система управления теплым полом водяным
Система водяного теплого пола: особенности, управление
В нашей стране системы напольного отопления появились сравнительно недавно, и длительное время оставались нестандартным способом отопления и одним из признаков состоятельности. Сегодня же они получили повсеместное распространение в сфере частного загородного домостроения, как в комбинированных системах отопления, так и в качестве альтернативы радиаторам. В обоих случаях наиболее востребован водяной теплый пол, при помощи специалиста компании Uponor и участников нашего портала разберемся, на чем основан все возрастающий спрос на эти системы и как их автоматизировать.
Почему так популярны теплые полы
Главным отличием систем водяного теплого пола от радиаторных является не столько скрытая прокладка контура с теплоносителем, хотя и это база для массы преимуществ, сколько пониженная температура теплоносителя. В европейских странах эти системы успешно прошли проверку временем – более полувека даже в северной части континента именно их используют в качестве основного источника тепла. Естественно, такой выбор обусловлен исключительно практичностью, а не менталитетом.
Ввиду особенностей напольных систем, можно сказать, что они экономичны, экологичны и эстетичны. Низкотемпературные системы поверхностного отопления вырабатывают мягкое лучистое тепло и воздействуют напрямую на человека, без промежуточного прогрева воздушных масс в помещении. Это позволяет снизить температуру в комнатах, при этом сохранить необходимый уровень комфорта и снизить затраты на отопление.
И речь не только о комфорте, но и о предпочтительном микроклимате.
Тепло, излучаемое теплым полом, воспринимается во много раз лучше конвекционного. Это обусловлено биологическим строением нашего тела. По результатам исследований ученых, ощущение комфорта и тепла возникает у человека тогда, когда температура на уровне его ног несколько выше температуры уровня его головы. Оптимальное состояние, когда температура поверхности пола составляет от 20 до 29°C, а на уровне головы – от 19 до 24°C.
Кроме того, что «в здоровом теле здоровый дух», отопление теплым полом еще и выгодно.
Напольное отопление выбирают и чтобы эстетику сохранить, особенно, когда остекление панорамное, и чтобы «ноги в тепле, а голова в холоде», и в надежде с годами остаться в плюсе. Эффективность же водяного теплого пола доказана практикой – основная масса построенных или реконструированных загородных домов сегодня отапливается преимущественно комбинированной системой, теплый пол и радиаторы, либо только теплым полом. Мало того, подобными системами в качестве единственного источника тепла начали оснащать и многоэтажные дома в жилых комплексах.
Чтобы повысить уровень комфорта жильцов, создать оптимальный микроклимат и сократить затраты на отопление, для одного из ЖК в Санкт-Петербурге была выбрана система водяного теплого пола. В среднем, это позволило снизить потребление энергии в квартирах на 20 %.
Для максимальной отдачи системы укомплектованы управляющей автоматикой.
Основная же масса проблем, приписываемых водяному теплому полу (зебра, горячо/холодно, протечки и т. д.), связана не с недостатками системы как таковой, а с ошибками при проектировании, некачественными комплектующими или нарушениями технологии монтажа.
Хватит ли теплого пола, чтобы отопить дом
Как чисто не там, где чаще метут, а там, где не сорят, так и тепло не там где сильнее топят, а там, где теплопотери меньше. Чтобы температура в доме была комфортной для жильцов, подача тепла должна покрывать его отток через ограждающие конструкции. В домах предыдущего поколения этого добивались преимущественно за счет увеличения мощности и просто сильнее «кочегарили» печи или котлы. Теперь с такой системой можно в прямом смысле «вылететь в трубу» на счетах за энергоносители, и все силы брошены на сокращение оттока. А в домах с герметичным контуром тип отопительной системы практически не играет роли, так как за счет утепления теплопотери минимальны и для их восполнения может быть достаточно и обогрева только полом. Однако в каждом конкретном случае необходим точный теплотехнический расчет с учетом индивидуальных параметров дома.
Поддерживать комфортную температуру в доме – задача всей, правильно спроектированной системы отопления. Если по тепловому расчету выходит так, что теплого пола, с нормированной температурой поверхности, хватает для достижения комфортной температуры, значит, больше ничего не нужно. Если нет, то необходимо добавить другие отопительные приборы.
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.
Обзор центральных блоков зонального управления водяным теплым полом
Для управления водяным теплым полом в каждом помещении установлен комнатный терморегулятор, который управляет соответствующей электрической моторизированной головкой направления на коллекторе теплого пола.
Казалось бы этого достаточно.
А вот чтобы исключить работу насоса смесительного узла вхолостую потребуется дополнительное устройство. Это устройство поможет также выключать котел отопления, когда во всех помещениях достигнута заданная терморегуляторами температура.
Забегая на перед, скажу, что себе для решения этой задачи выбрал Beok CCT-10, который и описал в отдельной статье: Тестирование контроллера теплых полов Beok CCT-10.
Необходим центральный блок управления теплыми полами, который будет на основании полученных от терморегуляторов сигналов, запускать котел и насос смесительного узла.
Алгоритм работы центрального устройства очень простой: сложение по схеме ИЛИ сигналов от комнатных терморегуляторов и выдача результирующего сигнала на насос и котел.
Оказалось что не у меня одного возникла такая задача и существуют приборы промышленного производства для ее решения.
Контролер управления зонами отопления COMPUTHERM Q4Z.
Есть беспроводной аналог.
Это замечательное устройство и в нем реализовано даже больше, чем мог придумать я: три, суммирующих разные зоны, выхода и возможность ручного управления зонами.
Такой контроллер мне бы подошел если бы не одно но.
К контроллеру зон можно подключить любой комнатный термостат переключения. Так написано в паспорте и это можно понять, что термостат должен иметь нормально разомкнутые контакты.
Так уж исторически сложилось, но большинство терморегуляторов у меня оказалось более подходящих для управления электрическим теплым полом. Они выдают управляющий сигнал в виде 220В.
Вот классическая схема подключений терморегуляторов для отопления теплыми полами:
Этот сигнал, кроме управления обогревателем, можно использовать для управления насосом или моторизированными головками. Для логических операций с полученными сигналами такого вида уже нельзя применить это устройство.
Но нашел бы кому привести его с Барабашово, будь он мне нужен.
Мне не подойдет, поскольку требует только контакты реле.
Контроллер для управления водяным теплым полом Tech L-5.
Стоит 5238р.
Предназначен для управления термостатическими приводами клапанов с помощью проводки, для сбора и обработки информации, полученной от компонентов сиcтемы, а также для передачи им управляющих команд.
Это самая простая модель с урезанным функционалом и существуют более сложные устройства: с радиотермостатами, WiFi, облачным сервисом и пошло поехало.
Позволяет контролировать температуру в восьми различных отопительных зонах.
Возможность управления 22 термостатических сервоприводов с помощью 8 комнатных регуляторов:
– 3 комнатных регулятора дают возможность обслуживать до 12 сервоприводов;
– 5 комнатных регулятора дают возможность обслуживать до 10 сервоприводов.
Один выход 230V на насос.
Выход сухой контакт для управления дополнительным нагревательным устройством.
Цена 5-6 тысяч за такое устройство не кажется большой.
Вот только входные сигналы для этого контроллера тоже должны быть контактами реле.
Красивый. Клеммы подключения скрыты. Мне не подойдет, поскольку требует только контакты реле. Очень жаль.
Проводной центр коммутации Salus KL06.
Стоит 4281р.
Контроллер KL06 предназначен для соединения термостатов и исполнительных приводов в единый коммутационный узел. Есть индикация состояния сервоприводов.
Управление насосом и котлом возможно только после подключения дополнительных модулей Salus PL06 или PL07 (1700р и 2800р).
Если внимательно почитать инструкцию Salus KL06, то можно выяснить что это более хитрое устройство, чем может показаться.
Полнофункционально работает с терморегуляторами Salus.
СИСТЕМЫ PWM, VP, NSB
Системы, применяемые в терморегуляторах Salus серии ERT, обеспечивают более эффективное управление половым отоплением.
В связи с большой инерцией полового отопления, применение системы PWM у контроллеров серии ERT гарантирует нам четкое поддерживание постоянной температуры в помещениях. Система PWM контролирует рабочее время, а также частоту открытия и закрытия использованных сервомоторов по отношению к росту температуры в помещении. Результатом чего является добавочная экономия, комфорт, а также отсутствие перенагрева помещения.
Это система, которая защищает и удлиняет срок работы сервомоторов. Один раз в неделю открывает и закрывает сервомотор, даже если система в данный момент не работает (время вне отопительного сезона).
Функция NSB в регуляторах активируется посредством внешнего сигнала, передаваемого планке Salus KL06 при помощи недельного терморегулятора Salus ERT50. Этот регулятор должен быть подключен к полю, обозначенному номером 1.
Все регуляторы должны быть подключены при помощи 4-х жильного провода, согласно схеме номер 1.
Если Вы не подключите поле, обозначенное часами, то функция MSB не будет активна, но остальные функции регулятора (PWM и VP) будут работать.
Вот эти схемы подключения терморегуляторов.
Похоже, терморегулятор управляет именно 220В, пропуская или не пропуская через себя. Если так, то контроллер Salus KL06 может и подойти для работы с терморегуляторами, выдающими 220В на управление нагрузкой.
Мне он не нравится визуально, и с модулем подключения насоса и котла стоит уже дороже 6000р и имеет открытые клеммы. терморегуляторов Salus у меня не будет, поэтому «умные» функции недоступны.
Модуль управляющий Watts WFHC-BAS.
Watts WFHC-BAS на 6 зон, 220В, нормально закрытых сервоприводов стоит 5650р.
Модуль можно применять как самостоятельное устройство и как компонент системы автоматизации. Есть варианты расширения и применения радиомодулей.
Если применять модуль с функцией программирования и родные термостаты, то можно программировать все термостаты с одного модуля.
Рассмотрим схемы соединения из этого паспорта.
Похоже это именно то что мне надо. Возможно подключение терморегуляторов, выдающих 220В! К тому же клеммы подключения скрыты и по фото видно, что качественный продукт.
Теплоконтроллер Teplocom TC-8Z.
Из паспорта выясняем схемы подключения.
Ка понять фразу «подключите термостаты 220В»?
Нам поможет изучение термостатов, рекомендуемых к использованию с этим теплоконтроллером.
Часть этих термостатов выдает напряжение 220В при включении и нет контактов реле.
Этот термоконтроллер подойдет для моих теплых полов, да еще знакомого производителя и самый дешевый. Можно закрыть глаза на то что имеет открытые клеммы и придется приобрести стандартный бокс под него.
Теплоконтроллер для лучевой системы отопления Teplocom Луч TC-5Z LUX
Стоит 4920р.
Контроллер-концентратор Beok CCT-10 на 8 каналов.
Стоит 2720р.
Есть также в ассортименте магазина подобный концентратор, но с возможностью подключить радио-терморегуляторы.
Изучим в паспорте схемы соединений.
PS. Это устройство в итоге я и заказал для своей задачи. Обзор и тестирование в статье: Тестирование контроллера теплых полов Beok CCT-10.
Lieve.
В AprilSky Store стоит 1900р.
Безымянный.
В Homeimprove Store стоит 2 370р.
Центр управления напольным отоплением Saswell SCU209.
Радио-вариант на 5 зон стоит 4700р.
Проводной вариант должен стоить 3600р (на Amazon 44 евро).
К сожалению сейчас в этом магазине на AliExpress только вариант с подключением комнатных терморегуляторов по радио.
Но есть в другом магазине точно такой же безымянный гаджет за 2600р в магазине Homeimprove Store.
Этот центральный блок по рисунку платы (фото нет) очень похож на Beok, который я купил.
AVATTO ME280 (ME208-8).
Стоит 2800р (правда сейчас распродажа).
У этого центрального блока три выходных реле.
Но нет регулировки времени задержки.
Тоже интересный вариант.
FH901.
Стоит 2740р + 560р доставка.
Если бы не Beok CCT-10, то был бы куплен этот контроллер.
Блок коммутации AURATON 8D PRO.
Стоит 5355р.
Предназначен для управления сервоприводами, установленными на коллекторе теплого водяного пола. Крепление блока предусмотрено на DIN-рейку. Встроенный модуль управления насосом и котлом.
Заслуживающее внимание устройство но мало присутствует на рынке в России
Uponor Base X25.
Рассмотрим самый простой проводной контроллер Uponor Base X25 с реле насоса.
Стоит это устройство более 9400р.
— Поворотный селектор каналов для удобной регистрации исполнительных механизмов;
— Защита от перегрузки;
— 6 каналов (термостатов);
— 12 исполнительных механизмов.
Дорогое устройство, но линейка устройств Uponor достойна изучения.
Elsen EKK 230/24В.
Стоит 6000р.
Качественное устройство. Тут есть какие-то функции ограничения температуры и системные часы, но разбираться неохота.
Uni-Fitt 380M.
Коммутационная коробка Uni-Fitt 380M на 6 каналов 230В стоит 5600р.
Это близнец Elsen EKK.
Kermi x-net.
Модульный центральный узел Kermi x-net на 6 каналов 230В Стоит 5800р.
Возможно расширение функций, посредством простого крепления дополнительных модулей и нам потребуется дополнительный модуль отключения насоса за 4800р.
Дорого будет, если вместе с модулем управления насосом.
REHAU.
Raumatic M 230 стоит 4700р.
Это близнец Kermi x-net.
Valtec VT.ZC.
Коммутационная коробка Valtec VT.ZC на 8 каналов 220В стоит 6000р.
Неyжели нельзя было что-то интересное придумать? Или думают что налепили «Сделано в России» и схавают?
Изучение паспорта показало, что в этом контроллере есть всякие разные переключатели, позволяющие группировать выходы и настраивать каскадное управление. Возможно наличие переключателей и повлияло так на цену.
1500р ему цена. Да и термостаты ему нужны только с контактами.
Контроллер управления сервоприводами радиаторов отопления SMART CHR-08.
Стоит 7950р.
В линейке оборудования почему-то такого контроллера на 220В нет. Поэтому рассмотрим контроллер SMART CHR-08, который управляет сервоприводами на 24В.
Непонятно зачем это устройство нужно за такие деньги, ведь это по сути клеммник с лампочками.
Insolo.
Зональный коммуникатор Insolo Pro Aqua стоит 14135р.
Это устройство явно больше чем клеммная коробка. Коммуникатор может регулировать температуру подающего теплоносителя напольного отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха, а также контролировать и исключать его перегрев выше 55 °С, путём регулирования сервопривода смесительного клапана, с использованием дополнительного датчика температуры наружного воздуха.
Коммуникатор имеет релейные выходы для управления работой котла и циркуляционного насоса.
Режим ночного понижения температуры теплоносителя. Защита от отсутствия теплоносителя.
ЖК дисплей, отображающий состояние входов и выходов. Программирование с панели коммуникатора.
Есть модель без дисплея и кнопок, но с Wi-Fi.
В принципе, задан уровень, к которому надо стремиться производителям подобных устройств.
Многоканальный температурный регулятор.
Стоимость таких устройств 3500-5500р.
Внедрение такого способа зонального регулирования температуры будет не очень удобным.
Релейная логика.
Мне с моими терморегуляторами подойдет простая релейная логика. Можно собрать контроллер отопления самому, тем более что это будет очень просто.
Для пяти направлений понадобится 6 реле.
Катушки 5-ти реле будут подключены параллельно приводам клапанов. Их замыкающиеся контакты будут соединены параллельно для включения насоса смесительного узла, если включено хотя бы одно направление.
Шестое реле будет управлять котлом и предназначено, чтобы удалить высокое напряжение с контактной группы. Катушка этого реле будет подключена параллельно насосу смесительного узла.
Самое дешевое реле с гнездом будет стоить 200р.
Плюс еще бокс с din-рейкой 200р.
Итого: 6*200 + 200 = 1400р.
Ну что же еще надо?
Что еще хотелось нам.
1. Возможность управления скоростью насоса в зависимости от количества включенных направлений. Практика показывает, что при включении больше двух направлений не мешало бы перевести насос смесительной группы на вторую скорость.
2. Возможность выключать насос при падении температуры теплоносителя на входе подачи в смесительный узел. Например, при длительном принятии ванны с двухконтурным котлом.
3. Наличие дополнительных сигнальных выходов «сухой контакт» при включении направлений. Это понадобится для мониторинга работы теплых полов, например при помощи Arduino.
4. Ручного надежного управления, как в первом устройстве из обзора.
Например, если исчезнет сеть 220В, чтобы замкнуть управляющие контакты на котел вручную.
Или принудительно включить сервопривод на одно из направлений ручным способом.
В следующей статье рассмотрим способы организации зонального управления теплым полом на менее профильном оборудовании: Универсальный контроллер для зонального управления водяным теплым полом.
