×

Пароль будет отправлен вам на e-mail.

×

Управління водяною теплою підлогою: способи реалізації і використовуване обладнання

Июнь, 21 2015 1 0
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Загрузка...

 

Як можна реалізувати управління теплою підлогою? У статті ми розглянемо загальні принципи реалізації регулювання низькотемпературних систем опалення та використовувані при цьому прилади.



Ідеальна система управління повинна бути максимально зручною та зрозумілою непідготовленому користувачеві.

Ідеальна система управління повинна бути максимально зручною та зрозумілою непідготовленому користувачеві.

 

Автоматика проти ручного керування

Почнемо з вирішення базової проблеми, яка постає перед будь-яким власником системи теплої підлоги: чи потрібна автоматизація? Або можна обійтися ручним регулюванням?

Давайте відділимо, так би мовити, мух від котлет.

Ціна автоматизації буде дуже сильно відрізнятися для систем електричної і водяної теплої підлоги.

  • У першому випадку для підтримки постійної температури підлоги досить встановити терморегулятор з виносним датчиком, вартість якого починається від цілком гуманних 200-2500 грн. Хочеться орієнтуватися на температуру повітря, а не підлогового покриття? Теж не проблема: цифровий терморегулятор з вбудованим термодатчиком коштує лише в два-три рази дорожче.
elektromehanicheskiy-termoregulyator-dlya-elektricheskogo-teplog

Електромеханічний терморегулятор для електричної теплої підлоги.

 

Важливий момент: терморегулятор з вбудованим термодатчиком розміщується на стіні там, де немає повітряних потоків від відкритих вікон і прямих сонячних променів. Якщо ці правила не дотримані, замість температури повітря в кімнаті він буде вимірювати щось на зразок рівня затіненості супутників Марса.

  • Для систем, що використовують теплоносій, проблема куди складніша. Нам належить динамічно змінювати витрату теплоносія в одному або декількох контурах, орієнтуючись на показання зовнішнього термодатчика. Реалізація обходиться, як правило, в суму від 5000 грн і більше.

Чи є альтернатива автоматиці для водяної теплої підлоги? Зрозуміло. Реалізувати ручне управління колектором і контурами більш ніж нескладно своїми руками.

Інструкція досить проста:

  • Між подачею і зворотним трубопроводом перед колектором монтується перемичка.
  • Замість трійника між перемичкою і подачею встановлюється триходовий клапан, що працює за принципом «або-або»: відкриваючи подачу, він одночасно перекриває перемичку.
  • Між перемичкою і колектором монтується додатковий циркуляційний насос.
  • Сам колектор забезпечується дроселями на обратці для незалежного регулювання кожного контуру. На подачі встановлюються відсікаючі вентиля.
  • Крім того, між подачею і обраткою після колектора присутній байпас — ще одна перемичка, яка не дасть перегоріти насосу, якщо витрата теплоносія буде перекрита дроселями всіх контурів відразу.
Принципова схема вузла змішування з ручним керуванням.

Принципова схема вузла змішування з ручним керуванням.

 

Зрозуміло, що при використанні ручної схеми регулювання ми помітно економимо на стадії монтажу обладнання.

Які проблеми економія може створити нам надалі?

  • Ручне управління має велику інерційність. Прикривши дросель окремого контуру, або змінивши положення триходового клапана, ми отримаємо температуру, яка заново стабілізувалася лише через 4 — 6 годин.

Справа не тільки в повільній зміні температури теплоносія, а й у тому, що масивна стяжка з трубами водяної теплої підлоги теж нагріється або охолоне не так щоб швидко. Але ж їй ще належить передати тепло підлогового покриття, яке, в свою чергу, повинно прогріти повітря кімнати …

  • Реальна температура повітря і, відповідно, ступінь комфорту в приміщенні визначається не тільки тим, наскільки нагріта вода в трубах. Освітленість стін і вікон, температура і вітер на вулиці теж сильно впливають на клімат в будинку.

Відповідно, підлаштовувати прохідність дроселюючої запірної арматури доведеться як мінімум кілька разів на добу. Альтернатива — миритися з досить великим розкидом ступеня комфорту протягом дня.

При коливаннях зовнішньої температури протягом доби втрати тепла через огороджувальні конструкції будуть сильно змінюватися.

При коливаннях зовнішньої температури протягом доби втрати тепла через огороджувальні конструкції будуть сильно змінюватися.

 

Тепер, коли загальна картина ясна, давайте з’ясуємо, що і як можна регулювати в автоматичному режимі.

Автоматизація

Загальні принципи

Автоматичне регулювання витрати теплоносія з контролем температури може бути:

  • Групове. Автоматика виконує узгодження температури теплоносія на виході котла або в системі ЦО з температурою подачі низькотемпературного опалення. Їй належить перетворити 70-90 градусів в 35-45 і підтримувати це значення при безперервній зміні тепловіддачі в контурах (воно неминуче при змінах погоди на вулиці).
  • Індивідуальне. Витрата теплоносія через окремий контур міняється таким чином, щоб його обратка або повітря в кімнаті постійно були прогріті до заданого нами значення.

Цікаво: якщо при радіаторному опаленні комфортне значення температури повітря лежить в діапазоні +22 — 24 градуси, то при використанні систем теплої підлоги воно знижується до +20. Цим, серед іншого, обумовлена ​​економічність низькотемпературного опалення: зниження середньої температури в приміщенні всього на 2С забезпечує економію тепла до 20%.

Як правило, автоматичне керування низькотемпературним опаленням включає пристрої з обох категорій. Таким чином, забезпечується і максимальна економія теплової енергії, і максимальний комфорт, і можливість гнучкої настройки температурних зон.

Обладнання

Тепер настала черга типів обладнання, які використовуються для автоматизації управління. Зрозуміло, перерахувати всі можливі модифікації пристроїв в невеликій статті неможливо; ми відберемо лише кілька представників з різних класів пристроїв.

Груповий контролер опалення

Як випливає з назви, цей пристрій дозволяє регулювати температуру води, що подається до колектора.

Розглянемо можливості типового представника — контролера Valtec K-100.

На фото - контролер для систем теплої підлоги ValtecK-100 в базовій комплектації.

На фото — контролер для систем теплої підлоги ValtecK-100 в базовій комплектації.

 

  • Пристрій працює від напруги в 24 вольта і може цілком безпечно використовуватися в лазнях і саунах. Втім, захисту від підвищеної вологості виробник не обіцяє. Адаптер для підключення до звичайної мережі (220 вольт змінного струму) додається.
  • Регулювання забезпечується подачею керуючого сигналу з напругою до 10 вольт на сервопривід, що приводить у рух клапан регулювання прохідності. Сам клапан в комплект не входить. Мається на увазі, що він буде змонтований перед перемичкою на подаючому трубопроводі і буде управляти надходженням гарячої води у вторинний контур, що включає колектори.
  • Пристрій комплектується занурювальним датчиком для контролю температури теплоносія і виносним датчиком, що вимірює температуру повітря. Максимальна кількість датчиків, що підключаються до приладу — 10.
  • Прилад — програмований і може підключатися до комп’ютера через інтерфейс RS-485. Цей же інтерфейс передбачає обмін даних з іншими пристроями — зрозуміло, за наявності у них відповідного роз’єму.
  • Режим управління може бути не тільки автоматичним: завдяки можливості програмування його можна задати вручну. Зокрема, блок управління теплою підлогою здатний відстежувати зміни температури на вуличному датчику і превентивно піднімати або опускати температуру теплоносія.

Термостат

 

Виносний пристрій здатний вимірювати температуру в кімнаті і транслювати результат вимірювань блоку управління. Ним же може здійснюється дистанційне керування заданою температурою (зрозуміло, за наявності керованих клапанів з сервоприводами).

Термостати можуть бути дротяними або з’єднуватися з іншими пристроями по радіоканалу. Прилади монтуються з дотриманням уже згаданих умов — далеко від протягів і прямих сонячних променів.

Радіотермостат з можливістю програмування дозволяє автоматично регулювати температуру контуру теплої підлоги.

Радіотермостат з можливістю програмування дозволяє автоматично регулювати температуру контуру теплої підлоги.

 

Клапан

Цей клас пристроїв призначений вже для безпосереднього управління потоком теплоносія: клапан встановлюється в розрив трубопроводу або замість трійника на перемичці. Він управляється сервоприводом, який приводить в рух шток. Як правило, ці пристрої виготовляються з латуні і розраховані на робочий тиск до 16 атмосфер.

Корисно: залежно від вихідного стану клапани підрозділяються на нормально відкриті і нормально закриті. Залежно від кількості каналів для підключення — на трьохпрохідні і двопрохідні.

Трьохпрохідний нормально закритий клапан.

Трьохпрохідний нормально закритий клапан.

 

Сервоприводи

Щоб клапан відкрився або закрився, потрібно натиснути на його шток. Ця функція покладається на сервопривід — нескладний і досить повільний механізм, що забезпечує, втім, досить значне для його розмірів зусилля в сотні ньютонів (10 і більше кгс).

Зовнішній вигляд сервоприводу виробничникам, можливо, нагадає пульт, яким комплектуються електротельфери та інші ГПМ керовані з підлоги — невелика коробочка з довгим проводом.

Цей сервопривід розвиває зусилля в 110Н (11 кгс).

Цей сервопривід розвиває зусилля в 110Н (11 кгс).

 

Термоголовка

Термостатична головка в порівнянні з перерахованими вище приладами для автоматизації опалення забезпечує мінімум можливостей: вона не програмується і не управляється дистанційно. Однак пристрій привертає своєю дешевизною і повною енергонезалежністю.

Як працює термоголовка? Вона використовує властивість рідин і газів, які розширюються при нагріванні.

При збільшенні температури всередині корпусу робоче тіло збільшується в об’ємі і за посередництва клапана перекриває потік теплоносія; при зменшенні температури процес інвертується. Пристрій може використовувати виносний термодатчик, що з’єднується з корпусом тонкою трубкою.

Нескладний гвинтовий механізм дозволяє регулювати задану ступінь нагрівання корпусу або термодатчика. У більшості випадків термостатичні головки можна бачити в якості дроселирюючої арматури на колекторі обратки: з їх допомогою задається оптимальна температура теплоносія на виході контуру.

Зрозуміло, що їх функціональність програє комплекту з термостата, клапан і сервоприводу; зате прилад куди дешевший і простіший в монтажі.

Тут термоголовка з виносним датчиком використана у вузлі змішування.

Тут термоголовка з виносним датчиком використана у вузлі змішування.

 

Висновок

Як бачите, у вашому розпорядженні маса засобів різної складності, що дозволяють автоматизувати низькотемпературне опалення. Кілька цікавих рішень ви знайдете у відео в цій статті. Успіхів!