Меню

Автоматика регулировки водяного теплого пола

Автоматика для водяного теплого пола

В предыдущей статье смесительные узлы теплого пола были рассмотрены варианты подключения водяного теплого пола к системе отопления. Напомню основные рабочие элементы насосно-смесительного узла. Это насос, смесительный клапан и гребенка. Этого вполне достаточно для полноценного телпого пола.

Нужно ли ставить автоматику теплого пола?

Простейший насосно-смесительный узел обеспечит полноценный теплый пол. Он гарантирует равномерность прогрева, позволяет настроить ровную комфортную температуру поверхности пола. Зачем тогда дополнительно регулировать пол?

Автоматика позволит сэкономить на топливе или электроэнергии. Это первая причина. Вторая — это напольные покрытия. Ламинат, паркет и другие напольные покрытия могут требовать определенные ограничения температуры. Именно для этого необходимы регуляторы с датчиками температуры пола.

По каким параметрам регулируется теплый пол?

Температура теплоносителя регулируется собственно насосно-смесительным узлом. Ее можно выставить один раз и забыть. О двух других поговорим подробнее.

Известно, что комфорт и экономичность являются взаимоисключающими понятиями в отоплении. В любом регуляторе в системе отопления есть два режима: КОМФОРТ и ЭКО. Также мало совместимы регулирование полов по температуре воздуха и по температуре поверхности пола.

Работы теплых полов достаточно, чтобы полностью отопить дом даже в морозы. А как быть в межсезонье? На большей части территории стран СНГ в отопительный сезон преобладает не сильно низкая температура в районе 0 o C. Скажем, мы хотим, чтобы по полу было комфортно ходить. Для этого мы установим регулятор температуры поверхности пола на 26 0 o C. Но этого слишком много для отопления дома, когда за окном плюсовая температура. В комнатах может быть жарко. Повышенная температура воздуха означает убытки. Другой вариант. Мы регулируем теплый пол по температуре воздуха в помещении. Тогда в некоторые промежутки времени пол может быть остывшим и некомфортным для хождения.

Если Вы решили установить комнатные регуляторы для управления теплыми полами, то для жилых комнат хорошим выбором будут суточные или недельные программируемые регулуляторы с возможностью подключения датчика температуры пола. Это позволит Вам разделить по времени суток принцип управления теплым полом. Когда все дома, к примеру, с 6 до 9 и с 18 до 22, будет поддерживаться комфортая температура поверхности пола. А в ночное и рабочее время регулирование производится по температуре воздуха.

Как работает автоматика теплого пола?

Итак, мы установили комнатные термостаты. По какому принципу работает автоматика теплого пола?

Как регулируется температура в отдельной комнате? На каждой петле теплого пола, которой нужно управлять, на коллекторе устанавливается сервопривод. Сервопривод открывает или закрывает этот контур. Если в комнате один контур теплого пола, то эта комната перекрывается одним приводом. Если в комнате больше контуров — значит несколькими. Сервоприводами управляет комнатный регулятор. Он может подключаться одновременно к нескольким приводам. Когда в комнате температура поднимается выше установленной — комнатный термостат дает команду приводам, и они перекрывают конутр. Когда температура ниже установленной — контур открывается.

Представим, что на всех выводах коллектора стоят сервоприводы. Существует вероятность, что они одновременно закроют все контуры. Тогда насосу будет некуда гнать воду, это для него вредно. Эту проблемку можно решить тремя путями:

  • установка байпаса с перепусным клапаном (когда давление после насоса сильно увеличится — клапан откроет путь воде через байпас);
  • установка электронного насоса (такой насос сам решит эту проблему);
  • установка блоков управления между клапанами и комнатными регуляторами (в них заложены функции защиты насосов).

    Обсудить эту статью, оставить отзыв в Google+ | Вконтакте | Facebook

    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).

    Читайте также:  Самодельные теплообменники для отопления

    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

    Автоматическое регулирование напольного отопления. Часть 1

    Задачи автоматического регулирования

    Необходимость и важность автоматического регулирования системой напольного отопления лучше всего доказывать на конкретном примере по принципу «от противного».

    Предположим, имеется помещение, оборудованное системой тёплого пола с расчётным удельным тепловым потоком q = 60 Вт/м 2 . Этот тепловой поток рассчитан при расчётной температуре наружного воздуха tн0 = –28 °С (Санкт-Петербург). Конструкция «пирога» пола показана на рис. 1.


    Рис. 1. Конструкция тёплого пола

    Для определения требуемой температуры теплоносителя можно воспользоваться расчётным модулем программы VALTEC.PRG версии 3.1.3 (рис. 2). Средняя температура теплоносителя составляет tт = 31,5 °C. При перепаде температур в петлях Δt = 5 °C термоголовка насосно-смесительного узла будет установлена на температуру 31,5 + (5/2) = 34 °С.

    Допустим, никакой регулировки кроме поддержания температуры теплоносителя в насосно-смесительном узле система не имеет. При наружной температуре tн0 = –28 °С пол действительно будет отдавать q = 60 Вт/м 2 , поддерживая температуру воздуха в обслуживаемом помещении tв0 = 20 °С. Однако с повышением температуры наружного воздуха картина будет меняться.


    Рис. 2. Результат расчёта температуры теплоносителя

    Температуру воздуха в помещении при изменившейся температуре наружного воздуха tвi нетрудно определить из уравнения теплового баланса:

    где tнi – текущая температура наружного воздуха, °С

    Удельный тепловой поток можно определить по формуле:

    Текущая температура пола составит:

    Результаты расчёта сведены в таблицу 1.

    Таблица 1. Температура воздуха, удельный тепловой поток и температура воздуха при различной температуре наружного воздуха

    Температура наружного воздуха, °С

    Температура внутреннего воздуха, °С

    Удельный тепловой поток от тёплого пола, Вт/м2

    Температура пола, °С

    Как видно из приведённой таблицы, отсутствие регулирования напольным отоплением приводит в межсезонье к чрезмерному перегреву воздуха в помещении, а также к повышению температуры пола.

      Можно, конечно, при резких изменениях температуры открывать форточки, но отапливать за свой счёт вселенную навряд ли кто захочет. Можно также бегать к насосно-смесительному узлу, чтобы перенастроить уставку термоголовки, однако, такая беготня совершенно не вяжется с понятием «комфорта». Таким образом, можно сформулировать следующие основные задачи автоматического регулирования напольным отоплением:
    • поддержание внутреннего климата в помещении в комфортных рамках;
    • экономия энергоресурсов;
    • исключение излишнего вмешательства пользователя в работу системы.

    Самым простым и доступным решением по регулированию системы напольного отопления является использование комнатных термостатов совместно с электротермическими приводами, управляющими термостатическими клапанами коллекторного блока.

    Принцип работы термостата элементарен: пользователем задаётся желаемая температура внутреннего воздуха (уставка). При отклонении температуры воздуха в помещении от уставки на величину гистерезиса (разница между температурами включения и выключения), происходит переключение контактов реле, через которые на сервопривод подаётся электропитание. В зависимости от схемы подключения и типа сервопривода (нормально открытый или нормально закрытый), происходит либо открытие, либо закрытие термостатического клапана, регулирующего подачу теплоносителя в петлю тёплого пола.

    Термостат на схеме 1 рисунка 3 при повышении температуры разомкнёт питание нормально закрытого сервопривода и там самым перекроет подачу теплоносителя в петлю. На схеме 2 рисунка 3 термостат подключён к нормально открытому приводу. При повышении температуры воздуха в помещении термостат подаст питание на сервопривод, также перекрыв петлю.


    Рис. 3. Принцип работы комнатного термостата и сервопривода

    В номенклатуре VALTEC имеется несколько видов комнатных термостатов.

    Читайте также:  Конденсационный газовый котел для теплого пола

    Термостат комнатный проводной с датчиком температуры пола VT.AC602


    Рис. 4. Комнатный термостат VT.AC602

    Термостат VT.AC602 (рис. 4) кроме встроенного датчика температуры воздуха имеет выносной датчик, который встраивается в конструкцию стяжки тёплого пола в гофрокожухе.

    При одновременном подключении двух датчиков встроенный датчик температуры является рабочим, а выносной – предохранительным (заводская настройка). То есть, при превышении предельной температуры на выносном датчике происходит отключение нагрузки, независимо от показаний встроенного датчика. Эта функция особенно полезна при покрытиях пола, чувствительных к повышению температуры (например, паркет).

    При выборе в качестве рабочего выносного датчика температуры пола, встроенный датчик температуры воздуха становится предохранительным.

    Переключение рабочих датчиков производится на шестиполюсном джампере, расположенном под лицевой панелью (рис. 5).


    Рис. 5. Схема переключения датчиков

    К термостату подводится питание 220 В, которое он при понижении температуры воздуха ниже уставки передаёт на сервопривод (рис. 6).

    Такая схема предусматривает работу только с нормально закрытыми сервоприводами, а также исключает возможность использования зонального коммуникатора VT.ZC8.


    Рис. 6. Схема подключения термостата VT.AC602

    Термостат комнатный проводной VT.AC701
    Термостат VT.AC701 (рис. 7) работает от двух батареек ААА 1,5 В и имеет жидкокристаллический дисплей, который в рабочем режиме отражает текущую температуру воздуха в помещении. Он выполнен в настенном исполнении, то есть крепится непосредственно на стену и не требует устройства гнезда с монтажной коробкой.


    Рис. 7. Термостат комнатный VT.AC701

    Требуемая температура (уставка) задаётся с помощью двух клавиш на передней панели. Термостат может работать как с нормально открытыми (НО), так и с нормально закрытыми (НЗ) сервоприводами с напряжением 220 В и 24 В. Сервопривод подключается в разрыв цепи питания (рис. 8).


    Рис. 8. Схемы подключения термостата VT.AC701

    Хронотермостат комнатный проводной с датчиком температуры пола VT.AC709
    Давайте представим реальный рабочий день обычной семьи. Утром, когда домочадцы поднимаются с постелей, завтракают и собираются на работу, учебу и т. п., температура воздуха в помещениях должна поддерживаться на уровне 20–22 °С. Затем квартира остаётся на попечение кошек и собак, и вполне достаточно, чтобы температура не опускалась ниже 14–15 °С. Вечером семья возвращается домой, и до тех пор, пока все не улягутся спать, нужно снова поддерживать 20 °С. Наконец семья уснула.

    Для нормального здорового сна температура воздуха в помещении не должна превышать 17 °С (рис. 9). Получается, что жильцу несколько раз в день придётся подходить к комнатному термостату и менять его настройку. Но даже в этом случае комфортная температура наступит не сразу. В зависимости от тепловой инерционности конструкций и использованного отопительного оборудования тепловой эффект проявится лишь через 20–30 минут, а то и позже.


    Рис. 9. Пример графика температуры воздуха в помещении

    Можно, конечно, ничего не регулировать, а по старинке открывать и закрывать форточку, установив на термостате стабильные 20 °С. Владельцы частных домов, коттеджей и квартир, оборудованных теплосчётчиками такому решению уже сейчас не обрадуются. Ведь платить за «открытую форточку» и нагрев «мирового пространства» им приходится из своего кармана. Тем, у кого теплосчётчики ещё не установлены, можно этот метод использовать, если им нравится бегать к форточкам и хлюпать носом от постоянных сквозняков.

    Гораздо разумнее поступит тот, кто вместо обычного термостата установит электронный хронотермостат VT.AC709 (рис. 10).


    Рис. 10. Хронотермостат проводной VT.AC709

    Хронотермостат позволяет программно задавать режимы отопления в разное время рабочих суток и выходных дней. Для этого каждые сутки условно делятся на шесть периодов, время начала каждого из которых задаётся пользователем. То есть, при пятидневной рабочей неделе надо запрограммировать шесть периодов для пяти суток (рабочих) и 2 х 6 = 12 периодов для выходных дней. Для каждого из назначенных периодов задаётся требуемая температура воздуха или пола (при назначении в качестве рабочего выносного датчика).

    В любой момент времени хронотермостат позволяет вмешаться в программу и перейти на режим ручного управления. Например, кто-то пришёл с работы раньше обычного. Перейдя на режим временного ручного управления, он назначает нужную температуру, и прибор будет её поддерживать до конца текущего программного периода, игнорируя программную настройку, а затем автоматически вернётся к работе по программе.

    В обычных комнатных термостатах гистерезис (разница между температурами размыкания и замыкания контактов) является фиксированной величиной и составляет, как правило, 1 °С.

    Кого-то это устраивает, а кому-то желательно поддерживать температуру более точно. Кому-то, наоборот, хочется, чтобы включение/выключение отопительного контура происходило реже. В хронотермостате VT.AC709 гистерезис можно настраивать в диапазоне от 0,5 до 10 °С.

    Многие владельцы обычных комнатных термостатов замечают, что температура воздуха, фиксируемая термостатом, часто отличается от температуры, показываемой обычным комнатным термометром. Причин тому может быть несколько: разная температура в разных точках помещения, нагрев прибора при работе, неверная калибровка и т.п. Приходится держать в уме некую поправку, чтобы постоянно корректировать настройку на эту величину. Хронотермостат VT.AC709 имеет режим ручной калибровки встроенного датчика, поэтому поправка будет всегда учитываться автоматически.

    Кроме всего прочего, хронотермостат VT.AC709 позволяет включить функцию защиты от замерзания (рис. 11). Даже при выключенном термостате (режим OFF) снижение температуры воздуха ниже 5 °С подаст напряжение на сервопривод, обеспечив циркуляцию теплоносителя.

    Читайте также:  Мембранный бак отопления куда ставить


    Рис. 11. Информация, отображаемая на экране и назначение кнопок управления VT.AC709 (синим цветом показано значение заводских настроек)

    Выносной датчик температуры пола встраивается в стяжку тёплого пола и служит в качестве предохранительного. При превышении предельно допустимой температуры пола, независимо от текущей температуры внутреннего воздуха, термостат подаст команду на отключение отопления (рис. 12 а и 12 б).


    Рис. 12 a. Схемы подключения хронотермостата VT.AC709 к сервоприводам 220 В


    Рис. 12 б. Схемы подключения хронотермостата VT.AC709 к сервоприводам 24 В

    Хронотермостат комнатный проводной с датчиком температуры пола VT.AC710
    В отличие от мдели VT.AC709, хронотермостат VT.AC710 (рис. 13) имеет автономное питание от двух батареек АА по 1,5 В. Выносного датчика температуры пола у этого прибора нет.


    Рис. 13. Хронотермостат VT.AC710

    В соответствии с введённой недельной программой хронотермостат управляет напольным отоплением, поддерживая в помещении один из двух предварительно заданных режимов («Комфорт» и «Эконом»).

    Каждый из семи дней недели разбит на 48 временных зон (по 30 минут каждая), что позволяет пользователю при программировании хронотермостата обеспечить оптимальный климатический режим в помещениях.

    Для удобства оперативного управления климатической системой хронотермостат имеет кнопку ждущего режима, которая позволяет при необходимости временно отключить работу программы и действовать по задаваемому пользователю командам.

    Состояние реле (замкнуто / разомкнуто) отображается светодиодным индикатором и надписью на жидкокристаллическом дисплее (System ON / System OFF; рис. 14).


    Рис. 14. Схема подключения хронотермостата VT.AC710

    Хронтермостат комнатный беспроводной VT.AC707
    Все ранее рассмотренные комнатные термостаты соединяются с сервоприводом с помощью провода, что не всегда удобно, а в ряде случаев просто невозможно. В этом случае на помощь придёт беспроводной хронотермостат VT.AC707 (рис. 15).


    Рис. 15. Хронотермостат беспроводной VT.AC707

    В его комплект входит приёмник, который принимает управляющий сигнал от хронотермостата, установленного в обслуживаемом помещении и по проводной схеме передаёт его непосредственно на сервопривод коллекторного блока. Сигнал к приёмнику передаётся по радиоканалу на разрешенной частоте 433 МГц. Приёмник, как правило, располагается рядом с сервоприводом в коллекторном шкафу.

      Прибор снабжён сенсорными кнопками управления и позволяет выполнять следующие функции:
    • поддержание температуры воздуха в обслуживаемом помещении на уровне, заданном пользователем (программно или вручную);
    • дистанционная передача управляющего сигнала на расстояние до 30 м;
    • суточное и недельное программирования температурных режимов в помещении (шесть режимов в сутки);
    • поддержание режима защиты от замерзания;
    • настройка разницы между температурами размыкания и замыкания контактов;
    • калибровка показаний встроенного датчика температуры воздуха по данным поверочного термометра;
    • экранная индикация режимов работы, времени, температуры воздуха в помещении и заданной для текущего режима температуры воздуха;
    • подсветка дисплея;
    • блокировка настроек для защиты от несанкционированного вмешательства.

    Хронотермостат двухконтурный проводной VT.AC711
    Система напольного отопления достаточно часто применяется в качестве дополнения к радиаторному отоплению. В случае использования такой комбинированной схемы, управление отоплением тоже должно быть ком- бинированным. Это значит, что совместная одновременная работа двух систем в межсезонье (при температуре наружного воздуха от –10 до +8 °С) не требуется.

    Тёплый пол вполне и сам справится с этой задачей. Для управления комбинированной системой отопления идеально подходит двухконтурный хронотермостат VT.AC711 (рис. 16).


    Рис. 16. Хронотермостат двухконтурный VT.AC711

    Этот хронотермостат выполняет такие же функции, как и VT.AC709, но управляет уже не одним, а двумя контурами отопления при помощи дополнительного реле. В меню настроек такого термостата введена величина dT, которая определяет зону температур выше уставки, при которой включено только одно реле (рис. 17).


    Рис. 17. Схема работы хронотермостата VT.AC711

    На термостате задаётся две величины: первая – уставка самого термостата (например 20 °С) и вторая величина – dT (например 3 °С), которая настраивается один раз и применима при любых значениях уставки. Если фактическая температура воздуха в помещении ниже уставки на 0,5 °С (половинное значение гистерезиса), то это означает, что в помещении холодно и необходимо включить и радиаторное и напольное отопление. Такая ситуация возникает, как правило, в пиковые периоды холода, когда на улице устанавливается температура, близкая к зимней расчётной (для Санкт-Петербурга это –28 °С).

    При возрастании температуры выше уставки (20 + 0,5 = 20,5 °С) реле, управляющее радиатором, отключается. Таким образом при оптимальном диапазоне температур будет выключен радиатор, но тёплый пол для обеспечения комфорта в помещении останется включённым. Дальнейшее увеличение температуры воздуха до значения 20 + dT + 0,5 = 23,5 °С приведёт к выключению и тёплого пола (рис. 18).


    Рис. 18. Схемы подключения хронотермостата VT.AC711

    Остывание помещения сначала запустит тёплый пол при температуре 20 + dT – 0,5 = 22,5 °С, а при понижении температуры до значения 20 – 0,5 = 19,5 °С подключится и радиаторное отопление.

    По умолчанию, значение dT задана равной 3 °С, однако задавать его рекомендуется, исходя из особенностей конкретной системы и тепловой инерционности помещения.

    Таблица 2. Основные технические характеристики комнатных термостатов

  • Adblock
    detector