления

Конструирование систем комфортного обогрева помещений – достаточно сложная задача. Требования к этим системам возрастают. Сегодня потребители не хотят получать просто абстрактную нормативную температуру воздуха в помещении, а стремятся к тому, чтобы комфортные условия поддерживались вне зависимости от внешних и внутренних факторов. В этом случае не обойтись без использования водяного теплого пола, который перестал быть диковинкой и широко применяется как в коттеджах, так и в многоэтажных домах.

Комфортность нахождения в помещении, обогреваемом с помощью напольного отопления, обеспечивается за счет равномерного распределения тепла по всей поверхности пола и способности системы к саморегулированию. Для понимания сути явления «саморегулирование теплого пола» рассмотрим абстрактную систему напольного отопления и проанализируем, как ведет себя эта система при изменении параметров наружного и внутреннего воздуха (рис. 1а–1г).

Рис. 1а

На улице холодно, солнца нет. Температура поверхности пола составляет 24, воздуха в помещении – 20 °С. Из-за разности этих значений происходит теплообмен между поверхностью пола и внутренним воздухом. Тепловой поток составляет ≈ 45 Вт/м 2 .

Рис. 1б

На улице холодно, появилось солнце. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении поднялась за счет солнечной радиации до 22 °С. Разность температур уменьшилась, и соответственно снизился тепловой поток в помещение: ≈ 21 Вт/м 2 .

Рис. 1в

На улице тепло. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении поднялась за счет солнечной радиации до 24 °С. Разность температур отсутствует. Поэтому теплообмена нет. Тепловой поток равен 0 Вт/м 2 .

Рис. 1г

На улице холодно, солнца нет, открыто окно. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении снизилась до 16 °С за счет увеличения теплопотерь и поступления через окно холодного воздуха. Разность температур между поверхностью пола и внутренним воздухом значительно возросла. Тепловой поток составляет 86 Вт/м 2 .

Однако из-за инерционности системы поверхностного обогрева процесс изменения температуры воздуха в помещении достаточно продолжителен. Повысить оперативность реакции водяного теплого пола можно с помощью грамотного применения средств автоматики и управления.

При использовании напольного отопления в качестве основной системы обогрева вопрос регулирования решается установкой теплогенератора с погодозависимой автоматикой в связке с комнатными термостатами и сервоприводами на каждой петле. Однако в климатических условиях России теплый пол не всегда способен обеспечить компенсацию теплопотерь помещениями. Поэтому в большинстве случаев система отопления проектируется комбинированной, например, водяной теплый пол дополняется радиаторами. При таком подходе система отопления условно делится на два температурных контура: первичный (высокотемпературный, радиаторный) и вторичный (низкотемпературный, теплый пол). Это требует более сложной системы управления отоплением, но в результате получается гибкая, оперативная и надежная схема.

Примером технического совмещения контура радиаторного отопления и водяного теплого пола может служить схема с использованием насосно-смесительного узла VALTEC COMBI (COMBIMIX).

Работа комбинированной системы отопления основана на базе готового смесительного узла COMBI (рис. 2, каталожный артикул VT.COMBI) в сочетании с коллекторными блоками VT.594 и VT.596.

Рис. 2. Внешний вид и схема работы узла VALTEC COMBI (COMBIMIX)

№	Наименование
1	Термоголовка жидкостная с выносным датчиком погружного типа, установленная на термостатическом клапане
1а	Капиллярная трубка термоголовки
1b	Гильза с установленным датчиком температуры термоголовки
1с	Гильза под датчик температуры
2	Балансировочный клапан вторичного контура
3	Автоматический поплавковый воздухоотводчик
4	Перепускной клапан для предотвращения работы насоса в тупиковую сеть
5	Термометр
6	Шаровой клапан для отключения циркуляционного насоса
7	Перепускной байпас для поддержания циркуляции во вторичном контуре
8	Дренажный клапан
9	Циркуляционный насос (в комплект не входит)
10	Обратный трубопровод вторичного контура для возврата излишнего теплоносителя в первичный контур
11	Запорно-балансировочный клапан вторичного контура
Т1	Присоединение подающего трубопровода первичного (высокотемпературного или радиаторного) контура
Т2	Присоединение обратного трубопровода первичного (высокотемпературного или радиаторного) контура
Т11	Присоединение подающего трубопровода или коллектора вторичного (низкотемпературного или теплого пола) контура
Т21	Присоединение обратного трубопровода или коллектора вторичного (низкотемпературного или теплого пола) контура

Узел предназначен для поддержания заданной температуры и расхода теплоносителя во вторичном контуре системы отопления, гидравлическую увязку первичного и вторичного контуров. Он оснащен всей необходимой запорно-регулировочной арматурой и сервисными элементами и обеспечивает стабильную работу вторичного контура и предохраняет насос от работы «на закрытую задвижку», что увеличивает срок его безаварийной службы.

Ключевым для данного узла является реализация управления смесительным клапаном теплого пола. Вариантов можно предложить несколько.

Вариант 1. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термостатической головкой), рис. 3.

Рис. 3. Управление смесительным узлом с помощью
термостатического клапана с чувствительным элементом

Приведенная на рис. 3 схема является наиболее простой в реализации и соответственно самой дешевой. Она содержит:

• коллекторный блок VT.594, обслуживающий высокотемпературный контур (радиаторный или конвекторный);
• насосно-смесительный узел VT.COMBI, обеспечивающий поддержания расчетной температуры и циркуляции теплоносителя в низкотемпературном контуре – теплого пола;
• коллекторный блок VT.596 оборудованный ручными регулировочными расходомерами для балансировки контуров теплого пола.

Температура теплоносителя в подающем коллекторе теплого пола поддерживается термостатической головкой (диапазон настройки 20–60 °С), которая выставляется на расчетное значение заложенное проектом системы, соответствующее максимально отрицательной температуре наружного воздуха в отопительный период. В таком случае во всех помещениях будет поддерживаться постоянно максимально-расчетная температура.

Аварийное ограничение превышения температуры во вторичном контуре обеспечивается термостатом с выносным датчиком VT.AC616 I (рис. 4). Этот термостат включается в цепь питания циркуляционного насоса и отключает его при превышении настроечного значения температуры теплоносителя.

Рис. 4. Термостат с выносным
датчиком AC 616 I

Однако температура наружного воздуха претерпевает постоянные изменения, что влияет на тепловой режим помещений. Для того чтобы соответствующим образом изменить температуру в каком-либо отдельном помещении, потребителю необходимо с помощью ручного регулировочного клапана, установленного на обратном коллекторе теплого пола, откорректировать количество проходящего теплоносителя. При такой схеме получается, что при каждом существенном изменении внешней температуры потребитель вынужден «бегать» к узлу для корректировки настроек. Получается, что отопление есть, а комфорта нет.

Вариант 2. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термостатической головкой) и сервоприводы на петлях, работающие по команде комнатных термостатов (рис. 5).

Избавиться от ручного регулирования работы контуров теплого пола можно с помощью комнатных термостатов, расположенных в отапливаемых помещениях. Каждый термостат управляет электротермическим сервоприводом, установленным на соответствующем термостатическом клапане обратного коллектора теплого пола.

Рис. 5. Управление теплым полом с помощью термостатического
клапана с чувствительным элементом и комнатных термостатов

Рис. 6. Импульсные сервоприводы VT.TE3040 (слева) и VT.TE3042 (справа)

В предложенной схеме используются импульсные нормально закрытые сервоприводы VT.TE3040 или VT.TE3042 (рис. 6). Нормально закрытый привод – это привод, который находится в закрытом положении при отсутствии электропитания, а при подаче напряжения переходит в положение «Открыто». Отличие приводов заключается только в дизайне, при одинаковых эксплуатационных характеристиках.

В качестве комнатных термостатов могут использоваться следующие приборы:

Рис. 7. Комнатный термостат VT.AC601

1) Термостат VT.AC601 (рис. 7), работающий от встроенного датчика температуры окружающего воздуха. При снижении температуры воздуха в помещении термостат подает питание на привод, который открывает клапан.

Рис. 8. Комнатный термостат VT.AC602

2) Термостат VT.AC602 (рис. 8), оснащенный выносным датчиком температуры пола и выключателем, полностью прекращающим работу термостата. Этот прибор может работать в трех режимах: а) по датчику температуры воздуха (диапазон настройки 5–40 °С); б) по датчику температуры пола; в) по двум датчикам одновременно. В качестве основного датчика выступает датчик температуры воздуха, а датчик температуры пола работает в качестве ограничителя с заводской настройкой 30 °С. Термостат имеет также возможность подключения через внешний таймер, который управляет включением и отключением термостата по заданной временной программе.

Рис. 9. Комнатный хронотермостат VT.AC 709

3) Хронотермостат VT.AC709 (рис. 9) работает по алгоритму, аналогичному алгоритму работы термостата VT.AC602. В отличие от двух предыдущих термостатов, он обладает функцией недельного программирования, что позволяет пользователю задавать различные температурные режимы в определенное время суток и в определенные дни недели.

Рассматриваемые в статье комнатные термостаты VT.AC601, 602, 709 работают только от сети 220 В и управляют в системах отопления только нормально закрытыми сервоприводами.

Автоматизация с помощью комнатных термостатов и электротермических сервоприводов избавляет потребителя от ручного управления системой, но весь контур теплого пола по-прежнему будет работать на полную тепловую мощность, с постоянной температурой теплоносителя, независящей от колебаний температуры наружного воздуха.

Вариант 3. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термический сервопривод с аналоговым управлением), сервоприводы на петлях, работающие по команде комнатных термостатов и контроллер с функцией погодной компенсации, управляющий сервоприводом термостатического клапана смесительного узла (рис. 10).

Рис. 10. Управление теплым полом с помощью комнатных термостатов и погодозависимой автоматики.

Адаптация теплопроизводительности системы напольного отопления к наружной температуре воздуха возможна при использовании погодозависимой автоматики, такой, например, как контроллер VALTEC VT.K200 (рис. 11). Контроллер позволит обеспечить не только энергоэффективную работу напольного отопления, но и продлить рабочий ресурс системы в целом.

Рис. 11. Контроллер VT.К200

Контроллер VALTEC VT.K200 позволяет по заданному графику корректировать температуру теплоносителя в соответствии с температурой наружного воздуха. Температура теплоносителя в подающем коллекторе теплого пола регулируется с помощью аналогового сервопривода VT.TE3061, посредством управляющего сигнала от контроллера. Управляющий сигнал контроллера рассчитывается по пропорционально-интегрально- дифференциальному (ПИД) закону регулирования.

Величина управляющего сигнала определяется по формуле:

Пропорциональная составляющая (Р) прямо пропорциональна «невязке», которая определяется выражением:

где Т_ус – температура уставки; Т – текущее значение температуры.

При пропорциональном регулировании фактическое отклонение температуры вызывает пропорциональное изменение управляющего сигнала.

Однако при таком регулировании значение температуры никогда не стабилизируется на уставке, и процесс превращается в колебательный с постоянными перегревами и охлаждениями. Величина этих отклонений от уставки называется статической ошибкой. Для устранения данной ошибки контроллером учитывается интегральная составляющая (I), которая равна интегралу «невязок». Она позволяет контроллеру учитывать эту статическую ошибку.

Если система работает в стабильном режиме, то через некоторое время температура теплоносителя устанавливается на заданном значении. Однако время, за которое система достигает заданного уровня температуры, достаточно велико. Для сокращения времени выхода на уставку используется дифференциальная составляющая. Она пропорциональна темпу (скорости) изменения отклонения температуры от уставки.

ПИД-регулирование дает возможность контроллеру оперативно устанавливать в системе требуемый уровень температуры теплоносителя при малейших колебаниях температуры наружного воздуха.

Коэффициенты K_p, K_i и K_d определяются в процессе автонастройки, предусмотренной в приборе, но также могут быть заданы или скорректированы вручную в ходе эксплуатации.

Необходимая температура теплоносителя определяется контроллером по пользовательскому температурному графику. Данный график устанавливается на стадии наладки системы отопления и определяется заданными пользователем точками (от 2 до 10).

Крайняя левая точка графика (рис. 12, точка А или С) задает максимальную температуру теплоносителя в системе теплого пола, которой соответствует расчетная отрицательная температура наружного воздуха.

Максимальная температура теплоносителя теплого пола определяется проектом системы отопления.

Рис. 12. График регулирования

Крайняя правая точка (рис. 12, точка В или D) определяется по личностным теплоощущениям конкретного потребителя и далее корректируется на основании опыта эксплуатации.

На графике (рис. 12) приведен пример для двух разных температурных режимов, приведенных в таблице.

Температура,°С	Точки температурного графика
	Режим 1		Режим 2
	A	B	C	D
Наружного воздуха	-26	10	-32	6
Теплоносителя	40	20	35	18

Рис. 13. Подключение насоса

Встроенная функция ограничения температуры в контуре теплого пола позволяет отказаться от использования внешнего предохранительного термостата. В этом случае питание насоса подается через контроллер (рис. 13).

Контроллер обладает функцией адаптивности, которая позволяет в процессе эксплуатации вырабатывать наиболее эффективный алгоритм работы, соответствующий конкретной системе, объекту и динамике изменения теплового режима.

Настройка контроллера проста и занимает у пользователя не более 10–15 минут.

Благодаря наличию встроенного цифрового интерфейса RS-485 контроллер может быть внедрен в сеть диспетчеризации и контроля данных.

Подробные пошаговые инструкции по настройкам смесительного узла VALTEC COMBI (COMBIMIX) и термостатов вы найдете на нашем сайте.