Система управления теплыми полами – Управление теплым полом электрическим – варианты и способы. Система управления теплыми полами

работа блока управления напольного обогрева

Вместе с обустройством напольного водяного обогрева продумывают систему управления для тёплого пола. Температурный режим в комнате регулируют вручную или с помощью автоматических устройств.

При ручном управлении человеку приходится уменьшать или увеличивать нагрев и давление в системе с помощью вентилей. Это не всегда удобно. Рекомендуют установить для оборудования автоматический блок управления. Программе задаются параметры один раз. Система сама контролирует включение обогрева.

Управлять автоматикой возможно дистанционно, через Интернет. Для этого производитель предлагает установить на компьютере специальное приложение. Что представляет собой автоматика для жидкостной системы напольного обогрева? Как осуществляется её работа?

Управление циркуляционным насосом

Для того чтобы обеспечить определённую скорость теплоносителя в напольной магистрали, на выходном контуре устанавливают циркуляционный насос. Он призван нагнетать охлаждённую жидкость в теплообменник, который находится в котле.

Для каждой ветки магистрали рекомендуют устанавливать свой циркуляционный насос со своим терморегулятором. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность управлять температурным режимом индивидуально в определённом помещении.

Если напольное отопление оборудовано только одним насосом и одним блоком управления, то обогрев будет поддерживаться на одинаковом уровне во всех помещениях. Система отключится не только в комнате, где температура превышает норму, но и в помещении с более сниженным показателем. Автоматика для тёплого пола, контролирующая работу насоса, представлена следующими элементами:

• датчик температуры; оборудование устанавливают на контуре с охлаждённой водой; он передаёт данные термостату;
• термостат; оборудование призвано анализировать температуру, которая была установлена для определённого помещения, и данные, переданные с датчика; при снижении показателей, термостат отключает или включает циркулятор;
• гистерезис; устройство обеспечивает гармоничную работу системы; задаётся резервный промежуток температур; он может быть от +/-1 до +/-10 градусов; если на терморегуляторе было установлено 30 0С, на гистерезисе +5 0С, то насос отключится уже при температуре 25 0С; его включение произойдёт при нагреве теплоносителя до 35 0С;
• блок бесперебойного питания ИБП или генератор; оборудование обеспечит постоянную работу насоса и автоматического управления, независимо от электропитания.

Вместо термодатчика на циркулятор устанавливают реле давления. Устройство определяет интенсивность подачи теплоносителя в магистраль. Вода циркулирует в системе под давлением 4-6 бар. При повышении показателя реле отключает насос. В систему вода поступает под низким давлением, что снижает интенсивность обогрева. При снижении давления в магистрали реле включает циркулятор.

Регулятор на смесительном узле

Управление тёплым полом можно осуществлять с помощью термоголовки. Её устанавливают на трёхходовом клапане, который контролирует поток горячей и охлаждённой воды в напольной магистрали. Автоматика с термоголовкой для водяного тёплого пола имеет следующую схему:

• выносной датчик температуры; на нём устанавливается определённая температура теплоносителя и воздуха в помещении;
• термостат, в котором находится чувствительная жидкость; в сифон термоголовки жидкость поступает через капиллярную трубку;
• подпружиненный шток; на нём укреплены тарельчатые клапана; они могут перекрывать доступ горячей или холодной воды.

Если температура теплоносителя, который поступает из котла слишком высокая, то терможидкость в капиллярной трубке расширяется и давит на шток. При этом клапан открывает выход с холодной водой. Она смешивается с горячим теплоносителем и в магистраль он поступает заниженной температуры. При снижении показателей терможидкость сужается, перестаёт давить на шток и он поднимается. Выход с обратного контура закрывается и в систему поступает только горячая вода.

Если в доме оборудовано несколько контуров для напольного обогрева, во всех помещениях требуется различный тепловой режим, то устанавливают несколько трёхходовых клапанов с термоголовкой. Датчик программируют на определённую температуру. Данная схема позволит снизить или увеличить обогрев только в одной комнате. В остальных помещениях режим останется без изменения.

Сервоприводы для коллектора

При напольном отоплении трубопровод подключают к коллектору. Оборудование имеет выходы для горячего теплоносителя и для охлаждённой жидкости, которая нагнетается в котёл. Количество выходов в коллекторе соответствует количеству контуров водяного обогрева. В магистраль подаётся теплоноситель определённой температуры. Сервоприводы призваны её регулировать, посредством вентилей, расположенных на коллекторе.

Блок управления тёплого пола имеет следующие составные части:

• пружина, выполненная из нихрома; через неё проходит электрический ток;
• ёмкость с терможидкостью; она нагревается посредством нихромовой пружины;
• шток, к которому прикреплены клапаны холодного контура;
• термодатчик; устройство устанавливают на жидкостном контуре тёплого пола;
• терморегулятор; его программируют на определённый режим; к нему подключается датчик температуры и кабель сервопривода.

На терморегуляторе задают определённый режим обогрева. Если температура пола превышает установленный параметр, то терморегулятор замыкает цепь сервопривода. Начинает нагреваться пружина, которая находится в терможидкости.

Жидкость расширяется и давит на шток, который открывает клапан для холодного контура. В смесительной камере горячий теплоноситель и охлаждённая вода смешиваются. Тёплая жидкость поступает в напольную магистраль.

При снижении установленной температуры термостат размыкает цепь сервопривода. Пружина начинает остывать, терможидкость охлаждаться и сужается. Шток поднимается и перекрывает выход для холодного контура. Систему для тёплого пола устанавливают в Москве для обогрева загородных коттеджей.

При использовании сервопривода терможидкость нагревается и остывает быстро. Система изменяет режим работы за 1-3 мин. Термоголовка на смесительном узле отключает систему отопления в течение 15 мин. Автомат на тёплый пол посредством сервоприводов может управлять дистанционно, с помощью электронных гаджетов.

Погодозависимое управление

Управление водяной системой отопления «тёплый пол» может осуществлять не только в зависимости от изменения температурного режима в помещении, но и от повышения или снижения температуры воздуха на улице.

Для регулирования работы напольной магистрали используют целую систему датчиков и контролеров, которые устанавливаются и в жилых помещениях, и снаружи дома. Управление водяного тёплого пола контролирует работу нескольких коллекторов одновременно.

Система сложная, но имеет понятный интерфейс. Потребителю предоставляется возможность регулировать напольный обогрев в зависимости от времени суток, дней недели, времени года. Летом отопление отключают, но в качестве профилактики необходимо запускать циркуляционный насос.

Функцию «летний обогрев» можно запрограммировать. Система включится самостоятельно. Она поможет поддерживать работу насоса в штатном режиме.

Автоматику для водяного напольного обогрева устанавливают сразу во время монтажа магистрали и установки терморегулятора и датчика температуры. Оборудование способствует созданию комфортного микроклимата в доме. Управление некоторыми системами может осуществлять дистанционно.

YouTube responded with an error: Daily Limit Exceeded. The quota will be reset at midnight Pacific Time (PT). You may monitor your quota usage and adjust limits in the API Console: https://console.developers.google.com/apis/api/youtube.googleapis.com/quotas?project=268921522881

Загрузка…

Погодозависимое управление насосно-смесительными узлами в системах теплого пола

Уважаемые читатели! С момента публикации этой статьи в ассортименте нашей компании, практике применения оборудования, нормативных документах могли произойти изменения. Предлагаемая вам информация полезна, однако носит исключительно ознакомительный характер.

Достоинства отопления помещений водяными теплыми полами неоднократно рассмотрены в многочисленных публикациях, и лишний раз ломиться в открытые ворота смысла нет.

Однако почему-то, когда речь заходит о необходимости погодного регулирования температуры теплоносителя в контуре напольного отопления, большинство хозяев относится к этому мероприятию как к модному, но совершенно ненужному «навороту». «Зачем мне нужен ваш контроллер? Обычные комнатные термостаты прекрасно справятся с задачей регулирования температуры воздуха в помещениях!» – такие возражения, как правило, выдвигает заказчик, когда проектировщик пытается включить в проект отопления погодозависимое управление контурами теплого пола. И дело вовсе не в прижимистости и скупости – просто люди толком не понимают, что делает контроллер, и каково основное отличие его работы от управления обычными комнатными термостатами. Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.

Для примера рассмотрим абстрактный проект системы встроенного обогрева «теплый пол». Расчетные удельные теплопотери отапливаемых помещений примем равными 80 Вт/м² площади пола. Здесь следует напомнить, что расчетные теплопотери определяются по температуре наружного воздуха для наиболее холодной пятидневки отопительного периода. В частности, для Санкт-Петербурга теплопотери будут рассчитываться для температуры наружного воздуха –26 °С.

Конструкцию пола примем такой, как показано на рис. 1: по многопустотной плите перекрытия (1) толщиной 22 см уложен слой теплоизоляции из пенополистирола (2) толщиной 5 см. Трубы теплого пола расположены в стяжке (3) общей толщиной 70 мм, по которой устроен чистый пол из керамической плитки (4) толщиной 15 мм.

Рис. 1. Расчетная конструкция теплого пола

Для определения требуемой температуры теплоносителя воспользуемся расчетным модулем программы VALTEC.PRG 3.1.0 (рис. 2).

Рис. 2. Копия экрана расчетного модуля программы VALTEC.PRG 3.1.0

На основании выполненного расчета среднюю температуру теплоносителя примем 35 °С. При расчетном перепаде температур в контуре теплого пола 10 °С смесительный узел будет настроен на температуру теплоносителя 40 °С.

При температуре наружного воздуха –26 °С данная настройка обеспечит требуемые теплопоступления в помещение в количестве q_расч= 80 Вт/м² и поддержание температуры воздуха в помещении на уровне 20 °С.

Допустим, температура наружного воздуха повысилась c –26 до –3°С. Удельные теплопотери помещения составили бы в этом случае 40 Вт/м². Однако это было бы справедливо, если бы температура внутреннего воздуха поддерживалась на уровне 20 °С. Фактически же с учетом избыточного теплопритока от теплого пола температура внутреннего воздуха будет значительно выше. Решая уравнение теплового баланса, можно определить, что при отсутствии комнатных термостатов и контроллеров внутренний воздух в помещении прогреется до 26 °С, а фактические удельные теплопотери и удельный тепловой поток от теплого пола составят 50 Вт/м².

Посмотрим, что произойдет в межсезонье, то есть при температуре наружного воздуха +8 °С. Теоретические удельные теплопотери снизятся до 21 Вт/м². Температура внутреннего воздуха прогреется до 28 °С. Фактический тепловой поток от теплого пола составит 35 Вт/м² (см. табл. и рис. 3).

Таблица. Параметры системы теплого пола при отсутствии автоматического регулирования

Температура наружного воздуха, °С	Теоретические удельные теплопотери, Вт/м2	Фактический тепловой поток от теплого пола, Вт/м2	Температура внутреннего воздуха при отсутствии автоматического регулирования, °С
–26	80	80	20
–25	78	78,7	20,2
–24	76,5	77,4	20,5
–23	74,8	76,1	20,7
–22	73	74,8	21
–21	71,3	73,4	21,2
–20	69,6	72,1	21,5
–19	67,8	70,8	21,7
–18	66,1	69,5	22
–17	64,3	68,2	22,2
–16	62,6	66,9	22,5
–15	60,9	65,6	22,7
–14	59,1	64,3	23
–13	57,4	63	23,2
–12	55,7	61,6	23,4
–11	53,9	60,3	23,7
–10	52,2	59	23,9
–9	50,4	57,7	24,2
–8	48,7	56,4	24,4
–7	47	55,1	24,7
–6	45,2	53,8	24,9
–5	43,5	52,6	25,2
–4	41,8	51,1	25,4
–3	40	49,8	25,7
–2	38,3	48,5	25,9
–1	36,5	47,2	26,1
0	34,8	45,9	26,4
+1	33	44,6	26,6
+2	31,3	43,3	26,9
+3	29,6	42	27,1
+4	27,8	40,7	27,4
+5	26	39,3	27,6
+6	24,3	38	27,9
+7	22,6	36,7	28,1
+8	20,9	35,4	28,4

 

Рис. 3. График зависимости требуемой температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха

Как видим, без автоматического регулирования работой петель теплого пола, говорить о каком-то комфорте просто смешно.

Допустим, мы решили поставить комнатные термостаты, которые управляют электротермическими сервоприводами клапанов на коллекторе теплого пола (рис. 4).

Рис. 4. Комнатный электронный термостат VT.AC.701

Работают термостаты по элементарному принципу: при превышении заданной температуры на 1 °С термостат подает команду на термоэлектрический сервопривод термостатического клапана (рис. 5), прекращая подачу теплоносителя в конкретную петлю теплого пола.

Рис. 5. Термоэлектрический сервопривод термостатического клапана

Когда температура воздуха в помещении снова понизится до значения уставки, термостат даст команду на открытие клапана. Как мы выяснили, в межсезонье тепловой поток от пола должен составлять 21 Вт/м², что почти в четыре раза меньше расчетного. Это значит, что мы будем иметь дело с режимом прерывистого отопления.

При прекращении подачи теплоносителя в петли теплого пола, скорость остывания помещения описывается экспонентой, из которой следует, что время остывания τ, ч, определяется выражением:

где t_x – температура помещения после остывания, °С; t_в – температура помещения до начала остывания, °С; t_н – температура наружного воздуха, °С; β – коэффициент аккумуляции теплоты помещением (постоянная времени), ч. Этот коэффициент представляет из себя произведение теплоемкости расчетных слоев ограждающих конструкций С, участвующих в теплообмене, на их приведенное сопротивление теплопередаче R_пр. Коэффициент аккумуляции численно равен времени остывания, при котором отношение температурных напоров между внутренней и наружной температурами до начала охлаждения и после охлаждения равно числу «e» (2,72).

В предложенном примере комнатный термостат даст команду на закрытие клапана при превышении уставки на 1 °С. Если термостат настроен на значение внутренней температуры 20 °С, то он перекроет петли при температуре 21 °С.

Если принять для рассматриваемого примера, что здание выполнено с кирпичными наружными стенами толщиной 640 мм и коэффициентом остекления 0,2 (β = 100 ч), то можно рассчитать время, за которое температура в данном помещении снизится на 1 °С при наружной температуре +8 °С:

При этом температуры воздуха и пола практически уравниваются.

Через это время термостат даст команду на открытие клапана, и теплый пол снова начнет нагреваться. Время, за которое пол снова нагреется с 20 до 26 °С можно (с определенными допущениями) рассчитать по формуле:

τ_пол = Δt · (с_cт · S_cт ·  δ_ст · γ_ст + с_п ·  S_п ·  δ_п · γ_п + с_т · (1/b) · v_т · γ_т)/q_расч =

6 · (880 · 1·0,07 · 1800 + 840 · 1 · 0,015 · 2000 + 4187 · (1/0,15) · 0,000113 · 1000)/80 = 2,9 ч.

В приведенной формуле с_ст, с_п, с_т – удельная теплоемкость стяжки, плиточного покрытия и воды, Дж/кг · °С; S_ст, S_п – расчетная площадь стяжки и плиточного покрытия, м²; δ_ст, δ_п – расчетная толщина стяжки и плиточного покрытия, м; γ_ст, γ_п, γ_т – удельный вес материала стяжки, плиточного покрытия и воды, кг/м³; v_т – объем теплоносителя в 1 пог. м трубы, м³; b – шаг трубы, м.

Таким образом, очевидно, что при использовании комнатных термостатов температура поверхности пола становится заметно изменяющейся величиной и большую часть времени будет лежать вне комфортных пределов. То есть, потратив средства на создание теплого пола, именно полноценного теплого пола-то пользователь в итоге и не получит (рис. 6).

Рис. 6. График изменения во времени температуры пола и помещения при прерывистом отоплении

Постоянные знакопеременные нагрузки, вызванные циклическими температурными деформациями трубопроводов, снижают срок службы самих труб, и могут вызвать ослабление трубных соединений. Циклический режим нагрева и охлаждения постепенно снижает прочность цементно-песчаной стяжки и неблагоприятно сказывается на качестве финишных напольных покрытий.

Кроме того, существенным недостатком прерывистого режима отопления является то, что циркуляционный насос основную долю рабочего времени будет гонять теплоноситель по малому кругу – через байпас и перепускной клапан. Это приведет к перерасходу электроэнергии, поскольку перепускной клапан настраивается на перепад давления больший, чем потери давления в расчетной петле, и значит, рабочая точка насоса сдвинется в сторону большей потребляемой мощности. Этого можно избежать, если подключать термостаты к сервоприводам клапанов коллектора через коммуникаторы, имеющие функцию отключения насоса при отсутствии запроса на отопление. Но это лишь полумера.

Если потребитель хочет получить действительно эффективную систему встроенного обогрева, адекватно и оперативно реагирующую на изменение климатических факторов, то в этом случае не обойтись без контроллера с погодозависимой автоматикой.

Контроллер VALTEC VT.K200 разработан специально для управления системами встроенного обогрева, в частности теплым полом. Это не значит, что этот прибор нельзя использовать, например, для управления вентиляционными системами. Однако разработка контроллера велась именно под конкретную задачу, поэтому в него включены только те функции, которые необходимы для управления насосно-смесительными узлами теплого пола (рис. 7).

Рис. 7. Контроллер VT.K200

Входящий в комплект поставки контроллера датчик температуры наружного воздуха устанавливается на северном фасаде здания (вне действия солнечных лучей). В зависимости от показаний датчика контроллер управляет сервоприводом термостатического клапана насосно-смесительного узла, устанавливая заданную графиком регулирования температуру теплоносителя в контуре теплого пола. Контроллер поставляется с предварительно заданным графиком, который рассчитан по усредненным климатическим параметрам Московской и Ленинградской областей. Пользователь может откорректировать график в соответствии с проектной документацией. В соответствии с графиком, каждому значению температуре наружного воздуха соответствует своя температура теплоносителя (рис. 8).

Рис. 8. График зависимости теплоносителя от температуры наружного воздуха.

При таком регулировании в любой момент времени тепловой поток от теплого пола будет соответствовать фактическим теплопотерям (см. табл. и рис. 3).

Контроллер позволяет построить график регулирования с количеством опорных точек от 2 до 10. Это значит, что он может быть не обязательно прямой, но и ломаный, с разным углом наклона графика при различных температурных интервалах.

Использование контроллера с погодозависимым регулированием в системах встроенного обогрева при грамотном проектировании и настройке обеспечивает действительно оптимальный уровень комфорта и при этом увеличивает срок безаварийной службы трубопроводов, соединителей, насосно-смесительного узла, а также сохраняет надлежащие эксплуатационные характеристики финишных напольных покрытий.

Ознакомиться с полным ассортиментом автоматики VALTEC для водяного теплого пола можно в каталоге. 

Автор: В.И. Поляков 

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010
Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

Автоматика водяного теплого пола

Для достижения оптимального функционирования, комфорта и экономичности система водяного теплого пола Thermotech должна включать в себя эффективную систему автоматики.

Некоторые заказчики, пренебрегают автоматикой из соображений экономии, осуществляя регулировку с помощью закрытия и открытия контуров вручную, что со временем приводит к «разбалансировке» системы и требует вмешательства специалистов. Мы рекомендуем использовать автоматику Thermotech, выбрав оптимальный способ управления.

В зависимости от выполняемых задач (места установки, способа контроля и управления) возможно групповое, индивидуальное (зональное) или комплексное  регулирование систем водяного теплого пола.

Групповое регулирование

Групповое регулирование – это управление объемом и/или температурой теплоносителя, т.е. «главными качественными» характеристиками отопительного процесса, оно может осуществляться: 

• Непосредственно на источнике тепла.  Применяется, как правило, при использовании  низкотемпературных источников, имеющих  встроенные элементы контроля и управления;
• На групповых смесительных узлах.  Для управления параметрами теплоносителя для групп потребителей (нескольких зон, коллекторов) с применением оборудования в зависимости от технических решений;
• На индивидуальных смесительных узлах. Применяется для управления параметрами теплоносителя на смесительных узлах, присоединенных к конкретному коллектору тёплого пола;
• По принципу «Констант», т.е. с постоянным  поддержанием заданной температуры. Реализуется, как правило, с помощью термостатической головки с накладным/погружным датчиком, установленной на двух- (трёх) ходовой клапан смесительного узла;
• По принципу «Клима», т.е. поддержание температуры теплоносителя (подающей и обратной линий) в зависимости от выбранной  программы. Реализуется с помощью контроллеров управления теплоснабжением.

Индивидуальное регулирование

• Индивидуальная покомнатная автоматика (по отдельным помещениям) с датчиком температуры воздуха для автоматического поддержания заданной температуры воздуха в помещении. Следовательно, температура в помещении является задаваемой и контролируемой величиной, а температура пола – зависимой (управляемой) величиной;
• Индивидуальная (покомнатная) автоматика с датчиком в пол. Для автоматического поддержания заданной температуры пола. Т.е. температура пола – задаваемая и контролируемая величина, а температура в помещении зависимая величина. Применяется на объектах, где более важна не температура в помещении, а постоянная температура пола (сауны, бассейны, аквапарки и т.п.).

На термостате задается температура при достижении которой термостат выдает сигнал на исполнительный механизм (электропривод), который закрывает соответствующий контур тёплого пола. Если температура ниже установленной, то электропривод открывает контур по соответствующему сигналу термостата.

Комплексное регулирование

Комплексное регулирование – это сочетание групповой и индивидуальной автоматики в зависимости от технических схем, комбинации применяемого оборудования и поставленных задач.

Управление теплым полом электрическим – варианты и способы. Система управления теплыми полами

Управление теплыми поломи через систему «умного дома»

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен! Нажмите «Подписаться на канал», чтобы читать Tepliepol.ru в ленте «Яндекса» https://zen.yandex.ru/tepliepol.ru

Сейчас многие задумываются об улучшении условий проживания, качестве быта, условиях комфорта. Современное развитие высоких технологий, бытовой техники значительно упрощает решение этого вопроса. Система «умный дом» — это совмещение новейших инженерно-технических и компьютерных разработок.

Система «умный дом».

Эта система позволяет решать целый комплекс задач для комфортного и безопасного проживания. Она интегрирует в себе управление следующими функциями дома:

• Освещение. Сюда входит контроль над использованием различных типов осветительных приборов, как внутри, так и снаружи дома.
• Безопасность. Различные виды охранной, пожарной сигнализации. Слежение за утечкой воды, газа. Контроль доступа в помещение. Управление камерами видеонаблюдения.
• Включение, выключение бытовой, аудио, видео техники в разных комнатах.
• Контроль средств связи.
• Отопление и установка микроклимата в доме.
• Открытие, закрытие ворот, шлагбаумов гаража.
• Удаленное слежение и управление системами дома.

Управление через планшет

Все управление перечисленными выше функциями передается в единый центр. С его помощью, легко контролировать все технические процессы, происходящие в доме. Одним из важных и наиболее интересных функций – является программирование. Это выполнение заданных функций при различных стандартных и нестандартных ситуациях.

Одним из важных факторов в устройстве микроклимата комнаты является подогрев полов. Он используется как отдельно, так и в комплексе с другими видами отопления. Может применяться в квартире, частном доме, на даче. На данный момент существует два варианта сделать полы теплыми –

1. Электрический. Обогрев осуществляется с помощью нагревательных кабелей.
2. Водяной. В этом случае нагревательным элементом являются сеть трубок, по которым циркулирует горячая вода.

Принцип устройства данного вида отоплений заключается в установке обогревающих элементов под напольное покрытие помещений. Функции, которые выполняет умный теплый пол, разнообразны:

1. Позволяет значительно экономить расход электроэнергии. Это достигается регулировкой и программированием терморегулируемых датчиков.
2. Возможность устанавливать температуру в зависимости от времени года, погодных условий, а так же для разных дней отдельно (будни, выходные).
3. Контролировать подачу тепла в отсутствии хозяев (удерживать установленный режим). Повышать или понижать температуру в разное время суток автоматически.

Управление теплым полом выполняе