Схемы управления нагреваемым полом, приборы автоматики, принципы работы

Производители предлагают ряд устройств, которые позволяют управлять теплыми полами дистанционно или в автоматическом режиме. В том числе и программируя требуемую температуру, или подстраиваясь под состояние погоды. Но какое управление предпочесть, какая автоматика окажется полезней, комфортней?

Теплый пол без автоматики

Теплый пол может вообще не оснащаться автоматическим оборудованием. Чтобы он заработал достаточно включить циркуляционный насос, например, вставить вилку в розетку.

Настройки по температуре могут выполняться вручную. При этом вручную задается общая температура с помощью термоголовки смесительного узла. Затем, при необходимости, балансировочными кранами на коллекторе теплого пола настраивается поток (отдаваемая мощность) по каждому контуру.

При этом пользователи руководствуются субъективными ощущениями тепла в комнатах и степени нагрева полов, комнатными термометрами, а также термометрами, встроенными в подачу и обратку на коллекторе.

При настройке теплых полов, как вручную, так и с помощью дистанционного управления, необходимо учитывать большую тепловую инертность тяжелой стяжки. Поэтому настройки могут происходить постепенно в течении нескольких дней.

Обязательная защита в управлении

В цепи включения циркуляционного насоса теплого пола должно присутствовать реле тепловой защиты. Это температурное реле обычно размещается на подающем трубопроводе из смесительного узла на коллектор, и настраивается на размыкание цепи при достижении температуры +55 градусов.

Если термоголовка смесительного узла по каким-то причинам работает ошибочно и дает слишком высокую температуру на выходе, то указанное реле выключает насос, защищая стяжку.

Указанное реле может не устанавливаться если температурная защита осуществляется термоклапаном (термоголовкой) механического действия.

Еще одна механическая защита — байпас между гребенками подачи и обратки коллектора теплого пола. Байпас оборудуется встроенным дифференциальным клапаном. При закрытии (прикрытии) кранов на коллекторе значительно ограничивается расход жидкости через насос, возникают перегрузки, появляется шум жидкости. Разгрузить насос и снизить давление, стабилизировать работу, поможет этот байпас.

Также отдельные производители предлагают и модуль управления насосом теплого пола, который включает насос только тогда, когда открыт хотя бы один из сервоприводов на коллекторе.

Далее рассмотрим приборы и оборудование автоматики. С помощью следующих средств теплым полом можно управлять в дистанционном режиме или полностью автоматизировать его работу.

Комнатный термостат управляющий аппаратурой

Комнатный термостат предназначен для управления оборудованием обогреваемых водяных полов, которое осуществляется в 2-х позициях, — «да», «нет».

При достижении задаваемой температуры термостат либо замыкает, либо размыкает электрическую цепь. Это зависит от принятой производителем схемы управления.

Но чаще комнатный термостат управляет нормально закрытым сервоприводом. Т.е. при достижении заданного порога подается напряжение и сервопривод включается до снятия напряжения.

Обычно пару термостат-сервопривод приобретают от одного производителя, тогда вопроса согласования оборудования не возникает.

Комнатный термостат может размещаться в стандартной распределительной коробке электросети, заделанной в стену и подключается к скрытой проводке. Сам же термостат может быть разных модификаций, в т.ч. электронный или со встроенным механическим датчиком (обычно с большой погрешностью), с выносными датчиками встраиваемыми в стяжку теплого пола.

Пользователь управляет термостатом вращением ручки (настройка температуры), клавишами настройки, а также включения и выключения, прибор снабжается индикатором работы или табло с информацией.
Производитель прилагает и схему подключения термостата к другому оборудованию.

Хронотермостат

Хронотермостат — электронный программируемый прибор с датчиками температуры воздуха в комнате. В отличие от простого термостата снабжен программируемым процессором.

Этим прибором можно задавать температуру в помещении на некоторый период времени вперед, обычно на сутки или на неделю.
Как правило снабжен вшитыми настройками на режимы отопления «комфортный» и «эконом», а также защитой от замерзания теплоносителя.

Управляет, как и обычный термостат, сервоприводом, насосом, выдавая команды «да», «нет».

Термостатическая головка

Термостатическая головка управляет клапаном регулировки температуры смесительного узла, путем воздействия на его шток.
Головка устанавливается на клапане, снабжается выносным датчиком жидкостного типа, с которым соединяется гибкой медной капиллярной трубкой.

Модификации могут быть разные, датчик чаще снимает показания с обратного коллектора теплого пола. Диапазон измеряемых температур чаще в пределах 20 — 60 градусов. Могут настраиваться вручную вращением ручки или сервоприводом по командам термостата.
Как устроен смесительный узел

Сервоприводы

Конструкции могут быть разные, но в системе теплого пола для управления термоголовкой или настроечным вентилем, часто используется импульсный сервопривод. Приводится в движение расширением жидкости в сильфоне при ее нагреве встроенными нагревательным элементом. Рабочее напряжение 220 или 24 В.

Работает по сигналам (выполняет команды) термостатов, контроллеров, или отдельных встроенных датчиков.

Контроллер

Программируемое управляющее устройство. Может выполнять множество функций по обеспечению автоматизации управления теплым полом, в том числе:

• измерение и индикация температуры воздуха в комнатах и теплоносителя;
• обеспечение питания сервоприводов переменным напряжением 24 В и управление ими.

Но главной способностью контролера является обеспечение погодозависимого управления, — вычисление требуемой величины выходного сигнала управления в соответствии с показаниями датчика наружной температуры по заданному пользователем графику зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха.

Впрочем, надобность подобной автоматики для теплого пола (установки контроллера) многими специалистами и пользователями с опытом ставится под сомнение. Насколько нужна погодозависимая автоматика, подробней об автоматизации отопления

А если надобности в подобном управлении нет, то и дорогой контроллер соответственно не нужен.

Схемы управления теплыми полами

Приведена типичная схема теплых полов с элементами автоматики — выносными термостатами расположенными в разных комнатах и сервоприводами установленными на балансировочных кранах коллектора.

При этом термостаты подключены к общему коммутационному устройству, сблокированному с контроллером (защитным) насоса.

Указан байпас с дифференциальным клапаном, который предохраняет насос от поломки, и защитное термореле

На следующих схемах показаны несколько обычных вариантов автоматизации теплых полов.

Термостат, расположенный в комнате, управляет включением насоса теплых полов —

Как будет управляться теплый пол желательно решить заранее, чтобы провести необходимую скрытую проводку по комнатам до завершения строительства.

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

Управление теплым полом электрическим – варианты и способы

Выбирая тёплый пол для своего дома, вы, скорее всего, наткнётесь на датчик управления им. Панель управления теплым полом позволит вам сэкономить электричество, а также регулировать температуру пола, не допуская перегрева и холода, что значительно повысит уровень комфорта в вашей квартире.

На рынке существует множество вариантов таких датчиков с разным функционалом, поэтому остановиться на одном варианте бывает нелегко. В этой статье мы поможем вам разобраться в данном вопросе.

Терморегуляторы для электрических полов

Производится управление теплым полом электрическим блоком, на котором вы можете настраивать работу нагревательных элементов. Обычно вы можете включать и выключать нагрев, регулировать температуру, а также настраивать периодичность включения и выключения термоэлементов.

Всего существует несколько видов панелей управления электрическим полом, которые различаются местом и способом крепления, внешним видом, способом взаимодействия с человеком и количеством подключаемых датчиков.

Разделим их по принципу их работы:

• Электронно-механический регулятор – самый простой способ управления тёплым электрическим полом. Набор функций такого приспособления достаточно скуден: регулирование нагрева и отключение электрического пола. Управление производится вручную с помощью колёсика, как на утюге, подключённого к регулятору, который поддерживает постоянную температуру пола. Благодаря своей простоте, такой «пульт» – это одно из лучших решений, ведь его цена достаточно низкая, а поломки возникают редко и легко устраняются.
• Цифровая панель управления работает также, как и предыдущий вариант, но отличается способом управления: пользователь задаёт нужную температуру не колёсиком, а кнопками либо сенсором. Также оснащён блок управления теплыми полами электрическими датчиками, которые замеряют температуру пола и воздуха в квартире, после чего, передают собранную информацию на терморегуляторы.
• Программируемый терморегулятор – самая современная разработка на рынке обогревательного оборудования. Данный регулятор оснащён несколькими датчиками замера температуры, которые передают информацию на контроллер, способный поддерживать разную температуру в отдельных комнатах либо участках, организованных разными нагревательными цепями. Самые современные программируемые терморегуляторы могут управляться с помощью сети интернет, например, вы можете выйти из дома, отключив нагрев, а когда будете возвращаться, снова включить его со смартфона, чтобы пол прогрелся до вашего прихода.

Выбирая вариант для себя, стоит отдать предпочтение цифровой панели управления, ведь регулировать температуру с неё достаточно удобно и цена у неё также не высока, по сравнению с программируемым терморегулятором, функции которого нужны не каждому. Цифровые панели имеют различные дизайнерские решения, поэтому могут вписаться в любую квартиру, например, как на фото.

Выбор терморегулятора

Чтобы правильно выбрать терморегулятор для своей квартиры, вы должны обращать внимание на собственные пожелания, а также на то, чтобы параметры датчиков и нагревательных элементов подходили друг другу.

На что стоит обратить внимание:

1. Самое главное – это соответствие мощности пола и датчика. Если датчик будет давать недостаточное количество мощности полу, то вы не сможете разогреть его до нужной температуры. Чтобы избежать этого, прежде всего, обратите на показатели при покупке. Однако, иногда приходится устанавливать сразу несколько датчиков на пол с подогревом в одно помещение, например, вы можете подключить программаторы в одну сеть и создать мощность в 3 кВт. В больших помещениях случается так, что даже мощность в 3 кВт недостаточна, поэтому в таком случае придётся подключать несколько регуляторов по отдельности.
2. Тип установки – это также важный аспект. Если вы готовы вырезать отверстие в стене, то вам подойдёт встраиваемый контроллер, который внедряется в стену, а если вы не хотите портить стены, то просто установите короб с терморегулятором. Все прочие установки, например, подключение к нагревательным элементам, указаны в инструкции, которая поставляется вместе с датчиком.
3. Функционал – это то, с чем каждый определяется для себя сам. Как говорилось выше, зачастую используют блоки управления с небольшим функционалом, однако если вы хотите управлять полом дистанционно, программировать его на долгий промежуток времени, например, на неделю, то лучше будет приобрести вариант дороже – программер.
4. Внешний вид – это заключающий фактор, который определяется стилистикой помещения. В магазине вы сможете найти для себя множество различных решений, отличающихся цветом, формой и т.д., однако, чаще всего, регулирующие панели выглядят как небольшие розетки.

Стоит отметить, что можно обойтись вовсе без терморегулятора, однако для этого придётся использовать специальный саморегулирующийся нагревательный кабель, в противном случае, ваш пол быстро придёт в негодность без термодатчика (прочитайте: «Как выбрать и установить термодатчик для теплого пола»).

Расположение терморегулятора

Где расположить терморегулятор – это самостоятельное решение, однако стоит упомянуть о некоторых правилах установки терморегулятора:

• Высоту расположения контроллера вы можете выбрать сами, ведь она абсолютно не влияет на работу датчика. Чаще всего, регулятор устанавливают возле пола либо рядом с выключателями.
• Самое строгое правило – это запрет на установку регулятора во влажных помещениях, например, в ванной комнате. Если вы установили тёплый пол в ванной, то блок управления рекомендуется вынести в коридор, прокинув кабели к нагревательным элементам сквозь стену.
• Правила подключения к сети индивидуальны у каждой модели, однако все они схожи. Каждая модель имеет несколько клемм для подключения нагревательных элементов, питания и датчиков. Встречаются модели с уже подключенным кабелем питания, в таком случае его длинна будет равна от двух до трёх метров, чего вполне хватит для подключения к распределительному коробу.

Все дополнительные правила установки обычно описываются в инструкции, поэтому она обязательна к прочтению, кроме того, в ней вы можете прочитать о том, как пользоваться теплым полом.

Основные неполадки и их решение

Анализируя отзывы пользователей, можно сделать вывод, что у панелей управления бывают две основные поломки:

• Самая частая поломка – это неправильное функционирование блока управления либо его полный отказ. Вы можете самостоятельно продиагностировать его, используя тестер: подайте ток на принимающую клемму и измерьте его на другой клемме, которая отдаёт энергию на нагревательный элемент. Если тока нет, это значит, что датчик следует отдать в ремонт, ведь самостоятельно вы не сможете исправить эту поломку.
• Вторая распространённая поломка – это отказ или неправильная работа датчика температуры. Чтобы убедиться в его неисправности, используйте мультиметр и измерьте сопротивление датчика. Нормальные показатели указаны в инструкции (обычно 5-45 кОм). Если показатели не совпадают, то датчики температуры следует заменить на новые.

Заключение

В заключение стоит сказать о том, что датчик управления теплым полом – незаменимая вещь. Блок управления не только помогает настроить нагрев пола, но и сэкономить электричество. Лучше всего экономят программируемые панели управления, однако их цена значительно выше моделей иных классов.

Большая экономия (до 30%) происходит благодаря тому, что вы, выбирая нужную температуру пола, не направляете лишнее напряжение на нагревательные элементы, а соответственно, не расходуете излишки энергии.