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…

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.

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