Как регулировать температуру радиатора: обзор современных термостатических устройств

Спектр способов регулирования температуры теплоносителя в радиаторах довольно широк. Конечно, можно открывать-закрывать форточку или вручную регулировать работу котла, однако зачем доставлять себе столько хлопот? Не лучше ли использовать для этих целей более современные и удобные методы и системы? Среди доступных вариантов следует отметить термостатические головки, а также сервоприводы, которые управляются термодатчиками и широко применяются в системах типа «умный дом».

Чтобы изменить температуру нагрева радиатора, можно использовать:

• Обычный вентиль, установленный на радиатор;
• Термоголовку;
• Двухходовые клапаны с сервоприводом.

Все эти способы основываются на изменении потока теплоносителя, поступающего в радиатор. Для понижения температуры количество теплоносителя уменьшается, а для повышения — увеличивается. Самым бюджетным способом регулирования температуры радиатора можно считать вентиль. Кран или вентиль устанавливают возле радиатора, поток теплоносителя регулируют вручную, т. е. попросту перекрывают кран, а затем снова его открывают.

Использование специальных термоголовок

Термостатическая головка представляет собой устройство, заполненное специальным составом. Устанавливать термоголовки следует одновременно с трехходовым клапаном, без которого регулировать температуру радиатора будет просто невозможно.

Термостатическая головка — современный и не слишком сложный способ автоматического регулирования температуры радиаторов отопления. Эти устройства следует устанавливать на трехходовой клапан

Наполнитель при нагревании быстро расширяется и так же быстро сокращается при остывании. Расширение или сужение этого состава воздействует на шток трехходового клапана, установленного под термоголовкой.

На устройстве имеется регулятор, с помощью которого вручную выставляется температура теплоносителя, необходимая на данный момент. В дальнейшем регулировка отопления производится автоматически. Однако, если температура воздуха в помещении изменится, новые данные на термоголовке придется снова выставлять вручную.

Все термостатические головки можно разделить на два вида: стационарные и выносные. Первые устанавливают с помощью клапана непосредственно на трубу радиатора. Вторые снабжены специальной выносной колбой, которая содержит состав, реагирующий на изменение температуры. Собственно термоголовку монтируют близ радиатора, а колбу можно разместить на некотором расстоянии. Колба соединяется с термоголовкой специальной капиллярной трубкой.

Выносная колба соединяется с термоголовкой относительно короткой капиллярной трубкой. Колбу следует установить в таком месте, чтобы измерение температуры было максимально корректным

Обычно термоголовки с выносной колбой имеют довольно короткую капиллярную трубку, поэтому варианты места размещения колбы будут довольно ограниченными.

Сервопривод+двухходовой клапан

Использование сервоприводов и двухходовых клапанов позволяет регулировать температуру в комнате более эффективно. Чаще всего такое сочетание применяют в системах «умного дома», но общий принцип можно использовать и во вполне обычных жилищах.

Для реализации схемы реализуют следующие действия:

• в доме устанавливается ряд термодатчиков;
• данные термодатчиков передаются на процессор;
• специальная программа обрабатывает данные;
• в соответствии с заданными параметрами производится включение/отключение подачи теплоносителя на радиатор.

Такая система позволяет управлять не только отдельным радиатором, но и целой группой радиаторов, например, частью отопительного контура, предназначенной для конкретного помещения.

Если при использовании термоголовки воздействие на шток клапана происходит с помощью залитого внутрь состава, то в данном случае используют сервопривод, т. е. электродвигатель, работающий на очень низких оборотах. Он позволяет производить открывание/закрывание клапана очень плавно. При резком открывании клапана высока вероятность возникновения опасного для системы гидроудара. В результате могут быть повреждены как отдельные узлы, так и вся отопительная система.

Если устанавливать систему «умного дома» с большим количеством термодатчиков нецелесообразно, можно использовать обычный комнатный термодатчик, сервопривод и двухходовой клапан. Особенно удобно такое решение, если комната обогревается радиатором, который установлен в нише и закрыт специальным декоративным экраном. Регулировать температуру в этом случае с помощью вентиля или термоголовки будет неудобно, поскольку придется каждый раз демонтировать экран.

Если установленный в нише радиатор отопления скрыт экраном, регулировать температуру с помощью термоголовки может быть неудобно. Более эффективной станет система с сервоприводом

Также стоит отметить, что термодатчик или термостатическую головку не следует устанавливать в закрытой экраном нише, поскольку в таком пространстве создается избыточная температура. В результате нельзя будет получить корректные показания измерительных приборов.

Какими бывают сервоприводы?

Сервоприводы широко используются при автоматизации отопительных, водопроводных и канализационных систем. Различают два вида таких устройств:

Первые в неактивном состоянии остаются открытыми и при подаче напряжения на устройство закрываются. Вторые, наоборот, закрыты и открываются при поступлении электропитания. Для систем отопления используют только сервоприводы закрытого типа.

Сервопривод для радиаторов отопления — это электромотор, работающий на низких оборотах. На схеме представлено устройство прибора: 1 — Гайка M301,5; 2 — Пружина; 3 — Сильфон; 4 — Светодиоды; 5 — Вспомогательный контакт; 6 — Кабельный разъём.

И сервоприводы, и термостатические головки имеют накидную гайку с одинаковой резьбой. Поэтому их можно монтировать и с обычными радиаторными клапанами, и с клапанами на два или три хода. Однако клапаны некоторых иностранных производителей, например, Giacomini, имеют другие параметры резьбы.

Как правильно установить термостат с сервоприводом?

Если в помещении имеется только один радиатор, расположенный в закрытой нише, монтаж регулирующих приспособлений выполняется следующим образом:

1. Выбрать место и установить комнатный термостат.
2. На подающий трубопровод радиатора установить двухходовой клапан.
3. Привинтить к клапану сервопривод.
4. Подвести к сервоприводу кабель электропитания.
5. Подвести кабель от сервопривода к термостату.

После этого следует подать питание на термостат, включить отопление и выставить на термостате необходимое значение температуры.

Если в помещении находится несколько радиаторов, то двухходовой вентиль необходимо установить на обратном трубопроводе отопления. Одновременно монтируется часть подающего трубопровода, снабженного вентилями. Удобно будет, если эти участки: подача с вентилями и «обратка» и двухходовым клапаном и сервоприводом — будут помещены в отдельную нишу. Подключение сервопривода к комнатному термостату выполняется так же, как описано выше.

При большом количестве отдельных зон регулирования температуры рекомендуется монтировать часть трубопровода отопления вертикально, чтобы удобнее было устанавливать клапаны под сервоприводы. При этом из отрезка трубы большего диаметра, чем обычная труба, следует изготовить упрощенный аналог распределительного коллектора. В наивысшей точке этого устройства необходимо установить приспособление для автоматического удаления скопившегося воздуха, подключив его через шаровый кран. В остальном будет использована стандартная горизонтальная двухтрубная система подключения отопительного контура с принудительной циркуляцией. Подробная информация об этом представлена на видео:

Пошагово процесс монтажа регулируемой системы отопления этого типа может выглядеть так:

1. Составить проект, указав отдельные зоны регулирования.
2. Установить радиаторы.
3. Вывести к распределительному коллектору подающие трубы и «обратку».
4. Подключить к системе подающие трубопроводы с помощью шаровых кранов.
5. Подключить к системе обратные трубопроводы через двухходовые клапаны.
6. Выбрать и подготовить место для установки комнатного термостата.
7. Подвести необходимые кабели питания к сервоприводам и термостатам.
8. Выполнить чистовую отделку помещения.
9. Установить сервоприводы и термостат.
10. Подключить приборы к электропитанию.

Несколько слов о комнатных термостатах

Чаще всего для автоматического регулирования отопительных систем используют современные электронные термостаты. Существуют модели, которые получают питание от сети 220 В. Для подключения такой модели понадобится два кабеля: один — к источнику электропитания, а второй — к сервоприводу.

Другой тип термостатов снабжен автономным питанием с помощью батарейки. Чтобы такую модель подключить к сервоприводу, нужно разорвать фазу. Ноль разрывать не нужно, он просто передается на сервопривод.

Сервопривод для отопления – база «умной» отопительной

Водяной теплый пол является новым и современным видом отопления. Данная отопительная система устанавливается в различных помещениях как жилого, так и бытового предназначения.
Водяные теплые полы представляют собой довольно сложную отопительную систему, которая состоит не только из нагревательных элементов труб.

В ее состав входит важнейший распределительный орган – коллектор, который в свою очередь также оборудуется рядом важнейших устройств, одним из которых является сервопривод для теплого пола.

Сервопривод электротермический

В отличие от электрических систем, сервоприводы оборудуются механической составляющей, непосредственно выполняющей запорное действие. В конструкциях теплых полов и системах радиаторного отопления устанавливаются электротермические сервоприводы. С их помощьюосуществляется автоматическое управление различными типами термостатических клапанов.

В основе работы электротермических сервоприводов лежит свойство расширения жидкости внутри сильфона, когда по нагревательному элементу начинает протекать электрический ток. Отсюда произошло и название всего регулирующего устройства.

Следовательно, сильфон является основным конструктивным элементом любого сервопривода. Он выполнен в виде герметичного цилиндра небольших размеров. В его эластичном корпусе помещается специальный наполнитель, чувствительный к изменениям температуры. При ее повышении или понижении, соответственно увеличивается или уменьшается объем этого вещества.

На рисунке ниже хорошо просматривается непосредственный контакт сильфона и электрического нагревательного элемента. Когда с термостата поступает сигнал, происходит включение данного элемента от сети и приведение его в рабочее состояние. Одновременно выполняется подогрев наполнителя в сильфоне, что приводит к его расширению.

Изменение объема увеличивает и размеры цилиндра, который оказывает давление на шток, заставляя изменить положение. Таким образом, движение теплоносителя перекрывается, а весь процесс происходит без участия каких-либо механических звеньев – только за счет взаимосвязи электричества и тепловой энергии. На переключение между закрытым и открытым положением затрачивается примерно 3-4 минуты, следовательно, при срабатывании наблюдается определенная задержка.

Подробнее о конструкции

Сервоприводы по конструкции можно разделить на 2 группы устройств – электромеханические и электротермические. В первых используется механическое зацепление для того, чтобы привести в движение какую-то деталь. В электротермических устройствах вместо этого используется свойство жидкости (газа, твердого вещества) изменять объем при нагревании, их и используют в системах отопления.

При выборе конкретной модели нужно знать используемые обозначения, могут встречаться такие варианты как:

• нормально открытый/закрытый;
• напряжение 230 или 24 В.

С напряжением все понятно – 230 В подразумевают питание устройства от сети, а 24 В – от батареек. А вот открытый/закрытый напрямую связаны с режимом работы и сферой применения прибора.

• нормально закрытый тип при замыкании цепи пускает воду по участку трубы, именно такой тип и используется в отоплении;
• нормально открытый – наоборот, при замыкании цепи перекрывает движение вещества по трубе, такие устройства используются в основном в кондиционерах, холодильном оборудовании.

Устройство и принцип действия

Основным элементом этого устройства можно назвать герметичную камеру с гофрированной стенкой. Внутри этой камеры может находиться газ, жидкость, либо твердое вещество – при нагревании оно будет изменять размеры сильфона (герметичной камеры) и регулировать ток вещества по трубе.

Во время работы термостат, расположенный в любой точке помещения сигнализирует сервоприводу о том, что температура превышает оптимальную. Цепь замыкается и через него начинает течь ток.

При этом происходит нагрев сильфона и его удлинение. При удлинении сильфон начинает давить на шток клапана, уменьшая проходное отверстие в трубе.

Основные элементы сервопривода: 1 – гайка; 2 – пружина; 3 – герметичная камера (сильфон); 4 – светодиоды; 5 – дополнительный контакт; 6 – кабель

Конструкция подпружинена, так что после того, как цепь опять разомкнется и сильфон остынет, пружина вернет толкатель в исходное положение, а проходное отверстие увеличится в размерах.

Особенности установки

При самостоятельной установке сервопривода инструкция будет выглядеть следующим образом:

• сперва в комнате устанавливается термостат – он будет фиксировать изменение температуры воздуха;
• затем устанавливается двух- или трехходовой клапан (особенности каждого из видов клапанов рассмотрены ниже);
• непосредственно на клапан устанавливается сервопривод и соединяется с термостатом. На устройство подается питание.

Обратите внимание! В 4-жильных сервоприводах 1 контакт предусмотрен для возможного подключения других устройств.

Если все работы по подключению выполнены правильно, то на головке сервопривода должен загореться светодиод, по его цвету можно судить о положении:

• синий цвет говорит о том, что на данный момент устройство обесточено, то есть оно находится в открытом состоянии;
• зеленый индикатор сообщает о подаче напряжения на устройство, то есть сервопривод закрыт.

На схеме показан вариант, когда клапан открыт, то есть устройство обесточено

Использование двух- и трехходовых клапанов

Сервопривод может использоваться с двух-, трех- и четырехходовыми клапанами. В системах отопления чаще всего используются первые 2 типа клапанов.

Двухходовые клапаны с сервоприводом, как правило, устанавливаются перед радиаторами. Такое устройство имеет только вход и выход, а изменение проходного отверстия позволяет регулировать прохождение теплоносителя через клапан. Установка регулирующего устройства выполняется своими руками.

На фото – пример установки на 3-ходовой клапан

Трехходовые предоставляют гораздо больше возможностей. Установка сервопривода позволяет не только регулировать ток теплоносителя через него, но и при необходимости изолировать отопительные контуры друг от друга.

Принцип работы 3-ходового клапана с сервоприводом

Обратите внимание! Разделение отопительных контуров просто необходимо при использовании обычного радиаторного и низкотемпературного отопления (теплый пол).

На схеме показан подмес воды из обратки в подающую трубу

При терморегулировке сервопривод на 3-ходовом клапане может, например, организовать подмес в подающую трубу воды из обратки. Это дает 100%-ную гарантию, что слишком горячий теплоноситель не попадет в отопительный прибор.

Основные виды сервоприводов

Нормальная работа теплых полов зависит от множества факторов. Сама по себе, это достаточно сложная конструкция, включающая большое количество компонентов, требующих правильной установки. Среди всех устройств, особое место занимают сервоприводы, выпускаемые в нескольких вариантах:

• Механические (рис.1). Отличаются простейшей конструкцией и таким же простым управлением. Они долговечны и стоят сравнительно недорого. Регулировка температурного режима выполняется обычным поворотом колесика в разные стороны. После чего температура увеличивается или уменьшается. Работа механических устройств не требует постоянного контроля, поскольку все дальнейшие действия будут осуществляться автоматически. Минусом такого сервопривода считается невозможность программирования минимального значения температуры, а все настройки выполняются вручную.
• Электронные (рис.2). Данные сервоприводы обладают значительно большим количеством функций. С помощью небольшого дисплея возможно вести наблюдение за работой всей конструкции теплых полов, быстро обнаруживать нерабочие процессы. Конструкция такая же простая, как и в случае с механическим вариантом, только она гораздо удобнее и эффективнее. Все регулировки рабочих процессов осуществляются в автоматическом режиме, то есть присутствие человека вообще не требуется. Единственным заметным недостатком является высокая стоимость.
• Дистанционные (рис.3). Основным достоинством таких приборов является возможность выполнения всех настроек на расстоянии от коллектора, где установлен сервопривод. В схему дистанционных устройств включены два датчика, обеспечивающих точное слежение и контроль над температурными показателями помещения. За счет этого сервопривод имеет возможность действовать примерно в 8-10 различных режимах и контролировать расход электроэнергии. Рекомендуется использовать те приборы, которые поступают в комплекте со всей системой водяных теплых полов.

Использование специальных термоголовок

Термостатическая головка представляет собой устройство, заполненное специальным составом. Устанавливать термоголовки следует одновременно с трехходовым клапаном, без которого регулировать температуру радиатора будет просто невозможно.

Термостатическая головка — современный и не слишком сложный способ автоматического регулирования температуры радиаторов отопления. Эти устройства следует устанавливать на трехходовой клапан

Наполнитель при нагревании быстро расширяется и так же быстро сокращается при остывании. Расширение или сужение этого состава воздействует на шток трехходового клапана, установленного под термоголовкой.

На устройстве имеется регулятор, с помощью которого вручную выставляется температура теплоносителя, необходимая на данный момент. В дальнейшем регулировка отопления производится автоматически. Однако, если температура воздуха в помещении изменится, новые данные на термоголовке придется снова выставлять вручную.

Все термостатические головки можно разделить на два вида: стационарные и выносные. Первые устанавливают с помощью клапана непосредственно на трубу радиатора. Вторые снабжены специальной выносной колбой, которая содержит состав, реагирующий на изменение температуры. Собственно термоголовку монтируют близ радиатора, а колбу можно разместить на некотором расстоянии. Колба соединяется с термоголовкой специальной капиллярной трубкой.

Выносная колба соединяется с термоголовкой относительно короткой капиллярной трубкой. Колбу следует установить в таком месте, чтобы измерение температуры было максимально корректным

Обычно термоголовки с выносной колбой имеют довольно короткую капиллярную трубку, поэтому варианты места размещения колбы будут довольно ограниченными.

Сервопривод для коллектора теплого водяного пола

Стабильное функционирование любой схемы теплых водяных полов зависит от множества внешний и внутренних условий. Одним из них является правильный монтаж и дальнейшее использование всех составляющих, на которые возложена заранее определенная нагрузка.

Важное место в системе занимает сервопривод, устанавливаемый на коллектор и регулирующий потоки теплоносителя. Периодически закрывая и открывая вентили, он поддерживает на нужном уровне заданную температуру.

Выбирая конструкцию сервопривода, нужно заранее установить, какой режим для него будет наиболее продолжительным. При необходимости регулярной циркуляции теплового носителя, рекомендуется воспользоваться нормально открытым типом устройства. Этот вариант лучше всего подходит для районов с холодными климатическими условиями. Даже в результате выхода из строя такого оборудования, тепловой носитель все так же будет поступать в трубы и отдавать тепло до тех пор, пока будет осуществляться нагрев воды. Для нормально закрытых приборов лучше всего подходит теплый климат, когда прекращение подачи тепла не имеет решающего значения.

Среди множества модификаций существуют сервоприводы с плавными настройками. Они дополнительно оснащаются электронными регуляторами, обеспечивающими необходимое значение напряжения. Такое оборудование хорошо зарекомендовало себя при необходимости дозированной подачи теплоносителя. В других случаях его применение может оказаться нецелесообразным.

Сборка системы воедино

Итак, подытожим все, что мы рассказали про монтаж терморегулятора теплого пола. В помещении устанавливается термостат, который работает на замыкание/размыкание сети сервопривода. Термостат работает, основываясь на показаниях датчика температуры, который контролирует степень нагрева воздуха или стяжки. Термостат и сервопривод связаны между собой и оба подключаются в электросеть. Оптимально, когда установлен бесперебойник и каждый элемент регулировки теплого пола подключается к ИПБ через коммутационный узел.

Установка сервомотора

Перед установкой сервомотора необходимо определиться, с каким видом термостата устройству нужно будет работать. Если термостат контролирует один водный контур, то оба оборудования соединяют проводами непосредственно друг с другом. Если рассматривается мультизональный термостат, то есть устройство, которое обслуживает одновременно несколько контуров, то подключение сервопривода происходит по особенной схеме.

Чтобы подсоединить провода, применяют коммутатор. Главная задача этого оборудования — соединение и подключение приборов разного назначения в общую цепь. Кроме связующей функции, коммутатор также является предохранителем. Когда перекрыты все запорные клапаны контуров, устройство отключает насос.

Коммутатор довольно удобен в ситуациях, если полы подключены к автоматизированному газовому котельному оборудованию.

Внимание: во время работы системы отопления от твердотопливного котла такое свойство коммутатора, как выключение насоса, чревато остановкой работы непосредственно нагревательного оборудования. Перепускной клапан и байпас даст возможность не допустить остановку насоса и работы оборудования на холостом ходу.

Необходимо сказать, что за счет появления современных устройств контроль работы теплого пола сегодня является довольно простым процессом. Конструкция большинства устройств, которые применяются для работы контуров отопления, не отличается сложностью. Это же относится и к сервоприводам. Оборудование удобно в работе, практично и надежно. С помощью сервомоторов можно автоматизировать систему отопления, сделать условия эксплуатации простыми и доступными.

Тестирование термоэлементов различных видов:

Термостат

Термостат – это устройство, которое получает данные с датчиков температуры, установленных в помещении и в теплом полу. Установленный на стене помещения, он замеряет температуру воздуха. Датчик пола замеряет температуру системы подогрева. Термостат позволяет устанавливать заданную температуру, при достижении которой он замыкает электрическую цепь и приводит в действие другой элемент системы.

Использовать для автоматизации работы тёплого пола одни лишь термостаты можно в том случае, когда контур пола не питается от одного и того же нагревателя, что и радиаторы. Температура воды для батарей высокая, и при включении и выключении термостата в систему пола будет попадать слишком горячая вода. Термостаты эффективно работают при установке на каждом отдельном радиаторе.