Как регулировать температуру радиатора: обзор современных термостатических устройств

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

Чтобы изменить температуру нагрева радиатора, можно использовать:

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

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

Использование специальных термоголовок

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

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

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

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

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

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

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

Сервопривод+двухходовой клапан

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

Для реализации схемы реализуют следующие действия:

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

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

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

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

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

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

Какими бывают сервоприводы?

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

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

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

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

Как правильно установить термостат с сервоприводом?

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

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

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

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

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

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

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

Несколько слов о комнатных термостатах

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

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

Термостаты для сервоприводов отопления

Сервопривод коллекторный. Выбор и правила подключения.

Данный сервопривод иногда обзывают: Электроприводом, сервомотором, термоприводом и т. д.

Его официальное название электротермический сервопривод ( Проще: Термопривод ). Сервомоторами называют приводы с электромагнитным двигателем

Существуют сервоприводы для трехходовых клапанов информация об этом здесь:

Такой сервопривод (термопривод) можно использовать как для теплого пола, так и для радиаторного отопления. Как для коллектора, так и для термостатического клапана (вентиля). В данном случае мы рассмотрим подключение для теплого пола и подключение радиаторного регулирования.

Нормально открытый — Открытый клапан по умолчанию. То есть когда на сервопривод не идет сигнал (напряжение), он находится в положение «Открытый клапан». В данном случае при отсутствии напряжения теплоноситель проходит через открытый клапан.

Нормально закрытый — Закрытый клапан по умолчанию. То есть когда на сервопривод не идет сигнал (напряжение), он находится в положение » Закрытый клапан». В данном случае при отсутствии напряжения теплоноситель не проходит через закрытый клапан.

Универсальные, переключающиеся термоприводы — такие термоприводы можно переключать на одно из двух положений: Нормально открытый и нормально закрытый.

Вид сервоприводов может иметь различные формы:

Когда встает вопрос о выборе варианта — открытого или закрытого типа, то нужно понимать следующее:

Если клапан большее время находится в открытом положении, то выбирается режим нормально открытый.

Если клапан большее время находится в закрытом положении, то выбирается режим нормально закрытый.

В условиях суровой зимы выбирается вариант нормально открытый. В частности в России. В теплых краях можно выбирать нормально закрытый. Впрочем, все зависит от множества факторов. Самый распространенный вариант сервоприводов — это нормально открытый. К тому же, когда сервопривод выходит из строя, то нет риска, заморозить помещение от холода.

Сервоприводы по напряжению бывают на 220 вольт, но бывают и на другое напряжение, например, 24 вольт. Также не исключено, что сервоприводы могут принимать постоянный ток или переменный ток. В большинстве случаев это переменный ток 50 Гц.

Чтобы сервопривод начал закрывать или открывать клапан, ему нужен сигнал в виде напряжения. Обычный сигнал сервоприводу — это обычное питание, которое указывается в паспорте сервопривода. (220в/24в).

Как работает сервопривод?

Рассмотрим такой термопривод. Производитель: Oventrop.

Внутри имеется такой механизм:

Принцип действия сервопривода

Принцип действия привода основан на расширении жидкости (толуола) в сильфоне за счет прохождения электрического тока через нихромовый нагревательный элемент.

В механизме сервопривода имеется пружинный механизм и емкость, в которой умещена специальная жидкость, которая под действием температуры расширяется и давит на шток. Шток, выдвигаясь, давит на шток термоклапана и клапан закрывается. Под действием напряжения происходит прогрев жидкости, и жидкость расширяется. То есть этот сервопривод не имеет электромагнитного мотора. Использование силы взято от расширяющейся жидкости под действием температуры, поэтому данный сервопривод обзывают термоприводом. Так как сила движения происходит от расширения жидкости при его нагреве.

Поэтому когда подается напряжение на сервопривод, то привод закрывает клапан не мгновенно, а по истечению некоторого времени, на которое уходит прогрев жидкости. Это около 1-3 минут в зависимости от производителя.

Когда в термоприводе отсутствует напряжение, то клапан приходит в исходное положение, когда достаточно для этого остынет. Остывает сервопривод намного дольше, чем нагревается. Поэтому время открывания термопривода от 5 до 15 минут.

Слева нагретый сервопривод, справа остывший.

Сверху у сервопривода имеется выдвигающийся механизм, он нужен для того, чтобы:

Во-первых, определять посадку сервопривода в термоклапане.

Во-вторых, уведомляет о режиме клапана: Вкл/Выкл.

То есть если он поднят вверх — это говорит о том, что клапан закрыт. Если он опущен, то клапан открыт.

Если данный механизм имеет на стандартные размеры по высоте, то следует насторожиться. Данный термопривод может не подходить к термоклапану или не правильно быть подключен. То есть размеры выдвигаемого штока не совпадают с термоклапаном.

В сервоприводах стоит защита от перегрева. Там встроен механизм отключения питания.

Данный сервопривод можно проверить на ощупь, если он нагрет — клапан закрыт, если он холодный — клапан открыт.

Электрическая схема сервопривода и термостата на 220 вольт.

Так же можно одним термостатом подключить 2-3 сервопривода.

Вопрос в том стоит ли соблюдать фазу ноль? Если Вы даже перепутаете фазу с нулем, данная схема все равно будет работать. Но учтите ее, когда вы будите подключать более сложные электронные устройства. В сложных устройствах могут возникать ошибки. В любом случае смотрите паспорта электрического устройства и соблюдайте Фазу и ноль. Фаза (L). Ноль (N). Земля (PE).

Поэтому когда будите покупать или заказывать сервопривод, убедитесь в том, что бы Вы случайно не приобрели термоэлектронный сервопривод. Так как такой привод должен использоваться совместно с электронным регулятором.

Между сервоприводом и термостатом может быть подключен Коммутационный блок, который выглядит таким образом:

Коммутационные блоки для коммутации термостатов и сервоприводов называют по-разному: Коммуникатор зональный, коммутатор для смесительных узлов, клеммная колодка для сервоприводов и насосной логикой, просто коммуникатор и так далее.

Данный коммуникатор служит для передачи управляющих сигналов (вкл/выкл) от комнатных термостатов на сервоприводы термостатических клапанов, управляющих подачей теплоносителя по контурам.

При отсутствии запроса на подачу теплоносителя во все присоединительные контура, реле коммутатора подает команду на отключение циркуляционного насоса смесительного узла.

Коммутаторы, также подразделяются по напряжению и существуют коммутаторы на 220 вольт.

Некоторые коммутаторы бывают с радиоэлектронным сигналом. Продаются в сборе с термостатами, которые сообщают информацию по средствам радиосигнала. Такие термостаты можно поставить в любое место на стене без прокладки кабеля. В общем, по функциям они очень разннобразны.

Электрическая схема сервопривода, термостата и коммутатора

Для новичков я рекомендую купить сервопривод на 220 вольт с переменным питанием 50 Гц. Для тех, кто живет в России. То есть такой сервопривод можно спокойно подключить к сети питания 220 вольт. В других странах могут быть изменены напряжения сети. При подключении к сети, нормально открытый клапан будет закрываться.

Также рекомендую ознакомиться с мощностью термостатов. Чтобы напряжение и ток в термостате не превышал заданные производителем. Для примера скажу, чтобы не было проблем с перегрузками, берите термостат с напряжением 220 Вольт и с током до 10 Ампер. А сервоприводы на 220 вольт имеют ток около 0,3 Ампер. Так что перегрузки по токам с таким термостатом не должны быть. Соответственно электропровод по сечению может быть 1-1,5 мм2.

Электропровод, ведущий от термостата до сервопривода, лучше сделать трех жильным, так как рабочие контакты термостата, имеют три соединения. Общий, рабочий и реверсивный сигнал. На будущее вдруг Вам понадобиться обратный сигнал (противоположная команда) от термостата.

Если Вы плохо разбираетесь в электричестве, то коммутаторы вообще не рекомендую брать. Во-первых, они дорогие. Во-вторых, функцию по отключению насоса можно пережить. Впрочем, Вам решать.

Когда существует вероятность того, что все контура закроются, и насос будет работать на нулевой расход, в этом случае обязательно устанавливают перепускной клапан, который дает расход, когда все контура закрыты.

Комнатный термостат. Комнатные регуляторы температуры.

Терморегулятор — это электрический датчик температуры, который посредствам выбранной температуры дает сигнал сервоприводу на закрытие или открытие клапана. В терморегуляторе присутствует возможность выбрать комнатную температуру или механическим способом (рукоятка) или электронным способом (кнопка).

Термостат обладает одним или двумя датчиками температуры. Основной датчик температуры встроен вовнутрь устройства. Он служит для получения температуры воздуха. Другой считается выносным и называется выносным погружным зондом. Выносной зонд нужен для того, чтобы измерять температуру поверхности теплого пола. Его нужно монтировать вовнутрь теплого водяного пола, то есть в бетонное основание теплого пола. Выносной датчик служит для измерения температуры поверхности пола. Данный зонд нужно устанавливать там, где основание пола будет всегда открыто. Также не допускается зонд устанавливать возле окон и дверей где возможен сквозняк. Зонд нужно установить между подающей и обратной трубой. Высота датчика (зонда) должна быть не ниже середины по высоте бетонной стяжки.

Датчик для определения температуры воздуха, должен находиться от пола на расстоянии 0,8-1,5 метра. Чем ближе датчик к полу, тем больше он чувствует тепло. Чем дальше, тем меньше он чувствует тепла. Это говорит о том, что если датчик будет дальше от пола, то регулятор температуры будет выставлен больше. Если ближе к полу, то наоборот.

Устанавливается датчик только на внутренних стенах. Внутренняя стена является той стеной, за которой находиться отапливаемое помещение. Наружной стеной — является стена, за которой нет помещений. Наружная стена является холодной. Датчик, установленный на наружной стене, будет обманывать и давать результаты того, что в помещение холодно.

Нельзя заслонять стену (шкафами, полками, столом, креслом, диваном) где стоит датчик температуры воздуха. Данная стена должна быть свободна для естественной циркуляции воздуха через датчик температуры. Для этого подходит стена возле входной двери. Если дверь постоянно открыта, то датчик от двери нужно установить дальше от двери на расстояние примерно 1 м. Возле датчика температуры воздуха нельзя ставить оборудование, которые выделяет тепло.

Необходимо убедиться, что бы возле датчика температуры воздуха не было каких-либо сквозняков, например вентиляции. Теоретически, идеальное место для датчика температуры воздуха, это центр отапливаемого помещения, как по ширине и длине, так и по высоте.

Термостат, обладающий двумя датчиками, может контролировать сразу два параметра: температуру воздуха и температуру пола. В таком термостате задаются пороги отключения для температуры воздуха и температуры пола. Если превысит порог температуры любого из двух датчиков, то идет отключение сервопривода.

Такие термостаты называют хронотермостатами. В них можно задавать работу сервоприводов по времени и (или) по дням.

Термостаты или коммутаторы с беспроводным датчиком.

Эра новых технологий не стоит на месте и с каждым десятилетием появляются новые изобретения. Скажу лишь то, что такие термостаты существуют. Панель управления термостатов может быть установлена в любом месте, а вот термодатчик определяющий, температуру может находиться там, где это необходимо. Термодатчик по средствам радиосигнала посылает команду термостату.