Регулирование температуры в помещениях с теплыми полами и радиаторами

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Введение.
Необходимость регулирования теплого пола и радиаторов.
Задачи и способы регулирования в системах отопления.
Качественное регулирование. Погодозависимая автоматика.
Количественное регулирование в системах отопления. Зональная автоматика.
Комбинированное регулирование отопительных приборов.
Выбор способа регулирования для различных систем отопления.
Регулирование температуры в помещениях с теплым полом и радиаторами.
Заключение.

Введение. наверх

Цель этой статьи — дать представление о необходимости такого элемента современной системы отопления как автоматика регулирования. Рассматриваются задачи и способы ручного и автоматического регулирования в системах отопления загородных домов. Разъясняется принцип погодозависимого, зонального (покомнатного) и комбинированного регулирования температуры теплоносителя и производительности отопительных приборов. Даются простые рекомендации по выбору того или иного способа регулирования в зависимости от состава системы отопления дома с точки зрения оптимального соотношения стоимости и качества регулирования. Отдельно рассмотрен вопрос правильного алгоритма регулирования температуры воздуха и поверхности пола в комнатах, где одновременно установлены и радиаторы, и теплый пол.

Если вам необходимы расчеты системы отопления, проектирование, подбор необходимого оборудования и их монтаж, обращайтесь к нам в разделе КОНТАКТЫ. Мы проводим монтаж систем отопления в Минске, Минском районе и области.

Необходимость регулирования теплого пола и радиаторов. наверх

Выполненный при проектировании системы отопления расчет водяного теплого пола и радиаторов для различных помещений дома актуален только для стационарных условий — при неизменных (максимальных) теплопотерях для каждого помещения, при самой низкой температуре на улице. Расчет гарантирует, что дом удастся обогреть и поддержать в его помещениях расчетные температуры воздуха в течение самого холодного периода отопительного сезона при выбранных радиаторах отопления, конфигурациях петель теплого пола, типах финишного покрытия пола, температуре подачи и расходах теплоносителя через отопительные приборы.

Однако, теплопотери помещений зависят от уличной (наружной) температуры. Зависимость эта — линейная — чем теплее на улице, тем пропорционально меньше нужно энергии на поддержание требуемой температуры внутри помещений. Если при -24°С. для отопления дома требуется 100% мощности (для Минской области), то при средней температуре на улице -1°С — всего 50%, а при температуре около +10°С — и вовсе порядка 10%. А теперь вспомним, что у нас не редки перепады температур в в сутки (скажем, около ноля днем и под -10°С. ночью). Эти изменения уличных температур требуют адекватного реагирования со стороны системы отопления для того, чтобы не допустить ненужной траты топлива или выхода температуры воздуха в помещениях за установленные рамки.

В помещениях с большой площадью остекления остро стоит вопрос учета переменных теплопоступлений от солнца (инсоляция) при работе системы отопления.

В помещениях с большой площадью остекления остро стоит вопрос учета переменных теплопоступлений от солнца (инсоляция) при работе системы отопления.

К тому же нужно помнить, что тепловой баланс здания и отдельных его помещений определяется так же и переменными источниками теплопоступлений в самих этих помещениях. Ими являются солнечное излучение (поступающее через окна), источники освещения, работающие электроприборы и сами люди, которые находятся в нем. Так, включенная люстра (светодиодные лампы, 50Вт), телевизор (LED, 50Вт) и два человека, спокойно сидящие на диване (2×50Вт) в помещении могут легко дать дополнительные 200Вт тепловой энергии. И если, скажем, площадь помещения составляет 20м², а максимальные удельные теплопотери в холодную пятидневку для него равны 60Вт/м² (нормально утепленный дом), то эти дополнительные 200Вт в середине отопительного сезона (когда теплопотери равны 30Вт/м²) станут составлять целых 33% тепловых потребностей помещения. Это неизбежно приведет к росту температуры в помещении, если нет никаких механизмов контроля и регулирования теплоотдачи от отопительных приборов (как радиаторов, так и водяного теплого пола).

Задачи и способы регулирования в системах отопления. наверх

Из всего вышесказанного становится понятным, что в любой системе отопления остро стоит вопрос регулирования, которое решает основные задачи:

1. Управление и поддержание внутренней температуры воздуха в помещениях дома.
2. Экономия энергоресурсов на отопление: природный газ и электроэнергия.
3. А в комбинированных системах отопления добавляется еще и задача изменения теплоотдачи от двух различных отопительных подсистем (теплого пола и радиаторов), исходя из критериев оптимального достижения теплового комфорта в помещении. Ведь можно подать 50% от необходимой мощности на радиаторы, а 50% — на теплые полы. А можно: 30% и 70% соответственно. Но как это сделать оптимально? Ниже мы постараемся ответить и на этот вопрос.

Для реализации перечисленных задач доступны два принципиально различных способа регулирования:

• ручное регулирование;
• автоматическое регулирование.

Ручное регулирование — не предполагает использование устройств, позволяющих без вмешательства человека в автоматическом режиме поддерживать в различных помещениях дома заданные температурные режимы. Регулирование производится самим пользователем.

Без сомнения, ручное регулирование является самым нежелательным вариантом реализации любой системы отопления. Под отсутствием автоматического регулирования мы будем также понимать и просто использование отопительного газового котла с возможностью изменения температуры подачи теплоносителя в ручном режиме. Этот функционал есть у всех современных приборов, однако требует достаточно сложного в эксплуатации и капризного элемента — самого человека. И если у вас нет своего личного и ответственного раба, то вы и не сможете реализовать полноценного регулирования. Рано и ли поздно вы устанете изо дня в день крутить ручки настройки котла и вентили ручной регулировки на радиаторах и коллекторах теплого пола, а значит, не получите требуемой точности и экономии. Исходя из этих очевидных причин, ручное регулирование мы далее не рассматриваем.

Автоматическое регулирование — предполагает использование специальных устройств, измеряющих параметры микроклимата в помещениях и иногда на улице (погодозависимая автоматика) и воздействующих на элементы системы отопления для удержания контролируемых параметров в заданных рамках автоматически, без вмешательства человека.

Автоматическое регулирование способно максимально точно поддерживать необходимые температуры в помещениях, экономить энергоресурсы и время самих жильцов. Однако, несмотря на эти достоинства, грамотная реализация автоматического регулирования систем отопления у нас в стране встречается не часто. Основная проблема в вопросе автоматического регулирования систем отопления в частных домах в Беларуси — не отсутствие самих устройств автоматического регулирования или специалистов по ним на рынке, а банальные низкая покупательная способность и, до недавнего времени, очень низкие тарифы на газ и электроэнергию для населения. И если с первой бедой у нас все стабильно, то со второй нам с горячим энтузиазмом помогают справиться наши новые друзья из Газпрома и МВФ. И если несколько лет назад заниматься экономией газа и электричества не имело особого смысла, то сегодня это не лишено смысла, а завтра, судя по всему, будет весьма желательно.

Очевидно, что в современных системах отопления необходимо использовать именно способы автоматического регулирования систем отопления, как дающие максимальный эффект. Виды автоматического регулирования систем отопления мы рассмотрели в статье про теплые полы (статья 2). Напомним их еще раз:

• качественное регулирование;
• количественное регулирование;
• комбинированное регулирование (качественное и количественное).

Тогда, собственно, встает вопрос, какой же из трех вышеназванных способов применить в той или иной ситуации и как это сделать оптимально. Ниже дадим пояснения к каждому из этих способов, обсудим их достоинства и недостатки.

Качественное регулирование. Погодозависимая автоматика. наверх

Обычно реализуется на практике как изменение температуры подачи теплоносителя в отопительный контур в зависимости от температуры на улице — т.н. погодозависимое регулирование.

Температура на улице измеряется специальным уличным датчиком, расположенным на наружной стене дома (обычно северная, северо-восточная или северо-западная). В соответствие с измеренной уличной температурой, электронным контроллером рассчитывается соответствующая температура теплоносителя, который и поступает в отопительные приборы. Будучи рассчитанной правильно, такая температура теплоносителя и должна обеспечить выделение требуемой тепловой мощности от отопительных приборов в данный момент, а значит, и обеспечить поддержание требуемой температуры в помещении при текущей температуре на улице.

Пример изменения температуры подачи теплоносителя в системе отопления теплым полом (красная линия, шкала справа) при изменении температуры на улице (синяя линия, шкала слева) за период в несколько дней.

Различные здания (легкие каркасные, тяжелые каменные, хорошо утепленные и т.п.), различные системы отопления (радиаторное отопление, отопление водяным теплым полом или их комбинация) характеризуются различным видом зависимости температуры подачи теплоносителя от уличной температуры. Ведь если для плохо утепленного здания при -20°С на улице требуется температура подачи в контур высокотемпературных радиаторов порядка 80°С, то для хорошо утепленного здания с низкотемпературными радиаторами достаточной будет температура подачи и в 60°С. А для здания, отапливаемого только водяными теплыми полами и вовсе температура подачи никогда не превысит . Все вышеприведенные примеры отличаются друг от друга таким параметром как наклон отопительной кривой. Наклон отопительной кривой показывает относительное изменение температура подачи при изменении температуры воздуха на улице, например, на 10°К.

Семейство кривых отопления Vaillant. Для кривой нагрева 1,5 при наружной температуре минус 15°С температура подачи будет равна 75°С.

Типичные значения наклона отопительной кривой погодозависимого регулирования лежат в пределах от 0,3 (хорошо утепленное здание с отоплением только водяными теплыми полами) до 2,0 (плохоутепленное здание с высокотемпературными радиаторами). Так, кривая нагрева с коэффициентом 0,5 говорит нам о том, что при уменьшении температуры на улице на 10°С температура в подаче отопительного контура вырастет на 5°С.

Погодозависимое качественное регулирование можно реализовать при помощи автоматики котла, когда в ней встроен такой функционал. При этом котел плавно изменяет температуру подачи нагретого теплоносителя вслед за изменением температуры на улице. Этот теплоноситель можно подавать в отопительный контур, например, радиаторов или теплых полов.

Настенный котел со встроенной погодозависимой автоматикой (1) позволяет просто реализовать регулирование системы отопления на основе водяных теплых полов при подключении к нему датчика уличной температуры (2).

Иногда погодозависимая автоматика способна управлять двумя и более отопительными контурами в погодозависимом режиме. Тогда становится возможным одновременно использовать два независимых контура с погодозависимым управлением в системе отопления дома: контур радиаторов и контур теплых полов. Однако, такой расширенный функционал, как правило, требует установки дополнительного оборудования. Примером такого оборудования может быть контроллер погодозависимого управления Vaillant CalorMatic 630 (VRC 630).

Пример системы отопления на базе настенного газового котла Vaillant и погодозависимого регулятора отопления Vaillant CalorMatic 630 (VRC 630). Осуществляется погодозависимое управление двумя смесительными и одним прямым контуром.

Можно реализовать погодозависимое качественное регулирование температуры в отопительном контуре с использованием дополнительного оборудования — внешнего погодозависимого контроллера и смесительного узла (узлов) с электрическим сервоприводом.

Контроллер с погодозависимым управлением Watts Climatic Control CH, подключенный к трехточечному сервоприводу Esbe ARA 600.

Встречаются так же и весьма удобные совмещенные в одном корпусе контроллер погодозависимого регулирования и мотор-сервопривод для установки на трехходовой (четырехходовой) смесительный клапан, например Africo ARC.

Погодозависимый привод-контроллер Afriso ARC для установки на поворотные 3- и 4-ходовые смесительные клапаны различных производителей.

Использование погодозависимого регулирования в системах отопления можно объяснить следующими причинами:

• Погодозависимое регулирование несомненно дает положительный эффект по сравнению с полным отсутствием автоматического регулирования как в плане поддержания требуемых температур в доме, так и в плане экономии энергоресурсов.
• Это относительно недорогое решение. Зачастую функционал погодозависимого регулирования уже встроен в современных котлах. А отдельно приобретаемые погодозависимый контроллер и сервопривод на смесительный клапан стоят около .
• Простота реализации. Достаточно подключить уличный датчик наружной температуры, сервопривод, закрепить пару датчиков на трубах — и погодозависимое регулирование готово!
• Дает возможность большую часть отопительного сезона использовать преимущества конденсационных котлов даже в традиционных высокотемпературных отопительных системах.
• Кажущаяся простота решения. На первый взгляд кажется, что погодозависимое регулирование решит вопрос точного поддержания необходимых температур в доме простыми средствами. Это, однако, не учитывает множество технических сложностей, о которых мы скажем ниже.

Сложности, которые могут возникнуть при реализации погодозависимого регулирования в системах отопления, обусловлены несколькими важными факторами:

требуется точный расчет теплопотерь в различных помещениях дома, правильный подбор и монтаж соответствующих отопительных приборов и точная настройка расхода теплоносителя в соответствующих помещениях;

отсутствие учета местных теплопоступлений (от оборудования, людей, солнца и т.п.);

не учитывается степень влияния ветра на охлаждение здания и его различных частей;

трудность учета тепловой инерции здания;

сложность изменения настроек температуры в отдельных помещениях жильцами;

требует постоянной, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю циркуляции теплоносителя в отопительных контурах, что может негативно отразится на ресурсе работы оборудования и эксплуатационных затратах на электроэнергию;

кривые нагрева не идентичны для различных помещений одного и того же здания.

Поясним последнее и покажем на графике зависимость температуры подачи в контуры теплого пола различных помещений одного и того же здания от температуры на улице. Это и будут т.н. кривые нагрева для данных помещений. Данные взяты из реального проекта системы отопления частного загородного дома князя Дракулы (шутка).

Кривые нагрева для различных помещений дома с различными расчетными температурами воздуха в них. Видны значительные отличия в наклоне кривых — от 0,3 до 0,6.

Интуитивно ожидалось, что кривые отопления для разных помещений одного и того же здания, будут близки. Однако, на практике это оказалось не совсем так. Все отопительные кривые сходятся только в одной точке. Это расчетная точка максимальных теплопотерь здания и именно в ней и подбираются конфигурации петель теплого пола в различных помещениях при одинаковой температуре подачи теплоносителя. При любой температуре воздуха на улице, отличной от расчетной (-24°С для Минска), каждое помещение дома должно получать разную в процентном отношении долю мощности системы отопления, отсюда и неодинаковые наклоны их отопительных кривых. Это связано в первую очередь с разными расчетными температурами воздуха в них: ведь есть ванные с температурой порядка 24°С, есть жилые комнаты с температурой около 20°С, а есть подсобные помещения, в которых требуется температура . Отсюда и возникают разные кривые нагрева. Так, в нашем примере, наклон отопительных кривых для разных помещений меняется от 0,3 (Санузел 2-го этажа) до 0,6 (Камера пыток 1). Это значительная разница!

Выходом из сложившегося затруднения при настройке погодозависимой автоматики мог бы стать выбор средней для всех помещений отопительной кривой (в нашем примере — 0,45). Однако, это негативно скажется на точности поддержания температур в помещениях с отличной от средней температурой воздуха. И если площадь подобных помещений в доме значительна, то и значительны будут избыточные затраты энергии на их отопление.

Количественное регулирование в системах отопления. Зональная автоматика. наверх

Это изменение количества нагретого теплоносителя, протекающего через отопительные приборы (радиатор или контур теплого пола) в зависимости от температуры в помещении. При приближении температуры воздуха в помещении к требуемой, расход нагретой воды через отопительный прибор снижается, а значит, и уменьшается его тепловая мощность. При достижении температурой воздуха в помещении установленного пользователем значения, циркуляция в отопительных приборах прекращается до тех пор, пока температура воздуха не опустится ниже заданной на величину гистерезиса (обычно порядка 0,5°С). Иногда такой вид регулирования называется зональным или покомнатным регулированием.

В случае использования радиаторного отопления, реализация регулирования будет очень простой — использование на каждом радиаторе термостатических клапанов и установленных на них термостатических головок. Термостатическая головка служит чувствительным элементом и при приближении температуры воздуха в помещении к заданному значению головка плавно перекрывает поток теплоносителя через радиатор. Другим способом реализации количественного регулирования при радиаторном отоплении будет использование электронных термостатов и термоэлектрических сервоприводов для перекрытия радиаторов (аналогично реализации для теплого водяного пола).

Термостатическая головка Danfoss, установленная на панельном стальном радиаторе со встроенным термостатическим клапаном.

Для водяного теплого пола реализация количественного регулирования будет выглядеть следующим образом. В каждой комнате устанавливается электронный термостат с возможностью настройки желаемой температуры воздуха. На коллекторе теплого пола на каждой петле устанавливается исполнительный механизм — термоэлектрический сервопривод. При достижении температурой воздуха в помещении установлено предела, термостат подает сигнал на исполнительный сервопривод и он закрывает проток теплоносителя в петле теплого пола этого помещения до тех пор, пока температура не снизится.

Система покомнатного (зонального) регулирования температуры Uponor Wired. На рисунке показаны: комнатный цифровой термостат (A), термостат для общественных помещений со скрытой регулировкой (В), термостат для жилых комнат с выносным датчиком температуры пола (С), контроллер (D).

В случае комбинированного (одновременно и водяным теплым полом, и радиаторами) отопления в комнатах метод регулирования может быть доработан для оптимального управления двумя отопительными системами, см. раздел Регулирование температуры в помещениях с теплым полом и радиаторами.

Следует немного рассказать о видах реализации количественного регулирования. Оно бывает следующих видов:

Дискретное двухточечное регулирование с гистерезисом.
Традиционно реализуется электромеханическими термостатами, но также может реализовываться и с использованием современных электронных регуляторов. При таком регулировании задается не только температура настройки, но и диапазон отклонений от этой температуры (гистерезис, обычно доли градуса). Это необходимо для того, чтобы не было постоянного многократного переключения регулятора при достижении установленной температуры настройки. Нагрев системы отопления включается, если температура воздуха в помещении опускается ниже температуры настройки минус значение гистерезиса. Нагрев выключается, если температура воздуха в помещении поднимется выше температуры настройки плюс значение гистерезиса.

Пример работы двухточечного (вкл.-выкл.) регулирования в системе отопления с гистерезисом 0,5°К. Температура в помещении постоянно колеблется вокруг температуры настройки (21°С)

Т.о. температура воздуха в комнате постоянно колеблется вокруг точки равновесия — температуры настройки регулятора. Выход значения температуры воздуха в помещении за границы гистерезиса обусловлен инерционностью системы отопления здания и обычно незначителен (см.рис.). Современные электронные регуляторы, благодаря настраиваемому и незначительному гистерезису (0,1..0,5°К), позволяют поддерживать температуру в помещении с комфортной для человека точностью.

Непрерывное ПИ-регулирование (пропорционально-интегральное регулирование).
Это линейный алгоритм управления, который основывается не только на разности между температурой настройки регулятора и измеренной в помещении текущей температурой, но так же и на предыдущих состояниях системы. В добавок, значения сигналы управления от ПИ-регулятора являются непрерывными, а не просто дискретными с двумя значениями . Все это значительно сокращает колебания температуры в помещении, которая в итоге стабилизируется вокруг значения настройки регулятора.

Пример работы непрерывного регулирования температуры в системе отопления с использованием ПИ-регулятора. Температура воздуха в помещении постепенно стабилизируется вблизи значения настройки регулятора благодаря непрерывному отслеживанию состояния системы.

Для правильной работы ПИ-регулятора требуется настройка двух основных параметров регулирования: константы пропорциональности и постоянной (времени) интегрирования. Для разных систем отопления эти значения различны и обычно задаются в преднастройках регуляторов или подбираются опытным путем для того или иного конкретного случая. Например, для систем отопления водяным теплым полом в тяжелой бетонной системе константа пропорциональности и постоянная интегрирования равны 5°К и 240 минут, для системы отопления электроконвекторами — 4°К и 100 минут соответственно.

В зависимости от вида выходного сигнала ПИ-регулятора, ПИ-регулирование может быть двух видов:
Непрерывное ПИ-регулирование. Выходной сигнал показывает, на сколько требуется открыть регулирующий орган в процентном отношении. Например, значение сигнала 50% говорит о том, что регулирующий клапан должен быть наполовину открыт. Конечно, непрерывное ПИ-регулирование подразумевает использование продвинутых исполнительных органов для системы отопления (сервопривода, мотора, термоэлектрического привода и т.п.), которые могут находиться в промежуточных положениях.
ШИМ-регулирование (широтно-импульсная модуляция, PWM — Pulse Width Modulation). Выходной сигнал регулятора при этом принимает только два значения для управления клапанами/устройствами, которые допускают только крайние положения (открыто-закрыто, включено-выключено и т.п.) без возможности промежуточных положений. Открытие регулирующего клапана (например, на 25%) будет эквивалентно его последовательному открытию и закрытию (полностью) в течение определенных промежутков времени.

ШИМ-регулирование в системах отопления. Открытие регулирующего клапана на 25% эквивалентно полному открытию клапана в течение четверти периода с его последующим закрытием до конца периода.

Количественное регулирование мы считаем хорошим вариантом регулирования систем отопления в частном доме, т.к. зональная автоматика гарантировано позволяет решить задачу регулирования с точки зрения точности поддержания температур и экономии энергоресурсов:

• благодаря измерению температуры в конкретных помещениях, удается точно поддерживать заданные температуры воздуха и/или поверхности пола;
• автоматический учет переменных теплопоступлений от оборудования, людей, солнца, открытых окон и т.п.;
• простой и понятный даже ребенку процесс настройки и изменения желаемой температуры в каждом помещении;
• возможность реализации индивидуальных отопительных сценариев в различных комнатах или зонах пребывания по таймеру. Например, становится возможным снижать температуру в ночное время в гостиной и кухне, а в дневное время — в спальных комнатах и т.п. для дополнительной экономии;
• позволяет увеличить срок службы отопительного оборудования и снизить расходы электроэнергии на циркуляцию теплоносителя при использовании электронно-регулируемых насосов или при отключении циркуляции и отопительного котла при нагреве всех помещений;
• когда расчет системы отопления был выполнен не точно (не были полностью учтены теплопотери помещений, качество утепления всего здания, изменился тип напольного покрытия для теплых полов, не точно подобраны радиаторы отопления, невозможно правильно сбалансировать уже смонтированную систему отопления), покомнатное регулирование может быть выходом из сложной ситуации и стать способом достижения теплового комфорта во всех помещениях дома.

Поясним последнее. При отсутствии покомнатного регулирования отопительными приборами требуется правильная балансировка системы отопления так, чтобы каждое помещение получало требуемую порцию тепловой энергии. Зачастую, особенно при неправильном проектировании системы отопления или после внесения изменений в строительный проект (например, уменьшили толщину теплоизоляционного слоя на фасаде здания) балансировка системы отопления становится сложной или даже невозможной. Это значит, что какие-то помещения будут получать меньше тепла и температура в них будет ниже комфортной. При применении покомнатной автоматики регулирования (и даже банальных термостатических головок на радиаторах) ситуация может существенно улучшится. Ведь теперь помещения, которые получают достаточно теплоносителя или даже избыток тепла, нагреваются относительно быстро. Циркуляция теплоносителя в них снизится и создавшийся при этом избыточный напор циркуляционных насосов пойдет на повышение расхода в менее благоприятных помещениях. Что в конечном итоге и приведет к их прогреву до установленной температуры. Во многих случаях при использовании комнатных термостатов и термостатических головок даже и не требуется точная балансировка системы отопления. Это, конечно, не отменяет необходимости в ее проведении и, уж тем более, в тщательном проектировании системы отопления с учетом всех исходных данных перед выбором оборудования и началом монтажа!

Вместе с тем, относительными недостатками чисто количественного регулирования будут:

• Либо необходимость периодической настройки температуры подачи теплоносителя в отопительные контуры согласно погоде.
  Если в начале отопительного сезона осенью будет достаточной температура подачи в контур радиаторов , а в контур теплых полов , то в период максимальных морозов потребуется увеличить эти значения до и соответственно. В принципе, это не представляет особой трудности — раз в месяц подойти к котлу и сделать соответствующие настройки. Это будет даже полезным: при этом заодно можно и нужно проконтролировать работу всего отопительного оборудования: давления в системе отопления, работу циркуляционных насосов, смесительных клапанов и т.п.
• Либо установка заведомо достаточной и максимальной для системы отопления температуры подачи, которой будет хватать на покрытие теплопотерь здания в течение всего отопительного сезона. Т.е потребуется установить раз и навсегда, скажем, температуру подачи для радиаторного контура в 70°С., а для теплых полов — в 45°С.
  Недостатком этого варианта можно считать заведомо высокая и, возможно, некомфортная температура радиаторов отопления в моменты, когда через них идет циркуляция теплоносителя. Следует, однако, заметить, что это никоим образом не должно сказаться на температуре воздуха в этом помещении — она будет стабильно комфортной, ведь за этим следит регулятор (термостатическая головка или термостат). Однако, при высокой температуре подачи может снизиться ресурс полимерных труб и не в полной мере будет использован режим конденсации в конденсационных котлах. Но и с этим негативом можно справиться: следует подбирать отопительные приборы для возможно низких рабочих температур. В Европейских странах стандартом для радиаторного отопления уже давно стал график 65/50°С.

Комбинированное регулирование отопительных приборов. наверх

Комбинация двух вышеперечисленных способов автоматического регулирования: погодозависимого качественного и покомнатного количественного регулирования. Представляет собой изменение расхода теплоносителя через отопительные приборы (радиаторы и/или теплый пол) различных помещений в зависимости от значения температуры воздуха в этих помещениях. При этом температура теплоносителя в отопительных контурах изменяется в соответствие с текущей температурой на улице по отопительной кривой погодозависимой автоматики.

Как понятно из самого принципа, является самым лучшим вариантом автоматического регулирования с точки зрения комфорта, удобства пользования и точности поддержания требуемых показателей микроклимата, т.к. позволяет учесть и нивелировать недостатки двух отдельных способов регулирования.

Вместе с тем, комбинированное регулирование является самым дорогим вариантом, т.к. требует большего количества оборудования. Так же не всегда позволяет снизить эксплуатационные расходы по сравнению с простым количественным (зональным) регулированием.

Пример реализации комбинированной системы регулирования. Погодозависимый контроллер Salus WT100 и зональная автоматика HTR (терморегуляторы в комнатах и сервопривода на коллекторе теплого пола).

Выбор способа регулирования для различных систем отопления. наверх

Чтобы было понятнее для тех, кто только планирует систему отопления в своем загородном доме, мы предлагаем таблицу, в которой рассмотрены наиболее доступные современные и надежные способы регулирования различных систем отопления: только на основе радиаторов (РО), теплого пола (ТП) или их комбинации (РО+ТП). Предложены по два варианта реализации регулирования для каждой системы отопления: базовый и улучшенный.

Только РО	Только ТП	РО+ТП
Базовый вариант	термостат. головки	погодозависимое	термостат. головки (РО) + погодозависимое (ТП)
Улучшенный вариант	погодозависимое + термостат. головки	погодозависимое + комнатная автоматика	погодозависимое (РО, ТП) + термостат. головки (РО) + комнатная автоматика (ТП)

При заполнении таблицы мы руководствовались принципом оптимального соотношения цены и качества итогового решения. Так, в базовом варианте, вы получите недорогое техническое решение при наличии основного функционала — поддержания требуемых температур. В улучшенном варианте, за счет дополнительного оборудования и увеличения стоимости, можно получить максимально удобную и функциональную систему отопления.

Но и в том и другом варианте мы настаиваем на детальном проектировании вашей будущей системы отопления! Только учитывая все моменты, вы получите действительно надежную, экономичную и функциональную систему отопления при разумных финансовых затратах на ее реализацию.

Регулирование температуры в помещениях с теплым полом и радиаторами. наверх

Отдельно стоит остановиться на сложностях, возникающих при регулировании комбинированных систем отопления: когда в помещении одновременно присутствуют и радиаторы отопления, и теплый пол. Нужно сказать, что этот вариант системы отопления является самым дорогим и сложным в техническом плане и следует, по возможности, его избегать. Т.е. стараться применять только отопление радиаторами или только отопление теплым полом. И если учесть то, что в последнее время не многие согласны отказать себе в комфорте, который дает водяной теплый пол, то напрашивается следующая рекомендация — стараться реализовывать отопление дома только посредством водяного теплого пола. И наш опыт работы подтверждает, что при правильном подходе к строительству и проектированию системы отопления, это вполне возможно.

Однако, бывают случаи, когда без дополнительных радиаторов отопления в комнатах не обойтись. Это может быть не совсем хорошее утепление дома, большая площадь остекления, высокие желаемые температуры воздуха в помещениях (некоторым нравится 25°С в жилых комнатах) и напольные покрытия, которые иногда ограничивают тепловыделение от поверхности теплого пола. В таких ситуациях встает вопрос правильной реализации регулирования в комнатах двумя разными отопительными приборами. Сложность заключается в расстановке приоритетов нагрева от того или иного отопительного прибора с точки зрения достижения максимального комфорта для проживающих. Исходя из критериев комфорта, краткий алгоритм работы комбинированной системы отопления должен быть следующим: вначале греем только теплым полом, когда теплого пола не хватает — подключаем радиаторы. Это позволит большую часть отопительного сезона отапливать помещение только теплым полом, иметь максимальный комфорт и снизить эксплуатационные затраты (на расход газа и электричества).

Строгая логика работы комбинированной системы отопления будет такой:

1. Если температура воздуха в помещении ниже желаемого значения, то открывается петля теплого пола. Радиатор при этом закрыт.
2. Теплый пол работает до тех пор, пока температура воздуха в помещении не поднимется до желаемого значения, либо до тех пор, пока температура поверхности пола не достигнет максимума (, в жилых, — в ванных).
3. Если температура поверхности пола достигла максимума, а температура воздуха ниже требуемой, открывается радиатор и греет до тех пор, пока воздух не прогреется до требуемого значения. При этом теплый пол открывается при остывании поверхности пола ниже максимально разрешенного значения и закрывается по достижению этой температуры.

Следует сразу сказать, что без электроники этот алгоритм нереализуем. При попытках его реализации без устройств автоматики, неизбежны сложности. Например, некоторые предлагают поставить на теплый пол регулятор по «обратке», а на радиаторы — термоголовки. Но температура воздуха при этом будет регулироваться только тогда, когда теплого пола будет не хватать, всё остальное время (а это значительная часть отопительного периода) она будет избыточной! Так как же можно реализовать правильный алгоритм регулирования температуры воздуха и поверхности пола, используя доступные, простые, надежные и недорогие средства? Мы предлагаем рассмотреть схему такой реализации на основе комнатных термостатов (в т.ч. электронных), предложеной фирмой Watts Industries на основе их комнатных термостатов Watts WFHT-Basic+ и Watts WFHT-Dual. Итак, мы хотим поддерживать в помещении постоянную температуру воздуха. Пока мощности теплого пола достаточно — радиаторы должны быть отключены. А как только мощности теплого пола становится мало — радиаторы должны подключиться к совместной работе. Перегревать поверхность пола так же нельзя, и автоматика не должна допускать ее нагрева выше, например, 29 градусов.

Схема регулирования комбинированной системы отопления радиаторами и теплым полом.

Для начала, потребуется установка сервоприводов на радиаторы (а лучше — на коллектор радиаторного отопления с микрометрическими клапанами) и на коллектор с теплыми полами. Далее берем два термостата: WFHT-Basic+ (регулировка только по температуре воздуха) и WFHT-Dual (регулировка по температуре воздуха и/или по температуре пола) и монтируем их рядом в помещении, где требуется регулирование температуры. Датчик температуры поверхности пола монтируем в стяжку и подключаем к термостату Dual, который необходимо перевести на управление по температуре поверхности пола. В то время как термостат Basic будет давать сигнал о том, что воздух холоднее, чем надо, WFHT- Dual сообщит о том, что температура поверхности пола ниже или выше допустимой. Простейшая релейная схема:

• отключит и пол, и радиаторы, если температура воздуха в норме;
• включит нагрев пола, если температура его поверхности ниже максимума, и температура воздуха ниже нормы;
• включит нагрев радиаторов, если температура поверхности пола максимальна и температура воздуха ниже нормы. Теплый пол при этом будет отключен до тех пор, пока температура его поверхности не снизится ниже верхнего предела.

Другими словами, регулятор температуры воздуха включает нагрев в комнате, а регулятор температуры поверхности пола работает как переключатель между режимами «только пол» и «пол + радиаторы». Схема эта достаточно проста и, конечно, ее можно собрать и на других электронных регуляторах, в том числе и радио-термостатах.

Заключение. наверх

В этой статье мы рассмотрели различные варианты автоматического регулирования в системах отопления загородных домов. Обсудили достоинства и недостатки погодозависимого, зонального (покомнатного) и комбинированного регулирования температуры теплоносителя и производительности отопительных приборов. Рекомендовали различные способы регулирования в зависимости от состава конкретной системы отопления дома. Рассмотрели алгоритм и схему практической реализации регулирования температуры воздуха и поверхности пола в комнатах, где одновременно работают и теплый пол, и радиаторы.

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.