Коммутатор сервоприводов теплого пола

Производители предлагают ряд устройств, которые позволяют управлять теплыми полами дистанционно или в автоматическом режиме. В том числе и программируя требуемую температуру, или подстраиваясь под состояние погоды. Но какое управление предпочесть, какая автоматика окажется полезней, комфортней?

Теплый пол без автоматики

Теплый пол может вообще не оснащаться автоматическим оборудованием. Чтобы он заработал достаточно включить циркуляционный насос, например, вставить вилку в розетку.

Настройки по температуре могут выполняться вручную. При этом вручную задается общая температура с помощью термоголовки смесительного узла. Затем, при необходимости, балансировочными кранами на коллекторе теплого пола настраивается поток (отдаваемая мощность) по каждому контуру.

При этом пользователи руководствуются субъективными ощущениями тепла в комнатах и степени нагрева полов, комнатными термометрами, а также термометрами, встроенными в подачу и обратку на коллекторе.

При настройке теплых полов, как вручную, так и с помощью дистанционного управления, необходимо учитывать большую тепловую инертность тяжелой стяжки. Поэтому настройки могут происходить постепенно в течении нескольких дней.

Обязательная защита в управлении

В цепи включения циркуляционного насоса теплого пола должно присутствовать реле тепловой защиты. Это температурное реле обычно размещается на подающем трубопроводе из смесительного узла на коллектор, и настраивается на размыкание цепи при достижении температуры +55 градусов.

Если термоголовка смесительного узла по каким-то причинам работает ошибочно и дает слишком высокую температуру на выходе, то указанное реле выключает насос, защищая стяжку.

Указанное реле может не устанавливаться если температурная защита осуществляется термоклапаном (термоголовкой) механического действия.

Еще одна механическая защита — байпас между гребенками подачи и обратки коллектора теплого пола. Байпас оборудуется встроенным дифференциальным клапаном. При закрытии (прикрытии) кранов на коллекторе значительно ограничивается расход жидкости через насос, возникают перегрузки, появляется шум жидкости. Разгрузить насос и снизить давление, стабилизировать работу, поможет этот байпас.

Также отдельные производители предлагают и модуль управления насосом теплого пола, который включает насос только тогда, когда открыт хотя бы один из сервоприводов на коллекторе.

Далее рассмотрим приборы и оборудование автоматики. С помощью следующих средств теплым полом можно управлять в дистанционном режиме или полностью автоматизировать его работу.

Комнатный термостат управляющий аппаратурой

Комнатный термостат предназначен для управления оборудованием обогреваемых водяных полов, которое осуществляется в 2-х позициях, — «да», «нет».

При достижении задаваемой температуры термостат либо замыкает, либо размыкает электрическую цепь. Это зависит от принятой производителем схемы управления.

Но чаще комнатный термостат управляет нормально закрытым сервоприводом. Т.е. при достижении заданного порога подается напряжение и сервопривод включается до снятия напряжения.

Обычно пару термостат-сервопривод приобретают от одного производителя, тогда вопроса согласования оборудования не возникает.

Комнатный термостат может размещаться в стандартной распределительной коробке электросети, заделанной в стену и подключается к скрытой проводке. Сам же термостат может быть разных модификаций, в т.ч. электронный или со встроенным механическим датчиком (обычно с большой погрешностью), с выносными датчиками встраиваемыми в стяжку теплого пола.

Пользователь управляет термостатом вращением ручки (настройка температуры), клавишами настройки, а также включения и выключения, прибор снабжается индикатором работы или табло с информацией.
Производитель прилагает и схему подключения термостата к другому оборудованию.

Хронотермостат

Хронотермостат — электронный программируемый прибор с датчиками температуры воздуха в комнате. В отличие от простого термостата снабжен программируемым процессором.

Этим прибором можно задавать температуру в помещении на некоторый период времени вперед, обычно на сутки или на неделю.
Как правило снабжен вшитыми настройками на режимы отопления «комфортный» и «эконом», а также защитой от замерзания теплоносителя.

Управляет, как и обычный термостат, сервоприводом, насосом, выдавая команды «да», «нет».

Термостатическая головка

Термостатическая головка управляет клапаном регулировки температуры смесительного узла, путем воздействия на его шток.
Головка устанавливается на клапане, снабжается выносным датчиком жидкостного типа, с которым соединяется гибкой медной капиллярной трубкой.

Модификации могут быть разные, датчик чаще снимает показания с обратного коллектора теплого пола. Диапазон измеряемых температур чаще в пределах 20 — 60 градусов. Могут настраиваться вручную вращением ручки или сервоприводом по командам термостата.
Как устроен смесительный узел

Сервоприводы

Конструкции могут быть разные, но в системе теплого пола для управления термоголовкой или настроечным вентилем, часто используется импульсный сервопривод. Приводится в движение расширением жидкости в сильфоне при ее нагреве встроенными нагревательным элементом. Рабочее напряжение 220 или 24 В.

Работает по сигналам (выполняет команды) термостатов, контроллеров, или отдельных встроенных датчиков.

Контроллер

Программируемое управляющее устройство. Может выполнять множество функций по обеспечению автоматизации управления теплым полом, в том числе:

• измерение и индикация температуры воздуха в комнатах и теплоносителя;
• обеспечение питания сервоприводов переменным напряжением 24 В и управление ими.

Но главной способностью контролера является обеспечение погодозависимого управления, — вычисление требуемой величины выходного сигнала управления в соответствии с показаниями датчика наружной температуры по заданному пользователем графику зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха.

Впрочем, надобность подобной автоматики для теплого пола (установки контроллера) многими специалистами и пользователями с опытом ставится под сомнение. Насколько нужна погодозависимая автоматика, подробней об автоматизации отопления

А если надобности в подобном управлении нет, то и дорогой контроллер соответственно не нужен.

Схемы управления теплыми полами

Приведена типичная схема теплых полов с элементами автоматики — выносными термостатами расположенными в разных комнатах и сервоприводами установленными на балансировочных кранах коллектора.

При этом термостаты подключены к общему коммутационному устройству, сблокированному с контроллером (защитным) насоса.

Указан байпас с дифференциальным клапаном, который предохраняет насос от поломки, и защитное термореле

На следующих схемах показаны несколько обычных вариантов автоматизации теплых полов.

Термостат, расположенный в комнате, управляет включением насоса теплых полов —

Как будет управляться теплый пол желательно решить заранее, чтобы провести необходимую скрытую проводку по комнатам до завершения строительства.

Среди большого количества различного оборудования, которое составляет отопительную систему «теплый пол», есть одно устройство, играющее основную роль в контролировании и управлении всей системой. Это сервопривод для теплого пола, без которого автоматизированное регулирование температуры является просто невозможным.

Общее описание

В основе сервопривода для коллектора теплого водяного пола находится электротермическая реакция изменения температурного режима обогрева теплового носителя в основном трубопроводе и дальнейшее механическое воздействие, которое обеспечивает включение или отключение подачи разогретой жидкости в контуры отопления.

Среди существующих сегодня бытовых регуляторов можно встретить открытые и закрытые сервомоторы. Каждый из видов обладает своим функционалом и особенностью работы.

Для закрытого оборудования характерно открытое состояние во время отсутствия электропитания. Поступающие сигналы активируют механическое устройство, отключая подачу воды. Для оборудования открытого типа принцип работы происходит наоборот. В обычном положении устройство закрыто, лишь после подачи сигнала механизм приводится в работу, открывая подачу жидкости по трубам. О том, какой тип сервопривода коллектора теплого пола выбрать для домашнего применения, нужно судить с учетом возможностей системы отопления и особенностей климата конкретного региона. Как правило, устанавливаются нормально открытые сервоприводы.

Важно: во время поломки оборудования тепловой носитель продолжает циркулировать по трубам, оставляя на некоторое время пол теплым. Такая особенность наиболее актуальна для частных домов, которые находятся в холодных климатических регионах.

Относительно способа питания оборудование разделяют на устройства, питающиеся от постоянного тока с напряжением 24 В, и сервомоторы, которые подключаются к электрической сети переменного тока 220 В. Устройства с питанием в 24 В оборудуются инверторами.

Часто домовладельцы устанавливают еще один вид оборудования. В этом случае речь идет об устройствах, которые выставляются в нормальное состояние с учетом технологических особенностей системы отопления. Это универсальные сервомоторы, которые могут изменять свою работу с нормально открытого состояния на нормально закрытое.

Подсоединить к коллекторной группе можно все разновидности этого оборудования. Есть только одно условие: балансировка и настройка работы отопительной системы.

Особенности выбора

Если вы хотите оборудовать систему отопления сервоприводами, то необходимо учитывать основные условия эксплуатации, то есть то, в каком состоянии основное количество времени будет расположен клапан. В случае если пол является единственным способом отопления, горячий теплоноситель регулярно будет поступать по трубам, поэтому желательно выбирать нормально открытый сервопривод. Это тип оборудования будет наилучшим вариантом при условиях продолжительного сезона отопления.

Для районов с теплыми климатическими условиями подходит нормальный закрытый сервопривод. Если вам не угрожает размораживание контура отопления и вы регулярно пользуетесь напольным обогревом, то это устройство вполне справится со своей задачей.

Внимание: сервопривод с плавной настройкой оборудован электронным терморегулятором. Эти устройства точнее могут реагировать на изменения температурного режима потока теплового носителя, плавно устанавливая шток в требуемое состояние. Сервоприводы с плавной регулировкой применяются для теплых полов, где регулярно необходимо производить дозировку количества входящего потока.

Способы подключения теплого пола:

Чаще всего эти приборы в домашних отопительных системах не применяются. Потому во время покупки нужно обращать внимание, необходима ли установка электрического регулятора. Если указано, что это оснащение необходимо, то вы имеете дело с электрическим сервомотором. Нужно отметить, что это оборудование устанавливать для бытового использования нерентабельно и нецелесообразно.

Принцип работы

Главной рабочей частью сервопривода является сильфон. То есть такой же элемент, как и в трехходовом клапане. Маленький цилиндр наполнен веществом, которое реагирует на изменение температуры. С учетом увеличения или снижения температуры меняется объем вещества.

Сильфон тесно контактирует с электрическим обогревательным элементом. Принимая информацию от термостата, обогревательный элемент начинает работать. В сильфоне жидкость нагревается, увеличиваясь в объеме. Так цилиндр надавливает на шток, изменяя его месторасположение, и закрывает путь к потоку теплового носителя.

При постоянном использовании теплого пола сервопривод станет незаменимым помощником

Чтобы клапан заново открылся, весь цикл повторяется, но в обратном порядке. Отсутствие электрического питания начинает приводить к тому, что обогревательный элемент завершает работу. Соответственно, вещество охлаждается, уменьшаясь в объеме. Давление на шток снижается, он приподнимается, воздействуя на клапан, то есть появляется доступ для подачи теплоносителя в контур.

Как правило, жидкость, которая находится в цилиндре, — это толуол, имеющий повышенные термодинамические показатели. Электрическим обогревательным элементом является нихромовая нить.

Познакомившись с особенностью работы прибора, не стоит забывать, что для воздействия клапана требуется некоторое время. Время, требуемое на изменение жидкости, составляет приблизительно 4-5 минут, то есть клапан срабатывает не сразу.

В отличие от разогрева, остывание вещества в цилиндре происходит медленнее. На закрытие клапана нужно приблизительно 20 мин. Во время перегрева любой сервопривод обязан автоматически выключаться. Для этого в конструкции находится устройство аварийного выключения.

Как управлять температурой водного пола:

Установка сервомотора

Перед установкой сервомотора необходимо определиться, с каким видом термостата устройству нужно будет работать. Если термостат контролирует один водный контур, то оба оборудования соединяют проводами непосредственно друг с другом. Если рассматривается мультизональный термостат, то есть устройство, которое обслуживает одновременно несколько контуров, то подключение сервопривода происходит по особенной схеме.

Чтобы подсоединить провода, применяют коммутатор. Главная задача этого оборудования — соединение и подключение приборов разного назначения в общую цепь. Кроме связующей функции, коммутатор также является предохранителем. Когда перекрыты все запорные клапаны контуров, устройство отключает насос.

Коммутатор довольно удобен в ситуациях, если полы подключены к автоматизированному газовому котельному оборудованию.

Внимание: во время работы системы отопления от твердотопливного котла такое свойство коммутатора, как выключение насоса, чревато остановкой работы непосредственно нагревательного оборудования. Перепускной клапан и байпас даст возможность не допустить остановку насоса и работы оборудования на холостом ходу.

Необходимо сказать, что за счет появления современных устройств контроль работы теплого пола сегодня является довольно простым процессом. Конструкция большинства устройств, которые применяются для работы контуров отопления, не отличается сложностью. Это же относится и к сервоприводам. Оборудование удобно в работе, практично и надежно. С помощью сервомоторов можно автоматизировать систему отопления, сделать условия эксплуатации простыми и доступными.

Тестирование термоэлементов различных видов:

Рейтинг популярных моделей

Достойные модели сервомоторов предлагают производители «Керми», Watts, «Валтек» и некоторые иные. Это крупные изготовители инженерных приборов, которые специализируются на технике для отопительной системы. У этих производителей можно подобрать терморегуляторы, контролеры, электропроводку и иные дополнительные приборы, требующиеся для организации теплого пола. Что касается стоимости, то электромеханические сервомоторы оцениваются в сумму до 4 000 рублей.

«Керми», «Watts», «Валтек»- наиболее популярные производители сервоприводов

Производитель Валтек

Валтек — это изготовитель оборудования для обустройства тепло- и водоснабжения. Над созданием приборов одновременно работают итальянские и российские инженеры.

Валтек изготавливает следующие устройства для регулировки системы отопления:

1. TE3 042.A. Оборудование является нормально открытым сервомотором. Используется для регулировки клапанов по командам, задаваемым переключателем, контроллером или термостатом. Мощность оборудования — 2,5 Вт, сечение провода — 0,80 мм².
2. TE3 061.0. Относится к числу электротермических нормально закрытых приборов. Используется для трехходовых клапанов. Функционирование устройства происходит за счет температурного увеличения в объеме толуола. Мощность — 2,5 Вт, сечение провода — 0,23 мм².
3. TE3 041A. Оборудование работает за счет наличия в цилиндре вещества, расширяющегося под действием температуры. Является нормально открытым прибором. Подключение производится за счет переходника, находящегося в комплекте. Мощность оборудования — 1,7 Вт, сечение провода — 0,80 мм².

Оборудование Watts

Ваттс является мировым изготовителем отопительных приборов различного формата. Устройства характеризуются высокой эффективностью, низкой стоимостью и отличным качеством.

Сервомоторы от «Ваттс» — это оборудование с магнитным электродвигателем:

1. 22 С. Монтируется на обратном вентиле отопительной магистрали и контролирует поток теплового носителя в отопительную систему. Мощность — 2,5 Вт. С учетом модели в серии 22 С имеются устройства нормально закрытые и открытые.
2. 22 СХ. Является электротермическим оборудованием для организации работы водного теплого пола. Модели изготавливаются нормально открытые и закрытые. Мощность — 1,9 Вт. Температура теплоносителя — до +120°С.
3. 26 LC. Электротермические коллекторные модели. На корпусе находится диодный индикатор, указывающий режим работы. Зеленый сигнал указывает, что привод под напряжением, синий — устройство открыто.

Обзор комнатных термостатов:

Изделия REHAU

Оборудование для регулирования работы системы отопления от немецкого изготовителя. Приборы объединяют в себе современные разработки и отменное качество.

Наиболее популярные устройства следующие:

1. Привод 230, 24 В. В обесточенном состоянии вентили имеют закрытое положение. Для регулирования работы прибора на корпусе находится индикатор.
2. UNI на 230, 24 В. Установка оборудования производится на вентилях коллектора при помощи специального адаптера. Является нормально закрытым прибором. Контроль работы производится при помощи индикатора.

При выборе сервопривода следует присмотреться к производителю Rehau

Компания LUXOR

Итальянский производитель LUXOR изготавливает водозаборную арматуру и системы контроля температуры отопительной системы. В конструкции устанавливаемого коллектора находится привод SM1347. Он требуется для регулировки температуры теплового носителя.

Основные технические показатели устройства:

• на корпусе находится диодная индикация, указывающая на рабочий режим;
• работа оборудования производится шаговым электродвигателем;
• нагрев теплоносителя — до +110°С;
• установка производится в горизонтальном или вертикальном состоянии;
• провод — 1,5 метра;
• гарантия — 24 месяца.

Вне зависимости от выбранного устройства, установка сервомотора и его эксплуатация обязана производиться с учетом рекомендаций изготовителя, с которыми можно познакомиться в инструкции, находящейся в комплекте с оборудованием. После монтажа привода и других необходимых элементов отопительной системы приступают к ее эксплуатации лишь после тестирования.

Система теплых водяных полов включает в себя различные технические решения. Самым простым вариантом считается прямое подключение к котлу нагревательных труб с помощью коллектора, используемого как обычный соединитель. Такая схема будет работать и отдавать тепло, однако о каких-либо регулировках температуры придется забыть. Поэтому в нормальные рабочие системы включаются дополнительные элементы, выполняющие функции управления и контроля. Одним из них является сервопривод для теплого пола, отвечающий за подачу жидкости в контур водяных труб.

В отличие от электрических систем, сервоприводы оборудуются механической составляющей, непосредственно выполняющей запорное действие.

Сервопривод электротермический

В конструкциях теплых полов и системах радиаторного отопления устанавливаются электротермические сервоприводы. С их помощьюосуществляется автоматическое управление различными типами термостатических клапанов.

В основе работы электротермических сервоприводов лежит свойство расширения жидкости внутри сильфона, когда по нагревательному элементу начинает протекать электрический ток. Отсюда произошло и название всего регулирующего устройства.

Следовательно, сильфон является основным конструктивным элементом любого сервопривода. Он выполнен в виде герметичного цилиндра небольших размеров. В его эластичном корпусе помещается специальный наполнитель, чувствительный к изменениям температуры. При ее повышении или понижении, соответственно увеличивается или уменьшается объем этого вещества.

На рисунке ниже хорошо просматривается непосредственный контакт сильфона и электрического нагревательного элемента. Когда с термостата поступает сигнал, происходит включение данного элемента от сети и приведение его в рабочее состояние. Одновременно выполняется подогрев наполнителя в сильфоне, что приводит к его расширению.

Изменение объема увеличивает и размеры цилиндра, который оказывает давление на шток, заставляя изменить положение. Таким образом, движение теплоносителя перекрывается, а весь процесс происходит без участия каких-либо механических звеньев – только за счет взаимосвязи электричества и тепловой энергии. На переключение между закрытым и открытым положением затрачивается примерно 3-4 минуты, следовательно, при срабатывании наблюдается определенная задержка.

Иногда сервопривод сравнивается с термоголовкой, применяемой в радиаторах отопления. Такое сравнение будет неверным, поскольку термоголовка устанавливается непосредственно на клапане радиатора, а сервопривод выносится в коллекторный шкаф за пределы нагревательной системы. То есть, данный прибор управляется на расстоянии в соответствии с получаемыми сигналами от устройств, расположенных в соседнем помещении. По этой схеме возможно подключение к общему термостату сразу нескольких сервоприводов.

Существуют различные модификации этих устройств, различающиеся по напряжению (24 и 220 В), по типам и функциональным возможностям.

Основные виды сервоприводов

Нормальная работа теплых полов зависит от множества факторов. Сама по себе, это достаточно сложная конструкция, включающая большое количество компонентов, требующих правильной установки. Среди всех устройств, особое место занимают сервоприводы, выпускаемые в нескольких вариантах:

• Механические (рис.1). Отличаются простейшей конструкцией и таким же простым управлением. Они долговечны и стоят сравнительно недорого. Регулировка температурного режима выполняется обычным поворотом колесика в разные стороны. После чего температура увеличивается или уменьшается. Работа механических устройств не требует постоянного контроля, поскольку все дальнейшие действия будут осуществляться автоматически. Минусом такого сервопривода считается невозможность программирования минимального значения температуры, а все настройки выполняются вручную.
• Электронные (рис.2). Данные сервоприводы обладают значительно большим количеством функций. С помощью небольшого дисплея возможно вести наблюдение за работой всей конструкции теплых полов, быстро обнаруживать нерабочие процессы. Конструкция такая же простая, как и в случае с механическим вариантом, только она гораздо удобнее и эффективнее. Все регулировки рабочих процессов осуществляются в автоматическом режиме, то есть присутствие человека вообще не требуется. Единственным заметным недостатком является высокая стоимость.
• Дистанционные (рис.3). Основным достоинством таких приборов является возможность выполнения всех настроек на расстоянии от коллектора, где установлен сервопривод. В схему дистанционных устройств включены два датчика, обеспечивающих точное слежение и контроль над температурными показателями помещения. За счет этого сервопривод имеет возможность действовать примерно в 8-10 различных режимах и контролировать расход электроэнергии. Рекомендуется использовать те приборы, которые поступают в комплекте со всей системой водяных теплых полов.

Вся аппаратура классифицируется и разделяется также на приборы закрытого и нормально открытого типа. В первом варианте клапан изначально установлен в закрытом положении, поэтому проход теплоносителя будет невозможен даже при включении электротока. Во втором случае нормально открытый сервопривод для теплого пола пропускает через себя нагретую воду без каких-либо препятствий.

В настоящее время появились современные устройства с универсальными функциями, в которых нормальное положение устанавливается по необходимости. Во время работы оно может изменяться из положения «открыто» на «закрыто» и обратно.

Сервопривод для коллектора теплого водяного пола

Стабильное функционирование любой схемы теплых водяных полов зависит от множества внешний и внутренних условий. Одним из них является правильный монтаж и дальнейшее использование всех составляющих, на которые возложена заранее определенная нагрузка.

Важное место в системе занимает сервопривод, устанавливаемый на коллектор и регулирующий потоки теплоносителя. Периодически закрывая и открывая вентили, он поддерживает на нужном уровне заданную температуру.

Выбирая конструкцию сервопривода, нужно заранее установить, какой режим для него будет наиболее продолжительным. При необходимости регулярной циркуляции теплового носителя, рекомендуется воспользоваться нормально открытым типом устройства. Этот вариант лучше всего подходит для районов с холодными климатическими условиями. Даже в результате выхода из строя такого оборудования, тепловой носитель все так же будет поступать в трубы и отдавать тепло до тех пор, пока будет осуществляться нагрев воды. Для нормально закрытых приборов лучше всего подходит теплый климат, когда прекращение подачи тепла не имеет решающего значения.

Среди множества модификаций существуют сервоприводы с плавными настройками. Они дополнительно оснащаются электронными регуляторами, обеспечивающими необходимое значение напряжения. Такое оборудование хорошо зарекомендовало себя при необходимости дозированной подачи теплоносителя. В других случаях его применение может оказаться нецелесообразным.

Нужное изделие следует выбирать не только по внешнему виду и типу, но и по его совместимости с термостатом. Приобретая универсальный сервопривод для отопления, потребитель делает для себя управление максимально удобным, независимо от типа прибора – закрытого или открытого. Остается лишь правильно смонтировать устройство и выполнить все необходимые настройки.

Подключение сервопривода

Еще до начала монтажа нужно установить, с каким термостатом будет работать сервопривод. Если с помощью термостата осуществляется контроль всего лишь над одним водяным контуром, между обоими приборами устанавливается прямая связь посредством проводников.

Если же используется так называемый мультизональный термостат, контролирующий сразу несколько участков, то его соединение с каждым сервомотором осуществляется через специальный коммутатор теплого пола. С его помощью различные устройства подключаются и соединяются между собой в единую цепь.

Коммутатор выполняет не только связующую и распределительную функции, но и служит предохранителем. Если положение всех отсекающих клапанов будет закрытым, коммутатор автоматически выполнит отключение питания циркуляционного насоса. Это особенно удобно, когда в работе теплых полов принимает участие автономный автоматизированный газовый котел.