Терморегуляция температуры теплого водяного пола

В данном материале мы рассмотрим основы регуляции температуры в строении, оснащенном системой обогрева – «теплый пол».

Тепло в пространстве комнаты напрямую зависит от температуры плоскости пола и воздуха. К примеру, для того, чтобы в помещении держалась температура двадцать градусов, на полу она должна быть все двадцать шесть.

Температура циркулирующей воды также связана с температурой плоскости пола. Разница между этими двумя элементами зависит от того, какая проводимость тепла у промежуточных слоев.

Температура теплого водяного пола

Для того, чтобы рассчитать нужную температуру воды в петлях надо провести простые расчеты, а вот расчеты нужного потока воды уже будут несколько сложнее. Если тепло постоянно отдается, то температура по направлению движения в петле снизиться. Когда проводятся расчеты отопительной системы, которая монтируется на полу, эти факторы оказываются главными.

Главное – это точный расчет скачков температур в петлях, когда нагрузка отопления самая большая. Когда проводятся расчеты, то скачки температур учитываются в пределах пяти – десяти градусов при самой низкой температуре воздуха на улице.

Чтобы рассчитать поток и снижение давления в петлях надо учитывать предпочтительную температуру. Для этого надо суммировать потоки в индивидуальных петлях и составить общий поток в системе обогрева на полу.

Снижение давления в длинной петле имеет самые большие скачки, слагается со снижением в остальных элементах контура системы и таким способом получается максимальное снижение давления во всей системе. Чтобы выбрать насос для циркуляции надо обязательно провести расчеты давления и нужного потока.

В относительно небольших помещениях, оснащенных только отоплением, которое оборудовано на полу тепловой источник имеет насос для циркуляции и оборудование для регуляции. Оборудование для регуляции можно установить дополнительное в каждом помещении для индивидуальной регулировки температуры.

Если в помещении установлен теплый пол, а также радиаторы отопления или другие отопительные приборы, то надо устанавливать и смеситель. Так как отопление на полу функционирует на малых температурах.

Смесители отвечают за смешивание горячей воды в циркулирующей системе для отопления на полу. Насос для циркуляции качает воду. А смеситель контролирует вход и выход горячей воды.

Как мы уже говорили, теплый пол функционирует на малых температурах и поэтому целесообразно установить автоматический термостат, который будет поддерживать одинаковую температуру.

Если вы устанавливаете теплый пол в комбинации с системой для отопления уже имеющей оборудование для регуляции, то можно установить ручной смеситель. Тогда клапаны фиксируют в определенном положении, которое будет регулировать температуру воды в отоплении на полу по отношению к другим системам отопления.

Есть возможность установить электронный регулятор на смеситель, который будет устанавливать температуру воды в системе в зависимости от того, какая температура на улице. Также он обеспечит самый подходящий режим функционирования системы при определенной нагрузке отопления.

Как выполняется регулировка температуры теплых водяных полов

Большой популярностью пользуются системы с одновременным подключением нескольких водяных контуров отопления. Нагрев помещения одновременно выполняется с помощью традиционных радиаторов и теплых полов.

Но для системы отопления радиаторного типа необходима температура теплоносителя в 70-90°С, а для водяного контура, вмонтированного в пол, по крайней мере, вдвое меньше максимум 35°С.

Существует несколько способов, как регулировать температуру теплого водяного пола. Одним из лучших является монтаж терморегулятора.

Нужен ли терморегулятор на водяной теплый пол

Терморегулятор для водяного тёплого пола является устройством, с помощью которого можно управлять системой отопления, регулировать нагрев теплоносителя и установить оптимальную температуру в помещении. В задачу блока входит следующее:

Своевременно включать и выключать систему.

Поддерживать необходимую температуру в помещении.

Осуществлять автоматический нагрев комнаты к необходимому времени.

Было замечено, что после монтажа, комнатный регулятор температуры для водяных теплых полов позволяет сэкономить до 30% затрат необходимых для нагрева теплоносителя. Конечно, существуют народные способы контроля температуры жидкости в системе отопления, но, как правило, они малоэффективны, неудобны и часто приводят к нарушениям в работе.

Одним из таких методов является механическая регулировка температуры краном. Контроль происходит благодаря уменьшению скорости циркуляции теплоносителя и соответственно уменьшению теплоотдачи. Минусом регулировки механическими расходомерами является необходимость в постоянном контроле хозяина жилья и низкой эффективности решения.

Согласно отзывам покупателей, механический регулятор температуры для водяного теплого пола нередко становится причиной появления воздушных пробок в системе. Резкое изменение давления и температуры нагрева теплоносителя, приводит к завоздушиванию и потере работоспособности водяного контура.

Принцип работы регулятора температуры

Главной функцией регулятора является управление водяным теплым полом. В зависимости от сложности устройства, возможна, как полная, так и частичная автоматизация процесса отопления комнат.

По своему принципу работы можно разделить все терморегуляторы на две основных категории:

Простейшие ручные регуляторы – по сути, представляют обычный кран. Отсекающий вентиль регулирует давление в системе отопления. Ручной режим имеет множество недостатков, но часто применяется в основном для небольших помещений.

Термостатический регулятор – принцип работы во многом похож на тот, что имеет ручное управление, только сигнал на подачу теплоносителя выполняет специальный датчик. При достижении определенной температуры подается сигнал на включение циркуляционного насоса. Все действия происходят по заранее выставленной программе.
Программируемые термостаты-регуляторы способны одновременно контролировать сразу несколько контуров, изменять температуру нагрева в зависимости от времени суток и погодных условий. Автоматический контроллер регулировки давления позволяет установить наиболее комфортный режим для человека.

Существует еще один экономный вариант регулировки. На коллекторе обратки размещают температурное реле. Запитывают устройство таким образом, чтобы включение-выключение циркуляционного насоса контролировалось через термореле. Выставляется необходимая температура нагрева. Устройство самодельного регулятора достаточно простое, но не подходит для одновременного отопления нескольких зон.

Какой терморегулятор лучше для водяных тёплых полов

Для теплых полов надо поставить терморегулятор, который будет одновременно совмещать несколько важных функций:

Плавное электронное регулирование температуры – только в таком случае полностью исключается появление воздушных пробок.

Возможность одновременного контроля температурного режима в нескольких помещениях. Система позонной автоматической регулировки температуры водяного теплого пола необходима в тех случаях, когда осуществляется нагрев нескольких комнат, либо в одном помещении используется сразу несколько водяных контуров.

Тип монтажа – оборудование делится на выносные и встраиваемые регуляторы. Для монтажа последних приходится делать отверстия в стене. Выносные можно установить в любом месте комнаты в специальный короб.

Тип управления – оборудование для надежного автоматического регулирования температуры теплого водяного пола, как правило, имеет два датчика, одновременно фиксирующих нагрев самой поверхности пола и температуру воздуха в помещении.
Блок управления осуществляет контроль с учетом сразу двух показателей. Комнатные слаботочные терморегуляторы снабжены либо встроенным (для контроля температуры воздуха), либо выносным датчиком (по температуре теплоносителя).

Функциональные возможности – регуляторы могут быть программируемые, механические и непрограммируемые. Подбирая необходимое оборудование, следует учитывать необходимость в автономной работе системы.
Выбрать программируемый терморегулятор следует любителям комфорта. Блок управления имеет разные режимы, позволяющие включать нагрев полов по определенным часам, в зависимости от погодных условий и т.д.
Некоторые программаторы можно контролировать с помощью ДУ и системы GSM-оповещения. Недостатком программируемого решения является высокая стоимость блока и то, что установка терморегулятора на водяной теплый пол своими руками вряд ли возможна.

Принцип работы – существует двухходовой и трехходовой способ регулировки. В последнем случае максимально экономиться тепловая энергия, так как нагретый теплоноситель от котла добавляется только в случае остывания жидкости в водяном контуре. В двухходовом способе добавление горячей воды осуществляется с обратным подмесом или в постоянном режиме.

Как подключить водяные полы к терморегулятору

Подробная схема подключения терморегулятора к водяному теплому полу обязательно находится в комплекте, предоставленном изготовителем. Монтажные работы проводятся следующим образом:

Устанавливается короб для терморегулятора.

Устанавливается температурный датчик, его помещают между изгибами водяного контура.

Чтобы правильно разместить регулятор, необходимо поднять его на высоту приблизительно 120 см от уровня пола. Схема соединения терморегулятора обязательно подразумевает установку сервопривода, регулирующего подачу воды.

Как правильно регулировать водяной теплый пол

Независимо от того, чем именно планируется регулировать нагрев теплоносителя, следует помнить основные правила, ограничивающие эксплуатацию теплых полов.

Большинство напольных покрытий имеет ограничения, связанные с температурой нагрева поверхности материала. Так для ламината и паркетной доски установлен предел в 28-29°С.

Нормы, указанные в СНиП, ограничивают нагрев в диапазоне от 25 до 35°С. Как показывает практика, при 29°С, обеспечиваются максимально комфортные для здоровья и жизнедеятельности человека условия.

Точно выставить температуру с помощью ручного механического терморегулятора не получится. Оптимальным будет выбор электронных программаторов, особенно если планируется регулировать нагрев нескольких зон отопления.

Как выбрать терморегулятор для электрического и водяного теплого пола

Электрические и водяные системы напольного обогрева неспособны самостоятельно поддерживать заданную температуру в помещениях частного дома. Хозяин приспосабливается регулировать мощность котла или греющих контуров вручную, добиваясь комфортной температуры воздуха. Чтобы организовать автоматическое управление микроклиматом, нужны терморегуляторы для теплого пола (ТП), устанавливаемые в каждой комнате. Цель публикации – описать существующие виды термостатов, способы установки и схемы подключения регулирующих устройств.

Как работает терморегулятор

Выносной термостат напольного отопления – это автоматический выключатель, который разрывает либо замыкает электрическую цепь после достижения установленной пользователем температуры. В результате нагрев прекращается или же возобновляется. По принципу работы регуляторы теплого пола делятся на 2 вида:

1. Механические с термодатчиком в виде биметаллической пластины. От нагрева данный элемент изгибается и в определенный момент разрывает цепь. Затем пластинка охлаждается, выпрямляется и снова замыкает контакты.
2. В электронных (релейных) регуляторах датчиком температуры выступает терморезистор, меняющий сопротивление электрическому току в зависимости от нагрева. Микросхема-контроллер фиксирует это изменение и отдает команду реле, обмотка размыкает контакты, цепь разрывается.

Устройство простейшего терморегулятора с биметаллической пластиной

Справка. Электронные приборы оснащаются собственным источником (батарейками) либо подключаются к домовой сети. Простейшие механические терморегуляторы работают без внешнего электропитания. Это не является преимуществом, поскольку для управления водяными ТП все равно требуется электричество.

Теперь поясним, как с помощью комнатных термостатов реализуется автоматическое регулирование теплого пола. Электрические греющие контуры (кабельные секции, инфракрасная пленка) работают так:

1. Установленный в помещении термостат подключается в разрыв главной силовой линии электропитания. Пока в комнате холодно, цепь замкнута.
2. Домовладелец настраивает на приборе желаемую температуру, включается нагрев. Когда она достигает требуемого значения, срабатывает термодатчик, цепь размыкается, силовая линия обесточивается.
3. После охлаждения на 0.5–1 градус подача электропитания возобновляется, нагрев продолжается. Кстати, разница между температурами включения/выключения зовется гистерезисом.

Термоэлектрические приводы, работающие с комнатными термостатами, накручиваются на клапаны распределительного коллектора

Принцип работы терморегулятора для водяного теплого пола такой же. Только реле размыкает цепь питания термоэлектрического привода (иначе – сервопривода). Он стоит на распределительном коллекторе ТП и закрывает/открывает подачу теплоносителя в греющий контур.

Сервоприводы ставятся на каждую петлю, подключаются к отдельным регуляторам, расположенным в разных комнатах. Как работает автоматизированная система водяного напольного отопления, смотрим на видео:

Термостаты для электрических и водяных ТП – в чем разница

На самом деле разницы никакой нет, в обоих случаях терморегулятор выполняет одну функцию – включает либо выключает нагрев, прерывая подачу напряжения к исполнительному элементу – нагревательному кабелю или сервоприводу. Но для работы с электрическими полами подойдет не каждый прибор, например, чисто механическое устройство применять нельзя. Поясним почему:

1. Нагрев электрического ТП контролирует выносной датчик, расположенный в полу между петлями резистивного кабеля. Он позволяет ограничить максимальную температуру напольного покрытия, защитить кабельную секцию от перегрева.
2. В механических терморегуляторах стоит пластина, реагирующая на изменение температуры воздуха. Прибор не рассчитан на подключение внешнего термодатчика, поэтому «не видит» степень нагрева стяжки пола.
3. Пленочный теплый пол работает аналогичным образом. Когда требуется регулировать температуру воздушной среды, выбирается релейный термостат, оснащенный внутренним датчиком и клеммами для подключения внешнего.

Электронагревательные ТП всегда монтируются с датчиком-терморезистором, измеряющим температуру пола

Примечание. Контроллер терморегулятора одновременно обрабатывает сигналы напольного и встроенного датчика. Когда 1 из 2 терморезисторов показывает достижение установленного порога температуры, электрический подогрев выключается.

Для регулировки водяных греющих контуров применяется воздушный датчик теплого пола, выносной измеритель ставится по желанию или в случае необходимости. Например, для контроля краевых зон, которые сильно охлаждаются. Температуру теплоносителя ограничивает регулирующая арматура на коллекторе – термоголовки RTL либо смесительный клапан с накладным/погружным датчиком.

4 вида регуляторов теплого пола

По функциональности терморегуляторы можно условно разделить на 4 разновидности:

• механические, работающие по температуре воздуха;
• релейные с минимальным набором функций и встроенным воздушным датчиком;
• электронные устройства на 2 термодатчика с дисплеем и возможностью программирования;
• то же, с wi-fi модулем дистанционного управления.

Дополнение. По способу подключения терморегуляторы делятся на проводные и беспроводные. В первом случае прибор присоединяется к цепи электропитания напрямую, во втором – через специальный релейный блок с ресивером – приемником радиосигналов.

Любой из перечисленных термостатов может иметь 2 или 3 коммутационных контакта. В чем разница:

1. 2-контактный регулятор «умеет» только разрывать цепь (отключать питание) при достижении температурного порога.
2. Универсальный 3-контактный прибор одновременно замыкает первую линию и размыкает вторую.

Последний пункт требует разъяснения. Если терморегулятор управляет сервоприводом типа NO (нормально открытый), то для перекрывания теплоносителя нужно наоборот подать напряжение, а не отключить. Значит, при достаточном нагреве помещения цепь должна замыкаться, провода подключаются к клеммам №2 и №3 термостата.

Термоэлектрический привод для водяного пола типа NC нормально закрыт при отсутствии напряжения. Чтобы прекратить подачу теплоносителя в контур ТП, регулятор должен обесточить сервопривод. Тогда кабель присоединяется к контактам №1 и №3, как показано на схеме.

Когда реле срабатывает, третий контакт замыкается со вторым, а линия на первой клемме обесточивается

Простейший механический термостат способен лишь поддерживать температуру помещения на одном заданном уровне, работая в паре с сервоприводом NC теплого водяного пола. Более продвинутые электронные регуляторы имеют множество дополнительных функций:

• возможность подключения 2 температурных датчиков;
• 3 коммутационных контакта;
• режим защиты от замерзания – включение нагрева в случае охлаждения дома до +3…5 °C;
• регулирование величины гистерезиса;
• сенсорный дисплей управления, показывающий время, дату и контролируемую температуру;
• термостат программируется на сутки/неделю вперед, количество событий в день – 6 и более;
• индикация неполадок, самодиагностика, самообучение;
• встроенный модуль wi-fi для управления термостатом через приложение смартфона.

Первые 3 функции имеются практически во всех релейных терморегуляторах. Если хотите получить больше, придется купить цифровую модель прибора.

Справка. Цена электронного термостата с кнопочным управлением BasicPlus от бренда Danfoss составляет 20 евро. Аналогичный прибор с ЖК-дисплеем обойдется уже в 40 €, программируемая модификация WT-P стоит 54 €. Китайские аналоги в 2–3 раза дешевле.

Советы по выбору прибора

Мы считаем, устанавливать механические терморегуляторы на теплые полы бессмысленно. Эти устройства несколько устарели, число функций ограничено, точность поддерживаемой температуры оставляет желать лучшего. Приборы можно использовать в подсобных либо технических помещениях, где надо поддерживать +15…18 °C круглосуточно.

Тип микропроцессорного термостата выбираем в зависимости от способа нагрева, условий эксплуатации и собственных пожеланий:

1. Регулятор для электрического пола лучше брать вместе с нагревательным кабелем (пленкой) и датчиками у одного производителя. Например, фирмы Devi, Caleo и «Теплолюкс» продают собственные регулирующие устройства.
2. Если вам приходится покупать термостат для электрических ТП отдельно, следует выбрать любой двухконтактный прибор, оснащенный клеммами подключения внешнего датчика. Обратите внимание на показатель максимальной мощности, которую способен коммутировать регулятор (обычно лежит в пределах 2…4 кВт).

Пример технических характеристик регуляторов бренда «Теплолюкс»

Под водяные теплые полы лучше взять универсальный (3-контактный) терморегулятор, внешний температурный датчик – по необходимости. Коммутируемая мощность роли не играет, поскольку сервоприводы потребляют 1…3 Вт электричества.

Количество дополнительных «наворотов» зависит от ваших потребностей и кошелька. Но если нужна реальная экономия энергоносителей, рассматривайте программируемые модели, включающие отопление по графику. В рабочее время либо ночью температуру в доме можно понизить до 18…20 °C.

Установка терморегуляторов предусматривается в каждой комнате. Значит, придется оттуда тянуть провода к гребенке ТП, где располагаются сервоприводы водяных контуров. Подобная «электрификация» неуместна в квартирах со свежим дизайнерским ремонтом. Решение: установите возле коллектора коммутационный блок с ресивером, а в помещениях – беспроводные термостаты на батарейках.

Справка. Обычно блоки-коммутаторы имеют 1–2 релейных выхода для подключения циркуляционного насоса либо горелки котла. Коммутационное устройство компании Danfoss стоит около 100 евро, беспроводной регулятор TP5001A-RF – 82 €, ресивер типа RX на 3 термостата – 95 €.

Монтаж и подключение терморегулятора

Перед установкой внимательно прочитайте инструкцию по эксплуатации прибора. Обычно там содержатся следующие указания по монтажу:

• высота термостата над уровнем пола – 1.5…1.7 м;
• не размещайте регулятор с воздушным датчиком вблизи источников тепла или холода – радиаторов отопления, кондиционеров, вентиляционных отверстий;
• технологический отступ от оконных и дверных проемов – 1 м (минимум);
• соблюдайте максимальное расстояние между терморегулятором и распределительным коллектором водяных ТП (длина кабеля указывается в инструкции);
• внешний датчик располагается ровно посередине между петлями напольного обогрева на расстоянии 500 мм от стены;
• термодатчик пола монтируется внутри гофротрубы, он должен легко вытягиваться после заливки стяжки.

Приборы накладного типа прикручиваются напрямую к стене, проводка закладывается в штробах. Под встраиваемые термостаты делается углубление, ставится обычный подрозетник.

Совет. Для присоединения регулятора используйте двухжильный медный кабель сечением 0.75 мм². Схема подключения контура электрического теплого пола с наружным датчиком выглядит так:

Если кабельная нагревательная секция потребляет больше мощности, чем способен коммутировать терморегулятор, нужно задействовать в схеме модульный контактор. Указанный исполнительный элемент устанавливается на стандартную DIN-рейку.

Здесь терморегулятор подает управляющий сигнал на контактор, а тот размыкает силовую линию

Некоторые версии термостатов имеют контакт для подсоединения таймера. Такое решение позволяет 1 раз в сутки снижать температуру в комнате на 5 градусов, не приобретая дорогой цифровой модели прибора. Схема с таймером представлена ниже.

Латинская буква L на схеме обозначает фазный провод, N – нулевой (нейтраль)

Перейдем к водяным теплым полам. Простейший способ – подключить терморегулятор к сервоприводу напрямую (последовательно). Только сначала выясните тип привода, «нормально открытый» нужно стыковать с замыкающим контактом прибора, «нормально закрытый» – с размыкающим. Зачастую производители ставят на клеммах соответствующую маркировку – NO или NC. Контакт COM – общий.

Чтобы реализовать многозональное напольное отопление частного дома с беспроводными терморегуляторами, воспользуйтесь следующей принципиальной схемой. Здесь не указаны номера клемм и другие подробности, поскольку оборудование разных производителей отличается маркировкой.

Справка. Коммутационные панели, ресиверы-приемники и модули wi-fi выпускают многие известные производители – Legrand, Danfoss и прочие. Как функционирует связка термостат – коммутационный блок, рассказывается на видео.

Напоследок о настройке температуры

Чтобы настроить каждый терморегулятор теплого пола и проверить работоспособность системы в целом, следует включить нагрев и выставить на всех приборах желаемую температуру. Учтите, дом нужно прогреть полностью. Оптимальный режим работы котла – 60 °C, если теплогенератор начнет «тактовать» (часто отключаться и стартовать), лучше снизить мощность.

Суть настройки заключается в подборе комфортной температуры во всех жилых помещениях. Показания дисплея термостата не всегда соответствуют нашим ощущениям, так что установки придется корректировать в процессе эксплуатации. Отдельный вопрос – программирование нагрева по графику, данная процедура описывается в инструкции конкретного прибора.