Способы регулировки температуры теплого водяного пола

Выделив немалое количество средств на создание системы водяного теплого пола (ТП), пользователь порой не получает ожидаемого уровня комфорта или экономии, о которых наперебой твердят сторонники подобного отопления. И если расчет коммуникаций был выполнен верно, а монтаж проведен без ошибок, то, скорее всего, причина неэффективности тепловой установки в её некорректных функциональных настройках. К ним в первую очередь относится регулировка температуры теплого водяного пола. При этом она опирается на понятия температуры теплоносителя в системе и поверхности напольного покрытия, а также температурного режима в помещениях.

Разберем, как на практике связываются воедино эти понятия, при различных способах управления ТП.

Оптимальные температурные параметры

Предпочитаемая температура теплого пола подбирается под индивидуальные запросы. Ведь кому-то нравится бодрящая свежесть в доме, а кто-то желает нежиться в согревающих энергетических потоках. Тем не менее, существуют общепринятые нормы по подготовке теплоносителя, прогреву напольных покрытий и, соответственно, воздуха в помещениях. Они обуславливаются санитарными и технологическими требованиями. Об этих нормах уже упоминалось здесь, однако, напомним кратко:

• оптимальной считается температура поверхности пола 28 0 С;
• если помещение рассчитано на длительное пребывание жильцов или в нем имеются другие источники отопления, то целесообразно снизить температуру до 22-26 0 С – такой энергетический режим является оптимальным с медицинской точки зрения. Кроме того, нагрев покрытий незаметен при телесном контакте с ними, что не вызывает тактильного дискомфорта;
• для помещений, где ТП является единственным источником отопления, а также, где жильцы находятся лишь периодически (ванная, туалет, прихожая, лоджия, крытая веранда), температуру поверхности напольного покрытия допустимо поднять до 32 0 С.

Способы управления температурой теплого пола

Для обеспечения указанных требований санитарных и технологических норм, предпочтений пользователей, настройка теплого пола может осуществляться способами регулировки:

• температуры теплоносителя, поступающего на входе в систему ТП. Основное управление интенсивностью теплового потока осуществляется изменением установок теплогенератора (котла). Оно подходит только при подаче низкотемпературного теплоносителя, когда на компенсацию теплопотерь напольного обогрева работает отдельный котел. Этот метод регулирования является наиболее простым, хотя и низкоэффективным, поэтому в небольших частных системах ТП используется редко;
• коллекторов и смесительных узлов. Подобная регулировка может быть ручной или автоматической, осуществляться индивидуально по каждому контуру или в целом по всей группе нагрева – на общей гребенке, через которую идет снабжение теплоносителем нескольких веток ТП.

Точками отсчета для изменения настроек системы могут стать замеры температуры теплоносителя в подающем или обратном распределителях. Ведь для водяного обогрева, в отличие от электрического, не характерна установка тепловых датчиков в конструкцию пола – их монтируют непосредственно на коллекторах. Чаще всего такие датчики или чувствительные элементы являются частями термостатических клапанов, посредством которых и осуществляется регулировка теплого пола.

Управляющие сигналы на автоматические устройства также могут поступать с воздушных термодатчиков, размещенных в отапливаемых помещениях.

Ручная регулировка коллекторов ТП

Наиболее простой, хотя и затратный по времени способ настройки – это регулировка температуры теплого пола с использованием ручных вентилей. Задача несколько упрощается с установкой на гребенку расходомеров (ротаметров).

Расходомеры упрощают дозировку количества циркулирующего теплоносителя (расхода) в одном отдельно взятом контуре системы теплого пола. В случае группового контроля температуры, по всему коллектору, ротаметр может также использоваться для балансировки поступления теплоносителя (сглаживания разницы в гидравлических сопротивлениях) по петлям различной длинны.

Основные элементы расходомерного клапана, это:

• корпус с запорно-регулирующим клапаном. Он вкручивается в соответствующее техническое отверстие коллектора;
• колба из прозрачного пластика или стекла с нанесенной шкалой;
• поплавок указатель, позволяющий визуально контролировать расход жидкости через ротаметр.

Ручная регулировка коллектора теплого пола осуществляется путем прикручивания/откручивания ручных вентилей или настройкой пропускной способности расходомеров.

Важно! Улучшение эффективности работы системы напольного отопления, в результате её ручной настройки, будет заметно лишь в случае интенсивной циркуляции теплоносителя по ней. Добиться этого возможно только, при использовании отдельного теплонасоса.

Последовательность ручной настройки температуры теплого водяного пола

В начале настроечных операций необходимо убедиться, что трубопроводы системы ТП (вторичного контура) полностью заполнены теплоносителем и не имеют воздушных пробок. Их наполнение осуществляется вслед за основной системой отопления (первичным контуром). В это время вся запорно-регулирующая арматура на коллекторах должна быть закрыта.

После открытия коренных кранов на подачу и обратку распределителей для теплого пола, последовательно открываются запорные устройства на каждой из петель. Стравливание воздуха осуществляется через краны Маевского или автоматические воздухоотводчики гребенок. Заполнение очередной ветки рекомендуется выполнять, только после полного заполнения предшествующей и её гарантированного обезвоздушивания.

Завершив заполнения первой петли необходимо включить теплонасос вторичного контура отопления и прогнать теплоноситель по его системе. Эффективность циркуляции жидкости проверяется встроенными или накладными термометрами. В крайнем случае, можно просто одновременно приложить руки к трубам подачи и обратки – они должны быть теплым, но с небольшой разницей в нагреве.

Заполненную первую петлю, следует отсечь с обоих концов от коллекторов, используя локальную запорно-регулирующую арматуру. Затем, вышеперечисленные действия осуществляются со следующей петлей.

После последовательного заполнения всех контуров ТП, их запорные устройства открываются, а теплонасос включается в рабочий режим. Температура теплого водяного пола настраивается через подачу теплоносителя в каждую его ветку. Она устанавливается изменением расхода жидкости (вентилем либо ротаметром), а контроль осуществляется по изменению градиента температур между подающим и обратным потоком. В конечном итоге, эта разница для различных контуров должна оказаться одинаковой, в пределах 5-15 0 С. Чем длиннее петля, тем интенсивнее будет остывать теплоноситель и тем больший расход его требуется.

Важно! Теплообмен в напольных водяных системах отопления осуществляется с большой инерционностью. Задержка прогрева поверхности покрытия особенно заметна, если трубы уложены в слишком толстую бетонную заливку (свыше 60-70 мм). Иногда эффект от изменения интенсивности подачи теплоносителя становится заметным только через несколько часов.

Для контроля правильности регулировки теплого водяного пола рационально, использовать бесконтактные лазерные или контактные электрические термометры. Их монтаж для замера температуры труб подачи и обратки поможет сократить время получения результата изменения настроек с нескольких часов до 10-15 мин.

Автоматическая регулировка температуры ТП

Автоматическая регулировка теплого пола может осуществляться термомеханическим или электронным способом с применением электромеханических исполнительных устройств, управляющих работой запорной арматуры.

Термомеханическая система управления

Основывается на работе термостатических клапанов или кранов с термоголовками, реагирующих на изменение температуры теплоносителя. Различные модели подобной запорно-регулирующей арматуры сегодня предлагает множество производителей, например, Oventrop. Однако независимо от названия и типа используемого в них термореактивного вещества (жидкости или газа), это термомеханические саморегулирующиеся механизмы, которые наиболее целесообразно устанавливать для контроля температуры одного, отдельно взятого контура.

Принцип действия термоклапанов прост, что делает их весьма надежными и отказоустойчивыми. Медный, латунный или бронзовый сердечник, установленный в корпусе устройства, разогреваясь проходящим потоком теплоносителя, передает температуру термореактивному наполнителю. В свою очередь, увеличивающийся в объеме термореактивный элемент толкает сердечник, который перемещая клапан, постепенно блокирует циркуляцию нагретой жидкости.

Термостатический клапан для теплого пола, помимо установки на распределительной гребенки, может монтироваться в отдельную сборку типа «унибокс». Подобные сборки включают также автоматические воздухоотводчики, которые совместно с термостатами помещаются в компактные коробки (боксы). Использование «унибокса» позволяет для регулировки температуры в отдельно взятой ветке ТП не привязываться к громоздким коллекторным шкафам, что особенно удобно при небольшом количестве контуров.

Кроме того, термомеханические регуляторы тёплого пола могут иметь выносные воздушные чувствительные элементы. Они позволяют настраивать их на управление потоком теплоносителя не по его температуре, а по температуре воздуха в помещениях. Принцип их действия тот же, только термореактивное вещество гораздо чувствительней. Воздушную термоголовку целесообразно устанавливать для одновременного контроля нескольких контуров в одном помещении, где водяной напольный обогрев является единственным источником отопления.

Электронная система управления

В ее состав входят электронные термометры, контроллер и электроприводы (исполнительные устройства, сервоприводы). Механизмы электроприводов могут крепиться к смесительным головкам обычных регулировочных вентилей (клапанов) или являться частью их конструкции. Изменение интенсивности подачи теплоносителя осуществляется в соответствии с заданными пороговыми значениями. Средой измерения для датчиков температуры автоматического регулятора температуры теплого пола может служить как теплоноситель, так и воздух в помещениях.

Важно! Подобная регулирующая аппаратура является достаточно дорогим удовольствием, но при этом она способна обеспечить оптимальные режимы работы напольного обогрева и максимальную экономию энергоресурсов. Кроме того, электронные регуляторы позволяют программировать ТП с привязкой режимов его работы к различным временным периодам, что гарантирует пользователю максимальный тепловой комфорт.

Влияние способа подачи теплоносителя на выбор технологии регулировки

Контроль разогрева водяных теплых полов, оборудованных собственными теплонасосами, происходит в условиях непрерывной подачи теплоносителя с большой скоростью и в больших объемах. Такие системы используют подмес охлажденной жидкости к потоку подачи, чтобы привести его энергетические параметры к заданным. Подмес осуществляется в насосно-смесительных узлах (НСУ), которые понижают температуру теплоносителя из первичного высокотемпературного контура отопления до расчетных. Дальнейшая регулировка температуры теплого пола осуществляется на гребенках и уже была описана выше. НСУ блоки обеспечивают оптимальные условия работы напольного обогрева, а также позволяют устанавливать его на неограниченных площадях.

Тем не менее, при небольшой квадратуре ТП имеется возможность уйти от использования дорогих смесительных узлов. Температура теплоносителя для теплого пола, в этом случае, поддерживается способом ограничения потоков или по RTL схеме. Функциональный принцип действия схемы заключается в порционной подаче теплоносителя в контуры. В каждой ветке активный элемент термостатического клапана, установленный на обратке, разогревшись до установленного температурного максимума, перекрывает поток рабочей жидкости. Тепло, постепенно отдаваемое теплоносителем, рассеивается в бетонной стяжке. После охлаждения системы до минимального температурного порога, клапан открывается, и цикл порционной подачи повторяется.

Простота RTL регулировки нагрева теплого пола делает её особенно привлекательной. Ведь для неё достаточно использования набора термомеханических клапанов, установленных на гребенке, либо компактных сборок типа «унибокс». Однако, выбирая RTL схему, не стоит забывать и о её ограничениях:

• она применима только в теплых полах, выполненных под толстую бетонную стяжку, играющую роль теплового аккумулятора;
• для эффективного функционирования, помимо хорошего теплоотвода, трубопроводы контуров должны обладать минимальным гидравлическим сопротивлением. Это необходимо для быстрого обновления теплоносителя. С учетом отсутствия теплонасоса в системе ТП подобные условия соблюдаются, если длина веток не превышает 50 м при диаметре трубопроводов 16 мм. Если же необходимо несколько увеличить длину прокладки контуров, то рекомендуется использовать трубы Ø 20 мм.

Важно! Использование труб разных диаметров в одной системе (на одном коллекторе) теплого пола с RTL регулированием настоятельно не рекомендуется.

Регулировка водяного теплого пола: устройства, функции и установка

Подогрев теплого пола может быть электрическим и водяным. В любом варианте важно, чтобы температура пола была комфортной, а для этого должна быть возможность ее изменения. Погода нестабильна, то теплее, то холоднее, и такая функция действительно нужна. Такую возможность предоставляют терморегуляторы водяного пола. Эти устройства называют еще термостатами и регуляторами, но суть от этого не меняется.

Разный тип подогрева пола подразумевает различный принцип управления, то есть для электрического подогрева регуляторы свои, для водяного — свои. В этой статье будем говорить о регулировке температуры водяных теплых полов. Почитать о термостатах для электрического теплого пола можно тут.

Как регулировать температуру водяного пола

Самый распространенный и удобный способ организации водяного подогрева пола — подсоединение отопительных контуров через коллектор. Он и используется чаще всего. На это устройство заводятся оба конца труб: один на подающую гребенку, второй — на обратную. На вход каждого контура поступает теплоноситель одинаковой температуры. Но длина контуров обычно разная, что приводит к нагреву до разных температур, да и температуры в каждом помещении нужны разные. Так в ванной комфортной считается +25 o C или даже выше, а в общих +20 o C или максимум +22 o C. Изменение температурных характеристик возможно только при помощи изменения количества поступающего в контур теплоносителя.

К подобному коллектору подключаются петли водяного теплого пола

В самом простом варианте в коллекторе на вход или выход устанавливают регулирующие вентили. Поворачивая их головки можно изменять количество поступающего в каждый контур теплоносителя. Ориентироваться при этом приходится только на ощущения, что не всегда удобно. Схема действий в этом случае простая, но многоступенчатая: подкрутили, подождали некоторое время (пока прогреется или остынет пол), оценили результат, снова подкрутили, и т.д. Так как температура на улице редко отличается стабильностью, крутить вентили приходится часто.

Для облегчения задачи на входе ставят расходомеры, при помощи которых легче выравнивать температуру. Но при этом краны приходится также крутить вручную и контролировать кондиции также самостоятельно.

Для механизации и автоматизации процесса используют специальные устройства: термостаты и сервоприводы. Термостаты — контролирующие и управляющие устройства, сервоприводы — исполнительные. Сервоприводы устанавливаются в каждый контур на гребенке подачи теплоносителя. Их функция — по команде уменьшать или увеличивать количество теплоносителя, поступающего в отопительный контур. Термостаты для водяного теплого пола стоят обычно в каждом помещении, где установлен такой тип отопления. Они связаны с соответствующими сервоприводами и подают им управляющие сигналы.

Одна из схем регулирования температуры водяного теплого пола

Регуляторы могут контролировать температуру пола, или температуру воздуха. Следить за температурой воздуха приходится в том случае, если подогрев пола — единственный вид отопления. Если он служит для повышения комфорта, то именно степень нагрева поверхности под ногами и нужно проверять. Есть модели, которые могут отслеживать сразу два показателя. В этом случае обычно основной критерий оценки — это состояние воздуха, а температура пола — вторичный.

Как работает регулятор теплого пола? На корпусе устройства задаете требуемую температуру (воздуха или пола в зависимости от модели). При отклонении на один градус в ту или другую сторону на сервомоторы подается команда, по которой поступление теплоносителя увеличивается или уменьшается. В результате через какое-то время температура возвращается к норме.

Принцип работы несложен, но эффективен: требуемые параметры поддерживаются стабильно, но нужно принимать во внимание инерционность системы. Если трубы уложены в стяжку, то должно пройти какое-то время, чтобы ситуация поменялась: требуется прогреть или остудить весь массив. В случае с настильными системами инерционность меньше, и изменения происходят быстрее.

Для регулировки температуры нужен коллектор, термостат и сервопривод

Виды регуляторов температуры пола

Несмотря на то, что основная задача у регуляторов температуры одна, реализована она по-разному. Основное отличие — в способе выставления параметров.

Механические модели

Самый бюджетный и самый надежный класс (реже всех ломается). Требуемая температура задается поворотом диска. На нем имеется градуировка, которая делает процесс простым и понятным. Иногда лицевая панель механического термостата для водяного теплого пола имеет рычаг включения/выключения устройства. Никаких дополнительных функций это устройство предоставить не может. Приблизительные цены — в районе 15 € (есть более и менее дорогие, зависит от производителя).

Электронные модификации

Функционал тот же, реализация другая. Имеется небольшой цифровой экран и несколько кнопок. На экране отображаются или текущие параметры системы или выставляемые. Кнопки (часто со стрелками «вверх» и «вниз») служат для поэтапного изменения температуры. По цене электронные модели чуть дороже, но разница некритична: ориентировочная цена 20 €.

Программируемые регуляторы температуры

Это уже серьезное устройство, которое позволяет не только поддерживать постоянную температуру пола, но и автоматически изменять ее в зависимости от времени. Есть модели с возможностью программирования температуры по времени суток. Что дает эта функция? Экономию. В то время, когда никого не бывает дома (все ушли на учебу или работу) можно температуру понизить, а за несколько часов до прихода запрограммировать ее повышение. Так и экономите на отоплении, и живете в комфорте. Только вот такое программирование позволяет платить за отопление на 20-30% меньше.

Эти программаторы температуры пола могут изменять степень нагрева в зависимости от времени суток или на определенные дни недели. Есть модификации, которые наряду со стационарным блоком управления на стене имеют, переносной пульт управления. Некоторые позволяют управлять работой через компьютер или планшет.

Также эти устройства могут контролировать не только нагрев пола, но и воздух в комнате. Это имеет смысл, если водяной теплый пол — единственный источник тепла, и важен не столько комфорт для ног, сколько общая атмосфера.

Электронный и программируемый термостаты водяного пола очень похожм внешне, но электронные имеют больше кнопок, так как предлагают больше возможностей

Внешне очень напоминают электронные терморегуляторы, только имеют большее количество кнопок. Значительно отличаться может цена. Самый простой программатор с возможностью задания температуры пола по времени стоит от 40 €, а самые «навороченные» могут и больше тысячи стоить.

Программируемые модели термостатов на теплый водяной пол могут контролировать не один контур, а несколько. Такие модели называются мультизональными. Они поддерживают заданные параметры в каждой зоне независимо друг от друга. Более простые модели (механические и электронные) устанавливаются по одному на каждый контур. Если в одной комнате уложена только одна петля трубопровода, в мультизональном устройстве нет необходимости (цена на них намного выше).

Сенсорные

Практически тот же набор функций, что и у электронных программаторов, но кнопки не тактильные, а сенсорные. Цены отличаются в большую сторону.

Радиотермостаты и радиоконтроллеры

Эта система — новинка. Предлагается некоторыми европейскими фирмами, например, на российском рынке есть у фирмы Uponor. Состоит из:

• специальных сервомеханизмов, управляемых посредством радиосигналов;
• радиотермостата — переносного устройства, которое отслеживает состояние датчиков;
• радиоконтроллера, который принимает сигналы от радиотермостата и передает не сервоприводы.

Есть системы управления температурой водяного пола на радиоуправлении

Имеется также дополнительный SMS-модуль, который позволяет управлять системой через мобильную сеть и также отслеживать ее состояние.

Теперь подробнее рассмотрим составляющие системы регулировки температуры водяного пола.

Датчики регуляторов водяного пола

В зависимости от отслеживаемой среды датчики терморегуляторов бывают:

• контроля температуры теплого пола;
• контроля температуры воздух.

Датчики состояния воздуха обычно находятся в корпусе термостата. С одной стороны это удобно — нет мороки с установкой, а с другой — создает определенные сложности. В том смысле, что располагать термостат нужно с соблюдением целого ряда условий:

• рядом не должно быть источников тепла или холода;
• на него не должен попадать солнечный свет, и сквозняка рядом тоже быть не должно;
• нужно поставить термостат так, чтобы датчик воздуха максимально точно отображал температуру в помещении, потому располагать их желательно на высоте 1-1,5 метра.

Некоторые модели термостатов контролировать могут и температуру пола и температуру воздуха в помещении

Датчики температуры пола выносные. Это небольшое устройство, которое закреплено на конце длинного кабеля. Этот прибор должен быть закреплен в полу на расстоянии не менее 0,5 м от стены. Его размещают на равном расстоянии от ближайших труб с теплоносителем. Второй конец заводится на терморегулятор и подсоединяется к соответствующим клеммам.

Устанавливается датчик пола в процессе монтажа труб, до заливки стяжки. Для того чтобы была возможность замены (они иногда выходят из строя), имеет смысл уложить гофрорукав. Конец рукава, оказавшегося в стяжке, нужно заизолировать, чтобы в него не попадал раствор. Второй конец уложить в штробу на стене и завести на монтажную коробку термостата. Такая установка датчика температуры водяного пола хлопотная, но позволяет в процессе эксплуатации пола без проблем менять вышедшее из строя устройство.

Лучше датчик устанавливать в гофрошланге, тогда его можно будет поменять

При использовании настильной системы принцип монтажа остается таким же, но тогда гофрированный рукав нужно будет крепить к конструкции и следить за тем, чтобы он не пережимался.

Примерная схема устройства водяного пола с регулятором температуры и датчиком

В зависимости от толщины стяжки и типа планируемого напольного покрытия (твердое или мягкое) может потребоваться защитная оболочка провода разной плотности. Есть как мягкие провода, так и жесткие. Для установки под плитку есть модификации стойкие к агрессивным средам (нужны, если гофорорукав использовать не будете).

Сервоприводы водяного пола

Автоматическое регулирование температуры теплого водяного пола невозможно без наличия сервоприводов. Это небольшие электро-термические устройства, которые открывают/закрывают подачу теплоносителя. Называют их еще сервомоторы, а официальное название звучит так «сервопривод электротермический». В принципе те же устройства можно поставить и на радиаторы, но так поступают нечасто.

Так сервоприводы выглядят «вживую» на коллекторе

Как работают сервоприводы? Основной рабочий элемент — сильфон. Это небольшой герметичный и эластичный цилиндр, который заполнен веществом, объем которого сильно зависит от температуры. Вокруг сильфона находится электрический нагревательный элемент. При поступлении команды с термостата, на нагревательном элементе появляется питание. Он включается в работу, вещество внутри сильфона разогревается и начинает расширяться. Увеличенный в размерах цилиндр давит на расположенный ниже шток. А он в свою очередь перекрывает поток теплоносителя. Как видите, никаких моторов и шестеренок, только электричество и тепловая энергия. Потому и называют их термоэлектрическими.

Сервопривод — внешний вид и внутреннее строение

Немного о разновидностях. Бывают сервоприводы нормально закрытые и нормально открытые. Эти названия показывают, в каком положении находится клапан при отсутствии питания: первый в обычном положении открыт, а при появлении сигнала закрывается, второй, соответственно, в обычном состоянии закрыт, а при наличии сигнала открывается.

Какой из них лучше использовать? Для нашей страны лучше отдавать предпочтение нормально открытым сервомоторам. И вот почему: если он выйдет из строя теплоноситель продолжит циркулировать и пол не заморозится (хотя нужны длительные и низкие температуры чтобы трубы в стяжке замерзли).

Бывают еще устройства, работающие от переменного тока 220 В, или от постоянного 24 В. Для подачи напряжения 24 В потребуется установить инвертор.

Как подключать сервоприводы

Схема подключения может быть разной и зависит в первую очередь от типа термостата. Если термостаты управляют одним контуром теплого пола, то они напрямую соединяются с соответствующими сервоприводами проводами. Если термостат мультизональный, то провода заводятся от соответствующих клемм.

Один из коммутационных узлов водяного теплого пола

Для упорядочивания проводов используют коммутаторы теплого пола. Кроме стандартной функции подключения и соединения разных устройств, они выполняют еще и защитную роль. При закрытом положении всех контуров водяного пола подается сигнал на отключение работы циркуляционного насоса. Это удобно, если установлены автоматизированные отопительные котлы (насос не будет работать вхолостую без расхода, и система не выйдет из строя из-за превышения давления).

Как подключать устройства через коммутационный узел водяного пола

Но в системах с обычными твердотопливными котлами насосы отключать нельзя: котел то не затухнет и отключение насоса грозит разрывом системы. В этом случае ставят байпас и перепускной клапан (смотрите схему подключения). Перепускной клапан настраивают на давление чуть ниже максимального давления насоса (если у него максимум 5 метров, выставьте 3-4 метра). При достижении в системе этого значения (бывает, если открытыми остаются небольшое количество контуров теплого пола) перепускной клапан начинает часть потока теплоносителя заворачивать в «обратку» и подавать снова на котел.

Схема включения с перепускным клапаном для предотвращения работы системы «вхолостую»

Эта схема работать будет с любым типом котлов, не только с твердотопливными. Но для них — она практически единственный недорогой способ уберечь систему от перегрева.

Итоги

В самом простом варианте регулировать температуру водяного пола можно при помощи ручных кранов. Более комфортны автоматические регуляторы — термостаты с датчиками и сервоприводами. Но кроме них еще желательно установить коммутационный узел и перепускной клапан.