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…

Подключение сервопривода теплого пола

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 и его разновидности

Как говорилось выше, сервопривод – это дополнительное оборудование, которое устанавливается на распределительный коллектор для теплого водяного пола.

Устройство применяется для регулирования потока воды, поступающего в нагревательные элементы. Это процесс осуществляется при помощи открытия и закрытия регулирующих вентилей, которые располагаются на обратной гребенке коллектора.

Механический сервопривод

Сервопривод механического типа является наиболее простым вариантом данного устройства.

Он имеет не сложную конструкцию и приемлемую стоимость.

Регулировка температуры производится непосредственно на самом устройстве вращением специального колесика, уменьшающего или увеличивающего показатели температуры.

Контроль самого прибора не нужен, главное, выставить необходимое значение, и сервопривод данного типа будет контролировать температуру.

Такое приспособление не согласовывается с термодатчиком и не может автоматически срабатывать (включаться и выключаться) при повышении и понижении температуры теплого пола от заданной установки.

Устройство требует постоянного контроля значения температуры при уходе из дома и даже перед сном, но срок его эксплуатации очень долгий и прибор не требует профилактических настроек и дополнительного обслуживания.

Электронный сервопривод для коллектора

Электронный вариант сервопривода теплого водяного пола представляет собой также достаточно простое устройство, которое способно автоматически осуществлять регулировку подачи теплоносителя в отопительный контур системы.

Схема коллектора с сервоприводом

Прибор имеет постоянное электронное согласование с терморегулятором, который является мозговым центром. Терморегулятор или термостат согласован с температурным датчиком, который устанавливается возле нагревательных элементов в стяжке теплого пола.

Соответственно на термостате выставляются граничные значения температуры, при которых сервопривод будет открывать и закрывать регулируемый вентиль для подачи горячей воды в контуры отопления. Один из вариантов подключения термостата к сервоприводам можно увидеть из таблицы-схемы.

Устройство электронного типа способно полностью самостоятельно производить и контролировать подачу теплоносителя в систему обогрева, но чтобы его приобрести, каждому хозяину придется выложить немалую сумму денег.

Следует помнить, что при выборе электронного сервопривода необходимо учитывать и особенности самого помещения, а точнее района электроснабжения. Также следует обратить внимание на то, как часто бывают перебои с электроснабжением.

Если они случаются нередко, то стоит дополнительно устанавливать ИБП (индивидуальный блок питания) или свой выбор останавливать на механическом устройстве регулировки подачи теплоносителя. Подробнее о сервоприводах смотрите в этом видео:

Дистанционный сервопривод

Дистанционная система регулирования подачи воды является достаточно сложным электронным механизмом, который часто применяется в помещениях, где теплый пол – и основа системой отопления, которая устанавливается во всех комнатах квартиры.

Дистанционный сервопривод регулирует подачу теплоносителя в каждый контур системы. Он согласовывается с терморегуляторами, установленными в различных комнатах, которые могут отстраиваться автоматически от температуры окружающей среды, и нагревает каждое помещение по своим собственным (необобщенным) параметрам.

Организовывая такую систему отопления, многие специалисты советуют приобретать надежные и функционально наполненные терморегуляторы, которые будут подавать на сервопривод своевременные команды, на основании которых устройство сможет создать свой уникальный микроклимат (по требованию хозяина) в каждой комнате. Подробнее о дистанционных устройствах смотрите в этом видео:

Следует знать, что сервоприводы можно классифицировать еще по следующим параметрам:

Нормально закрытые устройства при перебое с подачей электроэнергии становятся в изначальное (закрытое) положение.

В таком состоянии через сервопривод вода протекать не может. Открытое положение является противоположным описанному выше, и, наоборот, пропускает теплоноситель в систему, что не всегда приносит пользу.

Устройство и принцип работы сервопривода для водяного пола

Каждый сервопривод, устанавливаемый на коллекторе теплого водяного пола, имеет конструктивное одинаковое строение:

• пружинный специальный механизм;
• емкость со специальной жидкостью – толуолом.

Толуол при температурном воздействии (горячей воды) на стенки емкости расширяется, тем самым оказывает давление на регулируемый шток термоклапана. При остывании жидкости клапан возвращается на свое прежнее место, но следует помнить, что толуол остывает гораздо медленнее, чем нагревается, и за этот период вода способна равномерно распределиться по контуру.

При воздействии температуры толуол расширяется

Существуют сервоприводы и без толуола. В таком случае нагревательным элементом является пружина или пластина, которая при температурном воздействии изменяет свое положение и открывает клапан.

Практически каждый сервопривод снабжается автоматической системой защиты от перегрева. В случае достижения корпуса устройства определенной температуры сервопривод выключается, тем самым закрывая заслонку. Вводить его в работу возможно только при нормализации температуры.

Следует знать, что сервопривод можно устанавливать как на отдельный термический клапан, так и на вывод коллектора. Это зависит от количества контуров системы теплого пола и от того, насколько комнат она раскинута.

Если отопление организовывается в одной комнате, и контуры обогрева имеют приблизительно одинаковую длину, то достаточно одного сервопривода.

Если же система водяного теплого пола обогревает всю квартиру, то следует устройство устанавливать на каждый вентиль.

На основании выше изложенной статьи можно сказать, что сервопривод для коллектора водяного теплого пола является незаменимым устройством при организации отопления в доме или квартире. Именно «на его плечи» ложится контроль за системой обогрева. Выбирая устройство из приведенных выше вариантов, следует обязательно учитывать особенности помещения и четко установить задачи для сервопривода.

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