Регулировка тёплого пола: узлы сервопривода и их настройка

Назначение смесительных узлов

Прежде всего, надо отметить, что применяют смесительный узел для водяного
теплого пола, поскольку и в системе нагрева пола, и в радиаторах течет одинаковый теплоноситель.

Система теплоснабжения обычно состоит из:

• нагревательного котла, в котором греется вода;
• одного контура с высокотемпературными батареями;
• нескольких контуров, входящих в конструкцию теплого пола.

Котел, входящий в систему, нагревает теплоноситель до температуры, необходимой для функционирования радиаторов, обычно это 95 °С, но в некоторых случаях 85 и даже 75°С. В соответствии с санитарными нормами, температура на напольной поверхности не может быть больше 31°С. Ограничение связано со многими причинами, в том числе с комфортным передвижением по дому.

С учетом высоты стяжки, в которую вмуровывают трубопроводы системы обогрева, а также типа и параметров материала пола температура рабочей среды в трубах составлять должна не больше 55 градусов. Отсюда ясно, что не следует направлять в отопительный контур горячую воду прямо из котла, поскольку она имеет чересчур высокую температуру.

Поэтому с целью понижения степени нагрева рабочей среды на входе в контур производят монтаж смесительного узла теплого пола. В нем происходит смешивание потоков теплоносителя с разными температурами. В результате его температура понижается, и вода подает в отопительный контур.

Нередко владельцев недвижимости интересует, всегда ли для теплого пола нужен смесительный узел, и когда его можно не устанавливать. Специалисты утверждают, что такое вполне возможно. Если обустройство теплоснабжения в доме предусматривает использование низкотемпературных контуров, а агрегат нагревает воду только до нужной температуры для отопительной системы, тогда можно не монтировать узлы подмеса.

Примером является применение воздушного теплонасоса. Если нагревательный котел подает воду не только в конструкцию пола с обогревом, но и для принятия душа с температурой 65 – 75°С, тогда теплый пол без смесительного узла эксплуатировать нельзя.

Виды и их устройство

В распределительном термостатическом клапане, устанавливающемся на тёплый пол, из обратной трубы производится подмес к нагретой воде остывшей. Этот процесс беспрерывен, пока включён обогрев.

Смесительные клапаны для тёплых полов бывают: двухходовые и трёхходовые. А также, они различаются способом подмеса и направлением потока.

Двухходовой

Двухходовой термостатический клапан — усовершенствованная модель ручного типа. Он бывает гидравлическим, пневмоническим и с электроприводом.

Конструкция простая, но способная эффективно регулировать температурный уровень теплоносителя в автоматическом режиме. Прибор монтируется в отопительной системе, вместо ручного вентиля.

Основные плюсы:

1. Автоматическое снижение температурного уровня жидкости;
2. Простота конструкции и невысокая цена;
3. Несложный монтаж.

Недостатки — возможность установки его на трубопроводах с небольшим размером. Если использовать данный кран при обустройстве обогрева в помещении с большой площадью, то термостат будет функционировать с перебоями. Двухходовой клапан чаще применяется, если тёплые полы выступают дополнительным отоплением.

Прибор оснащён терморегулирующей головкой со шкалой. Смена расположения головки производится в ручную или автоматически. Ручные модели просты и стоят недорого. Более современные устройства срабатывают автоматически.

Двухходовой клапан функционирует по следующему принципу — теплоноситель из обратной магистрали вновь подаётся в трубы пола, но перед этим, срабатывает устройство открывающее подачу нагретой воды. Два потока смешиваются внутри корпуса до нужного градуса, затем происходит срабатывание термодатчика, и автоматически затвор перекрывает отверстие с горячим теплоносителем.

Затвор состоит из плунжера и седла. Плунжер имеет тарельчатую, игольчатую и стержневую форму. Он расположен перпендикулярно по отношению к движению жидкости.

Трёхходовой клапан

Вентиль предназначен для греющих систем, которые устанавливаются в больших помещениях. Они обладают теме же плюсами, что и двухходовые краны. Особенно стоит отметить — удобство регулировки температурного показателя воды для тёплых полов.

Но у данного термостатного клапана есть и минус — если срабатывает термостат, то вентиль открывается полностью, тем самым горячий теплоноситель поступает в контуры. А это может вызвать перегрев отопительной системы, и даже разрыв труб. Кроме того, у него ниже пропускная способность, чем у двухходового крана.

Трёхходовые термостатические смесительные клапаны бывают латунные и бронзовые. Они оборудованы термоголовкой или термостатом, могут иметь электропривод или сервопривод. Конструкция — кран, имеющий два входа и выход. Внутри корпуса есть смесительная камера, на ней размещён термостат с регулятором, на котором есть цифровая панель. Подсоединяется термоклапан перед коллектором.

Принцип работы трёхходового термостатического вентиля:

• нагретая вода движется по правому и фронтальному патрубкам — если её градус нагрева отвечает нужным параметрам;
• если температура жидкости повышается или понижается, то в работу вступает термостат, он приводит в движение шток, в результате к горячей воде подмешивается охлажденная;
• после достижения заданной температуры, происходит полное открытие фронтального отверстия.

Следует сказать, что при включении прибора, напряжение потока воды не меняется. Это приводит к равномерному изменению температуры жидкости, подающейся в магистраль.

По методу смешивания

Смесительные краны для тёплого пола, в зависимости от способа подмеса, бывают:

С функцией термостата — с ним возможно достигать и удерживать нужный градус нагрева у теплоносителя, так как прибор способен регулировать оба потока (нагретый и охлаждённый). Термостат в смесителе реагируя на уровень нагрева жидкости, производит открывание или закрывание отверстия, через которые подаётся нагретый или остывший теплоноситель. Кроме того, механизм устроен так, что при отсутствии холодной воды, автоматика перекрывает поступление горячей.

Термостатические — устройство оснащено чувствительной термоголовкой, имеющей выносной термодатчик, он размещается в каждой магистрали. Работы клапана заключается в определении температуры воды, и подачи команды исполнительному механизму.

Каким образом подключают сервоприводы

На практике используют разные схемы подключения сервомоторов, что зависит от типа монтируемого термостата. Когда этот прибор управляет только одним отопительным контуром, его соединяют проводами напрямую с конкретным сервоприводом. Если задействуют термостат мультизональный, тогда провода подсоединяют к конкретным клеммам.

Когда все отопительные контуры находятся в закрытом положении, поступает команда отключить циркуляционный насос. Данный способ удобен, если предусмотрена установка автоматического отопительного котла.

Что касается систем с твердотопливными котлами обычной конструкции, то в них не допускается отключение насосов, иначе отопительная конструкция взорвется. В таком случае монтируют байпас и перепускной клапан, который настраивают на показатель давления немного меньший, чем максимальное давление циркуляционного насоса.

После достижения нужного значения в системе (если открытыми остается незначительное число отопительных контуров) перепускной клапан начинает частично заворачивать в обратную трубу теплоноситель и подавать его назад на котел.

Вышеописанная схема будет функционировать с любыми моделями нагревательных котлов. Для твердотопливных агрегатов – это единственный, причем недорогой, способ, позволяющий не перегреть систему.

Когда требуется регулировка теплого пола с расходомерами, необходимо, чтобы подающий коллектор имел воздухоотводчик автоматического типа и был подсоединен к обратному аналогу байпасом с перепускным клапаном (прочитайте: “Как выбрать и установить расходомер для теплого пола”).

Подводя итоги, следует отметить, что наиболее простым вариантом как настроить теплый пол и отрегулировать температуру теплоносителя можно назвать установку ручных кранов. Более комфортными в пользовании являются автоматические регулирующие устройства – термостаты с датчиками и сервоприводами. Также следует задействовать перепускной клапан и коммутационный узел. 

Запуск водяного теплого пола

Ввод РІРѕРґСЏРЅРѕРіРѕ теплого пола в эксплуатацию состоит из нескольких этапов. Первым делом следует запустить циркуляцию воды по контурам и выгнать воздух. Для этого нужно:

1. Если система и заполнена водой, то проверить, чтобы все краны были открыты, чтобы циркуляция была возможна не только внутри контура теплого пола, но и снаружи в системе, потому что смесительный клапан будет пытаться взять горячую воду из системы.
2. Установить ручку или термоголовку смесительного клапана в положение минимальной температуры.
3. Запустить циркуляционный насос контура теплого пола. При этом лучше, чтоб котел был отключен, т.к. котловой насос будет мешать работать.
4. Если на торцевых элементах коллектора установлены ручные воздухоотводчики, то время от времени стравливать скопившийся воздух.
5. Проверить по расходомерам, что циркуляция идет через все контуры. Часто от коллектора теплого пола на первом этаже ветка идет на второй этаж на санузел. Если нет врезки автоматического воздухоотводчика наверху, то воздух с нее выгнать будет сложно. Для этого нужно перекрыть остальные контура и установить насос на максимальную скорость, чтоб весь напор пустить наверх. Если это не сработает, нужно остановить насос и прогнать контур водопроводным давлением. Для этого закрыть кран подачи на коллектор, все контуры коллектора перекрыты, кроме верхнего, и резко открыть дренажный кран на обратном коллекторе. Выходящая под давлением вода вытеснит воздух, может понадобиться открыть подпитку системы от водопровода.
6. Выпустить воздух из всей системы отопления. В нее попадет часть воздуха из контуров теплого пола.

На рисунках 1 и 2 соответственно показаны коллекторы без расходомеров и с расходомерами. На них цифрами обозначены соответствующие элементы:

1 — циркуляционный насос;

2 — подающий коллектор;

3 — обратный коллектор;

4 — смесительный клапан;

5 — расходомеры;

6 — воздухоотводчик;

7 — дренажный кран;

8, 9 — соответственно подающий и обратный трубопроводы от котла.

Оптимальные температурные параметры

Предпочитаемая температура теплого пола подбирается под индивидуальные запросы. Ведь кому-то нравится бодрящая свежесть в доме, а кто-то желает нежиться в согревающих энергетических потоках. Тем не менее, существуют общепринятые нормы по подготовке теплоносителя, прогреву напольных покрытий и, соответственно, воздуха в помещениях. Они обуславливаются санитарными и технологическими требованиями. Об этих нормах уже упоминалось здесь, однако, напомним кратко:

• оптимальной считается температура поверхности пола 280С;
• если помещение рассчитано на длительное пребывание жильцов или в нем имеются другие источники отопления, то целесообразно снизить температуру до 22-260С – такой энергетический режим является оптимальным с медицинской точки зрения. Кроме того, нагрев покрытий незаметен при телесном контакте с ними, что не вызывает тактильного дискомфорта;
• для помещений, где ТП является единственным источником отопления, а также, где жильцы находятся лишь периодически (ванная, туалет, прихожая, лоджия, крытая веранда), температуру поверхности напольного покрытия допустимо поднять до 320С.

Это интересно: Как клеить линолеум на пол — разбираемся по порядку

Как провести индивидуальное регулирование?

В отдельных случаях может понадобиться индивидуальное регулирование системы. Обычно это нужно, если подходить к проблеме индивидуально, задаваясь необходимостью уменьшить или увеличить температуру в конкретном помещении.

Для этого первое, что нужно сделать – это определить температуру воздуха. После этого возникает необходимость в изменении температуры пола, что выполняется по зонам.

Основные элементы водяного пола

Групповая регулировка не заменит индивидуальную. Первая предполагает, теплый пол во всем доме будет работать одинакового. Второй метод регулировки учитывает температуру воздуху и площадь помещения, гарантируя комфортный микроклимат в доме. Лучше выбирать комплексное регулирование, то есть грамотно объединять и групповое, и индивидуальное. При этом элементы комбинируются, чтобы в доме царили уют и комфорт.

Сервоприводы водяного пола

Автоматическое регулирование температуры теплого водяного пола невозможно без наличия сервоприводов. Это небольшие электро-термические устройства, которые открывают/закрывают подачу теплоносителя. Называют их еще сервомоторы, а официальное название звучит так «сервопривод электротермический». В принципе те же устройства можно поставить и на радиаторы, но так поступают нечасто.

Так сервоприводы выглядят «вживую» на коллекторе

Как работают сервоприводы? Основной рабочий элемент — сильфон. Это небольшой герметичный и эластичный цилиндр, который заполнен веществом, объем которого сильно зависит от температуры. Вокруг сильфона находится электрический нагревательный элемент. При поступлении команды с термостата, на нагревательном элементе появляется питание. Он включается в работу, вещество внутри сильфона разогревается и начинает расширяться. Увеличенный в размерах цилиндр давит на расположенный ниже шток. А он в свою очередь перекрывает поток теплоносителя. Как видите, никаких моторов и шестеренок, только электричество и тепловая энергия. Потому и называют их термоэлектрическими.

Сервопривод — внешний вид и внутреннее строение

Немного о разновидностях. Бывают сервоприводы нормально закрытые и нормально открытые. Эти названия показывают, в каком положении находится клапан при отсутствии питания: первый в обычном положении открыт, а при появлении сигнала закрывается, второй, соответственно, в обычном состоянии закрыт, а при наличии сигнала открывается.

Какой из них лучше использовать? Для нашей страны лучше отдавать предпочтение нормально открытым сервомоторам. И вот почему: если он выйдет из строя теплоноситель продолжит циркулировать и пол не заморозится (хотя нужны длительные и низкие температуры чтобы трубы в стяжке замерзли).

Бывают еще устройства, работающие от переменного тока 220 В, или от постоянного 24 В. Для подачи напряжения 24 В потребуется установить инвертор.

Как подключать сервоприводы

Схема подключения может быть разной и зависит в первую очередь от типа термостата. Если термостаты управляют одним контуром теплого пола, то они напрямую соединяются с соответствующими сервоприводами проводами. Если термостат мультизональный, то провода заводятся от соответствующих клемм.

Один из коммутационных узлов водяного теплого пола

Для упорядочивания проводов используют коммутаторы теплого пола. Кроме стандартной функции подключения и соединения разных устройств, они выполняют еще и защитную роль. При закрытом положении всех контуров водяного пола подается сигнал на отключение работы циркуляционного насоса. Это удобно, если установлены автоматизированные отопительные котлы (насос не будет работать вхолостую без расхода, и система не выйдет из строя из-за превышения давления).

Как подключать устройства через коммутационный узел водяного пола

Но в системах с обычными твердотопливными котлами насосы отключать нельзя: котел то не затухнет и отключение насоса грозит разрывом системы. В этом случае ставят байпас и перепускной клапан (смотрите схему подключения). Перепускной клапан настраивают на давление чуть ниже максимального давления насоса (если у него максимум 5 метров, выставьте 3-4 метра). При достижении в системе этого значения (бывает, если открытыми остаются небольшое количество контуров теплого пола) перепускной клапан начинает часть потока теплоносителя заворачивать в «обратку» и подавать снова на котел.

Схема включения с перепускным клапаном для предотвращения работы системы «вхолостую»

Эта схема работать будет с любым типом котлов, не только с твердотопливными. Но для них — она практически единственный недорогой способ уберечь систему от перегрева.

О роли датчика

Следует помнить, что в настройке теплого пола имеется одна незаменимая деталь – это датчик. Блоком управления настраивается нагрев пола и экономится электричество. Самую высокую экономию обеспечивают программируемые устройства, но они дорогостоящие.

Возможность настроить нужным образом теплый пол дает экономию энергии и, соответственно, денег.

Эффект кроется в соответствии электрической мощности пола и измерителя. Разогревание пола до необходимой температуры возможно только при достаточной мощности. Поэтому при покупке нужно интересоваться характеристиками товара.

В некоторых случаях в помещениях с большой площадью приходится подключать более одного регулятора.

Важным моментом является тип настройки. Следует для себя найти способ, чтобы не делать отверстий в стене, а ограничиться коробом для терморегулятора. Не стоит отступать от рекомендаций в инструкции.

Блок управления ни в коем случае нельзя устанавливать внутри, нужно прокинуть кабель к нагревателям сквозь отверстие в стене и датчик разместить в коридоре.

Рекомендуем: Какие характеристики имеет двухжильный тёплый пол?

Электронная настраивающая аппаратура способна обслужить разные рабочие режимы обогрева полов с высокой степенью энергетической экономии. Но это дорогостоящая техника.

Заполняем водой систему тёплых полов

Прежде, чем первый раз запустить тёплый водяной пол, магистраль следует заполнить. На способ наполнения влияет тип системы и вид теплоносителя. В нашем случае, мы будем использовать самый популярный вид — воду.

Если применяется вода, то необходимо ежегодно производить ее замену, то есть заправлять новую. Трубопровод водяного пола перед каждым включением требуется промывать. В магистраль подаётся вода, ее нужно сливать до тех пор пока не будет выходить чистая.

Есть два способа заполнения водой тёплого пола. Рассмотрим пошагово, как заполнять водой контур тёплого пола закрытого типа через коллектор:

1. Открываются все краны, такие как:
2. коллекторные вентили;
3. закрывающие краны на трубах;
4. трёхходовой клапан распределительного узла;
5. все отводчики воздуха.

Следует подождать, пока весь воздух не выйдет из магистрали.

Закрываются все краны, и только один остаётся открытым. Это требуется для концентрации насоса на одном контуре, чтобы все остатки воздуха вышли из него.

• Когда из данной петли воздух вышел, открывается следующий контур, а этот закрывается. Такое действие проводится со всеми вентилями.
• После того, как воздух выпущен из всей системы, отключается насос.

Откручиваются краны на всех контурах (входного и выходного плана), вода качается пока последние остатки воздуха не выйдут.

По завершению данной процедуры, система греющего пола заполнена, и можно приступать к её настройке и включению.

Другой вариант — заполнение магистрали открытого типа. Это устройство оснащено специальным баком, с помощью него можно добавлять теплоноситель при испарении. А также внизу есть сливочный кран, через который происходит заполнение пола от источника водоснабжения при помощи шланга.

Однако сначала пол следует наполнять через коллекторный кран, который подключается шлангом к трубам. Принцип действия такой же, как при использовании закрытой конструкции. Технология отличается отсутствием насоса, а воздух выводится под давлением от системы водоснабжения.

Принцип работы нормально открытого сервопривода (без электромагнитного мотора)

Устройство сервопривода для коллектора теплого пола достаточно простое. В центральной части корпуса располагается пружинный механизм и внутренняя малая ёмкость (баллон), заполненная специальной жидкостью (чаще всего толуол).

Вокруг емкости размещается нихромовый нагревательный элемент. В рабочем режиме, при подаче электрического тока, нагревательный элемент прогревает жидкость, эта жидкость увеличиваться в объеме, расширяется. Увеличивается давление на шток. Данная часть устройства выдвигается, надавливает на шток термоклапана, который соответственно закрывается. Как только напряжение исчезает, нагревательный элемент перестает работать, жидкость постепенно начинает терять температуру, теряет объем. В конце концов, она принимает первоначальный объем, перестает давить на шток и клапан открывается.

3 привода на распределительном коллекторе теплого пола.

Таким образом, движение клапана, его открытие и закрытие происходит без электромагнитного мотора, за счет давления нагретой жидкости в баллоне (во внутренней емкости).  Поэтому данный механизм по праву назван термоприводом.

Для того, чтобы клапан пришел в движение необходимо время. Нагрев жидкости составляет около 2-3 минут, следовательно, клапан закрывается не сразу после подачи электрического тока. Время нагрева жидкости зависит от особенностей нагревательного элемента и указывается в технических характеристиках производителем. Остывание происходит немного медленнее, поэтому и обратный процесс открытия клапана происходит дольше (5-15 минут).

В случае перегрева срабатывает механизм отключения питания.

Примечание! Существуют сервоприводы для коллектора теплого водяного пола, в которых отсутствует баллон с жидкостью. Его роль заменяет специальный термоэлемент, который представляет собой пластину или пружину, расширяющуюся в результате нагрева. Принцип действия расширенного термоэлемента ничем не отличается от описанного выше процесса. При нагревании или остывании термоэлемента шток приводит в движение клапан.

Внешне определить положение клапана можно по выдвигающемуся элементу (напоминающему кнопку).

Положение «кнопки» в нагретом и остывшем состоянии.

Если его положение отличается  – это сигнал о неправильном подключении сервопривода.

Положение клапана можно проверить и после прикосновения к механизму – если он горячий, клапан находится в режиме «Отключен», если прохладный – клапан открыт.

Как подобрать лучший вариант?

В основном теплые полы можно разделить на два больших вида: электрические и водяные

Прежде чем остановить свой выбор на том или ином варианте, стоит обратить внимание на несколько пунктов

Один из методов регулирования

Первый из них – энергоэффективность. Водяной теплый пол подойдет для тех, кто желает сэкономить. Поскольку, нагрев осуществляется при помощи газа, а в сравнении с электрической энергией использование водного пола экономически выгодно. Как регулировать такой пол– это также не покажется сложной задачей.

Второй важный фактор выбора – конечно же, цена. Она будет зависеть от очень многих параметров. Начиная со стоимости теплоизоляции и шнуров определенной длины и заканчивая трубами, через которые будет протекать вода. Только подсчитав общую стоимость всех необходимых средств, можно примерно представить, какой вид теплого подогрева вам по карману.

Необходимо учитывать и технологичность. Если сравнивать водяной теплый пол с электрическим, т, конечно же, последний в этом выигрывает. Но для его установки столько всего необходимо сделать, что только при одном перечислении у большинства просто не возникнет желания прибегнуть к пусть и технологичным, но и не менее дорогим способам утепления. Тогда как установка водяного подогрева ненамного сложнее, зато он более экономный, и позволить себе такую роскошь может практически каждый. А вот как именно сделать все своими руками – будет рассмотрено ниже.