Как осуществляется регулировка температуры водяного теплого пола? В том числе по контурам.

Водяной теплый пол регулировка температуры несколькими способами в том числе раздельно по нескольким контурам. Здесь расскажу, как можно реализовать управление водяным теплым полом в частном доме.

Если с радиаторным отоплением всё более-менее понятно. Управлять температурой на них можно раздельно с помощью термоголовок. То регулировка температуры водяного теплого пола осуществляется гораздо сложнее с точки зрения монтажа. Просто убавив температуру на котле, мы ничего не добьемся. Почему так происходит?

Водяной теплый пол, как происходит регулировка температуры?

Водяной теплый пол является низкотемпературной системой отопления. В нём течёт теплоноситель, температура которого редко превышает 41 °C. Таким образом если мы будем уменьшать температуру на котле до 50 °C, то радиаторы (привожу как пример) на втором этаже уже будут холодными, а на первом этаже, где у нас проложена система теплого пола, будет всё также жарко. Так работает узел подмеса водяного теплого пола. О том, что это такое и как сделать водяной теплый пол здесь.

Всё дело в том, что узел управления водяного теплого пола не связан с автоматикой котла и реализован на трехходовом термостатическом клапане. Он и отвечает за подачу в систему теплоносителя определенной температуры. Если его не будет, то мы сможем ходить по полу только в тапочках с толстой подошвой и чувствовать себя как на сковородке.

Блок управления водяным теплым полом регулирует количество горячего теплоносителя, поступающего из котла, и смешивает его с уже остывшим теплоносителем, который вернулся по системе охлажденным. Таким образом происходить регулировка температуры всех водяных контуров теплого пола. Этот блок управления водяным теплым полом принято называть узлом подмеса. Как понятно из названия он подмешивает в горячую воду холодную и создает оптимальную температуру.

Если у вас уже смонтирована система такого отопления, то чтобы отрегулировать температуру вам необходимо найти тот самый блок управления водяным теплым полом (узел подмеса) и повернуть имеющийся терморегулятор (обычно по часовой стрелке, чтобы уменьшить температуру и против часовой стрелки, чтобы прибавить) (на картинке регулятор зеленого цвета дискретное значение +/- 1 °C).

Важно! Регулировка температуры системы водяного теплого пола происходит постепенно. Прибавили 1 – 2 °C, необходимо ждать не меньше чем 2 часа. Это обусловлено большой инерционностью системы. Быстрого изменения не произойдет. Имейте это ввиду.

Стандартный узел подмеса имеет дискретное значение в регулировке и составляет обычно 1 °C. Т.е. один щелчок 1 °C прибавили или уменьшили — ждём.

Регулировка температуры водяного теплого пола раздельно по комнатам

В случае, когда вы только планируете сделать отопление в доме с водяным теплым полом, можно организовать раздельное управление температурой по комнатам.

Для этого следует спроектировать укладку контуров теплого пола зонировано. Т.е. труба контура водяного пола должна быть проложена только в одной комнате. Если площадь комнаты больше, чем 12 кв. м. следует уложить два или три контура трубы.

При этом смесительный узел будет общим, температура теплоносителя будет также регулироваться на весь коллектор одновременно. Т.е. во всей системе теплого пола температура будет задана узлом подмеса и не будет отличаться.

Как же сделать управление теплым полом водяным с несколькими контурами? Для этого нам необходимо будет приобрести сервоприводы «нормально открытые» (желательно, но не обязательно). По одному на каждый контур, которым мы собираемся управлять.

Установить в каждой комнате термодатчик (терморегулятор). В продаже имеются как проводные, так и беспроводные варианты. Функционал может быть также различным. От простого механического вкл./выкл. До сложного управление температурой по времени дня и ночи. Стоимость будет различаться.

Проводная регулировка температуры по комнатам

Если термодатчики проводные, то необходимо будет проложить трехжильные провода от них к коллектору. В этом случае управление будет идти непосредственно на сервопривод и никакой контроллер дополнительно не требуется.

Беспроводная регулировка температуры ТП

Если термодатчики беспроводные, то никаких коммуникаций больше не потребуется. Такое решение будет актуально если ремонт уже закончен, и вы хотите сделать управление температурой водяного теплого пола в конце ремонта.

В таком случае автоматика будет располагаться в непосредственной близости от блока регулировки температуры и приводить в действие сервоприводы. А с датчиков будет только передаваться сигнал о включении и/или выключении на контроллер автоматики. А контроллер в свою очередь будет подавать или снимать напряжение с привода.

Как работает сервопривод для теплого пола?

Сервопривод — это электромеханическое устройство, которое позволяет открывать и перекрывать линию на обратке теплоносителя отдельного контура.

Как работает сервопривод для теплого пола? Он состоит из электропривода и нажимного штока — этот шток воздействует на клапан, который находится в коллекторе теплого пола и в зависимости от состояния терморегулятора принимает открытое или закрытое положение.

Регулировка расхода по контуру осуществляется со стороны подачи теплоносителя.

Сервопривод накручивается на обратный коллектор. На тот контур, которым следует управлять (т.е. вы должны знать где какой контур на коллекторе куда идет труба от него). У коллекторов для теплого пола (если вы ставили именно такой) резьба для установки сервопривода унифицирована. Т.е. подойдет любой.

Для установки сервопривода необходимо снять штатный колпачок и накрутить сам сервопривод.

После установки сервоприводов на все контуры, необходимо соединить их с управляющим блоком (в случае беспроводной системы). Настроить сигналы с терморегуляторов. Т.е. определить каналы, по которым они будут управлять тем или иным сервоприводом. Или подключить их напрямую к термодатчикам если они проводные. И тогда управление будет осуществляться напрямую подачей или отсутствием питания на сервоприводе.

Сервоприводы могут быть «нормально открытые» или «нормально закрытые». Это значит, когда напряжение отсутствует он позволяет теплоносителю циркулировать (нормально открытый). Или не позволяет (нормально закрытый).

Какой сервопривод ставить на управление температурой водяного теплого пола?

Логичнее выбрать «нормально открытый». При таком варианте на сервопривод в большем %-ном соотношении по времени напряжение подаваться не будет и теплоноситель будет циркулировать (т.е. отопление будет работать). Однако большинство (если не все) терморегуляторы или блоки управления температурой теплого пола позволяют управлять как нормально открытыми, так и нормально закрытыми сервоприводами в зависимости от клемм к которым их подключат.

Водяной теплый пол регулировка температуры

Узел подмеса всегда работает в одном режиме с заданной комфортной температурой теплоносителя (например, 36 °C). В комнатах, где нам важно регулировать отдельно температуру, устанавливаем терморегуляторы. Завязываем это всё с блоком управления или напрямую с сервоприводами (в случае проводной системы). По командам с терморегуляторов происходит закрытие или открытие ветки теплого пола и тем самым происходит регуляция.

Важно размещать терморегуляторы не на солнце и не рядом с источником тепла.

Есть еще один способ убавить температуру в отдельном помещении, для этого следует немного уменьшить расход теплоносителя по контуру задушив ветку с помощью клапана на подаче. Однако этот метод не позволяет сделать это плавно и точно. Если у вас не стоят расходомеры, то делайте отметки и запоминайте на сколько градусов вы повернули клапан. Иначе придётся все балансировать заново, а это не всегда просто.

Насосно-смесительные узлы для водяного теплого пола

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

Насосно-смесительный узел системы тёплого пола должен выполнять следующие основные функции:
• поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
• обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
• обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.

К вспомогательным функциям насосно-смесительного узла можно отнести следующие:
• индикация температуры (на входе и выходе);
• отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
• защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
• аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
• отведение воздуха из теплоносителя;
• дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла можно объяснить по тепломеханической схеме на рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T₁. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т₁₁. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т₁₁ выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т₂₁. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т₁ до Т₂₁ (∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁). Температуру Т₂₁ задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = Т₁₁ – Т₂₁ также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

Исходные данные:
• температура на входе в насосно-смесительный узел Т₁ = 90 °С;
• температура после насоса Т₁₁ = 35 °С;
• перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = 5 °С;
• тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.

Решение:
1. Температура на выходе из петель тёплого пола: Т₂₁ = Т₁₁ – ∆Т_тп = 35 – 5 = 30 °С.
2. Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁ = 90 – 30 = 60 °С.
3. Расход во вторичном контуре G₁₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
4. Расход в первичном (котловом) контуре G₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
5. Расход через байпас G₃ = G₁₁ – G₁ = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

Насосно-смесительные узлы VT.COMBI и VT.COMBI.S

В насосно-смесительных узлах VT.COMBI и VT.COMBI.S (рис. 2, 3) приготовление теплоносителя с пониженной температурой происходит при помощи двухходового термостатического клапана, управляемого либо термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленном в линии подающего коллектора (модель VT.COMBI), либо аналоговым сервоприводом, который работает под управлением контроллера VT.К200.М (модель VT.COMBI.S). Контроллер с датчиками температуры теплоносителя и наружного воздуха не входит в комплект поставки насосно-смесительного узла и приобретается отдельно.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Рис. 4. Узел VT.COMBI.S в комбинированной системе отопления

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 7) отличается от узла VT.COMBI меньшей монтажной длиной и отсутствием перепускного клапана. Узел рассчитан на установку циркуляционного насоса монтажной длиной 130 мм. Ручной воздухоотводчик узла расположен на регулировочной втулке балансировочного клапана вторичного контура.

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC