Управління теплою підлогою. Автоматика для водяної теплої підлоги

Існує міф серед наших потенційних клієнтів, що достатньо налаштувати температуру на змішувальному вузлі гребінки і на цьому керування теплою підлогою закінчено. Але це не так. Все про помилки при монтажі та влаштуванні водяної теплої підлоги дивіться у нашій статті за посиланням. А сьогодні, ми поговоримо про автоматику для теплої підлоги та її особливості.

Всім привіт. З вами знову Теплорадість. Продовжуючи тему про підлогове опалення поговоримо саме про автоматизацію.

Чи можна не ставити автоматику для теплої підлоги?

Водяну теплу підлогу можна взагалі не оснащувати автоматикою. Достатньо вручну задати одну температуру теплоносія за допомогою термоголовки на вузлі змішувача колектора теплої підлоги. При правильному балансуванні клапанів на гребінці теплоносій через кілька годин рівномірно прогріває стяжку підлоги в кожному приміщенні будинку. З іншого боку, будь-яка різка зміна температури за бортом призводить до втрати комфорту в приміщеннях, а постійна робота циркуляційного насоса та опалювального котла збільшує витрату енергоресурсів на 30-40% в порівнянні з автоматизованими системами.

Головний мінус водяної теплої підлоги - це його інерційність, тобто стяжка підлоги досить довго нагрівається і довго остигає. У такому режимі просто неможливо вгадати налаштування оптимальної температури теплоносія, щоб по всіх приміщеннях було тепло та комфортно. Все це може перетворитися для вас на танці з бубном і втрату купи часу, але в кінцевому підсумку ви ніколи не досягнете оптимальної температури по всіх приміщеннях.

Для кожної конкретної кімнати та члена сім'ї рівень комфортної температури може кардинально відрізнятись. Наприклад, у спальній кімнаті 18-19 градусів для підтримки здорового сну, у дитячій 22, а у вітальні 20 градусів. І з огляду на велику інерцію підлоги, зміну клімату на вулиці і відповідно всередині приміщень, нам на допомогу приходить автоматика для теплої підлоги.

За якими параметрами регулюється водяна тепла підлога?

Підлогове опалення регулюється за 3-ма параметрами:

• Температура теплоносія
• Кімнатна температура повітря
• Температура поверхні підлоги

Принцип роботи теплої підлоги без автоматики за загальним налаштуванням температури теплоносія був описаний вище. Досить складно спрогнозувати підсумковий результат, коли на вулиці від -22 °C до 0 °C у наших краях протягом зими. Температура повітря в приміщенні та температура підлоги від цього сильно відрізняються, тому логічніше контролювати саме параметри повітря та підлоги. Для цього нам необхідний кімнатний терморегулятор для теплої підлоги з вбудованим датчиком повітря та датчиком підлоги.

З чого складається автоматика для водяної теплої підлоги?

Без урахування насосно-змішувальної групи з колектором з витратомірами на подавальної та термоклапанами на зворотній лінії, автоматику для теплої підлоги ділимо на 4 групи:

• Кімнатні терморегулятори
• Термоприводи для колектора теплої підлоги
• Центр комутації (клемна колодка)
• Окремий модуль котла та циркуляційного насоса (або вже вбудовані функції в центрі комутації)

Як працює автоматика теплої підлоги?

Перш ніж підбирати автоматику та розуміти її роботу, нам необхідно визначитись на яку кількість приміщень-зон ми умовно розділимо нашу систему. Кількість зон дорівнює кількості кімнатних термостатів-терморегуляторів. У кожній опалювальній зоні терморегулятор може керувати від одного до 6 контурами теплої підлоги, а значить на кожен термоклапан на звороті гребінки підключаємо термопривід. Всі ці термоприводи поєднуються під один центр комутації (клемну колодку). Блок комутації встановлюють поруч із гребінцем для того, щоб максимально компактно та зручно підключити всі кабелі від термоприводів.

Команду блок комутації на включення/відключення термоприводів на певної зони регулювання подає кімнатний термостат.

Терморегулятори для теплої підлоги бувають як із провідним, так і бездротовим керуванням, власне, як і сам центр комутації. У дротових системах кімнатний термостат підключається до центру комутації як у трьох чи чотирьохжильному кабелю з перетином 0,75 мм2 залежно від моделі, а бездротових системах по радіоканалу з живленням від батарейок чи від мережі 230В. Докладніше про моделі термостатів для теплої підлоги дивіться у наступній статті.

Уявімо ситуацію, що на всіх контурах гребінки теплої підлоги встановлені термоприводи. Існує можливість, що всі вони закриються за відсутності запиту на тепло у всіх приміщеннях. У такому випадку, циркуляційний насос на змішувальному вузлі не зможе здійснювати циркуляцію теплоносія, що може призвести до сухого ходу та подальшої його поломки.

Для цього питання існує три варіанти вирішення:

1. Встановити байпас з перепускним клапаном, тобто перемички між подачею та зворотки гребінки, для циркуляції теплоносія по малому колу та захисту насоса від поломки, при закритті всіх термоприводів.
2. Встановити електронний (енергозберігаючий) насос, який при відключенні контурів перейде в режим очікування автоматично, а потім знову збільшить циркуляцію під час відкриття сервоприводів.
3. Підключення кабелю насоса до центру комутації на клему керування циркуляційним насосом.

Ще важливий момент у роботі автоматики теплої підлоги та з урахуванням роботи опалювального котла. Якщо тепла підлога - це єдиний споживач тепла в будинку, то є сенс керувати режимом опалення котла від центру комутації або від окремого бездротового модуля, який дасть команду відключення котла, якщо всі опалювальні контури будуть закриті. Це дозволить зменшити кількість циклів вмикань/вимикань котла та продовжити термін його служби, особливо системи розпалювання від частих тактувань, а також заощадить кількість палива, що спалюється при роботі. Для конденсаційних котлів рекомендуємо встановити погодозалежну автоматику, яка керує модуляцією теплової потужності котла з огляду на температуру на вулиці.

ВАЖЛИВО! Вибір алгоритму, за яким працюватиме автоматика для теплої підлоги

Нагадаємо, що головний мінус водяної теплої підлоги – це його інерційність. І якщо не враховувати цей фактор, то керування теплою підлогою перетвориться на справжнє пекло для вас, тому що розігріти бетонну плиту до необхідної температури, а потім підтримувати комфорт у приміщеннях – це непросте завдання навіть за наявності автоматики. Для запобігання перегріву або переохолодженню приміщень використовуються 3 основні алгоритми керування опалювальними приладами (контурами теплої підлоги, радіаторами, конвекторами тощо).

Гістерезис (SPAN)

На терморегуляторі для теплої підлоги визначається не тільки бажана температура в приміщенні, але і діапазон відхилення від цієї температури під назвою гістерезис. Існує для того, щоб запобігти постійному багаторазовому перемиканню терморегулятора після досягнення заданої температури. Запит на нагрівання включається тоді, коли температура повітря в кімнаті опускається нижче заданої позначки мінус значення гістерезиса (зазвичай 0,5 або 0,25 градусів цельсія). Нагрівання ж буде вимкнено, коли температура підніметься вище встановлених 20 або 22 в приміщенні, наприклад, плюс значення гістерезиса. Але через інерцію системи водяної теплої підлоги після відключення опалювального контуру температура в кімнаті ще деякий час підвищуватиметься, а після включення нагріву – знижуватиметься.

Терморегулятори з алгоритмом роботи гістерезис не підходять для систем водяної теплої підлоги та чавунних радіаторів, у яких інерційність надто висока. А ось у системах радіаторного опалення, внутрішньопідлогових конвекторів алгоритм гістерезис цілком слушне рішення.

ШИМ (Широтно-імпульсна модуляція або англ. PWM)

Для уникнення переохолодження або перегріву приміщень, як це відбувається при управлінні з гістерези, використовується алгоритм ШІМ. Це процес управління нагріванням методом багаторазового вимкнення та вмикання контуру теплої підлоги. І чим менша різниця між заданою та поточною температурою, тим менше вмикань на нагрівання необхідно на цю зону. Використання алгоритму ШІМ запобігає перегріву після вимкнення нагрівання контуру теплої підлоги та/або продовження охолодження після вмикання нагріву.

TPI (Time Proportional and Integral)

Це самонавчальний алгоритм керування, який орієнтується не тільки на різницю фактичної та заданої температури в кімнаті, а й на попередні стани системи. TPI аналізує статистику значень температурних відхилень у кожній конкретній ситуації та оптимізує момент вмикання та вимикання запиту на нагрівання таким чином, щоб температура, що задається, досягалася з урахуванням інерційності теплої підлоги. В результаті температурні відхилення використовуються для більш точного досягнення заданої температури і вже не призводять до переохолодження та перегріву приміщення.

У даному випуску ми обговорили технічні деталі роботи системи автоматики для теплої підлоги, а також порівняли різні алгоритми для її оптимальної роботи. У наступному випуску ми обговоримо конкретних виробників та їх відмінності у моделях, а також підберемо автоматику теплої підлоги для Вас на конкретних прикладах.

А про що ти ще хотів би почитати статтю у нашому блозі? Напиши коментарі під цією статтею! Дякуємо всім, хто дочитав цю статтю до кінця. І ми змушені з вами ненадовго попрощатись. Як завжди, побачимось у наступному випуску!