В статье будет рассказано о том, как самостоятельно изготовить регулятор температуры. Пригодится он для реализации системы управления отопления дома, дачи, теплого пола, теплицы. Впрочем, данную конструкцию можно использовать в качестве основы для автоматического управления температурой в салоне автомобиля. С одним отличием – придется устанавливать другие исполнительные устройства и производить настройку. В продаже сегодня имеется немалое количество терморегуляторов, все они просты в эксплуатации и имеют минимальное число самых необходимых настроек.

Что предлагает рынок

Регулятор температуры воды в системе отопления«>

Можно приобрести в хозмаге или даже в интернет-магазине регулятор температуры. Цена его различна, но стартует от 500 рублей. В этих конструкциях имеется несколько функций. И выходной сигнал управления, как правило, предназначен для подключения слаботочной нагрузки. Например, в качестве такой можно использовать обмотку электромагнитного реле.
которые нагревательные приборы оснащаются встроенным регулятором, который построен на основе биметаллической пластины. Суть в том, что эта пластина нагревается при протекании тока. А нагрев до некоторой температуры – это достижение определенного значения тока потребления. В тот момент, когда происходит превышение тока, пластина от нагрева выгибается и размыкает контакты, по которым осуществляется питание нагревательного элемента. После остывания контакты замыкаются, и вновь происходит нагрев. Это механический тип регулятора, который хоть и используется в промышленности, для небольших конструкций вряд ли подойдет.

Как изготовить терморегулятор

Регулятор температуры воды в системе отопления«>

Итак, стоит рассмотреть более детально то, как самостоятельно изготовить такой несложный прибор. Обратите внимание на то, что изготавливаться будет терморегулятор на основе микропроцессора. Даже банальные AtMega 128 или AtMega 8 для такой конструкции окажутся идеальными. Банальные они по той причине, что именно эти микроконтроллеры схемотехники (в том числе и самоучки) изучили вдоль и поперек. Все свойства этих элементов изучены, имеется масса литературы по ним с практическими схемами разнообразных конструкций. В том числе на их основе изготавливается и регулятор температуры. Схема проста и не требует особых настроек (разве что программирования). Также стоит учесть, что выходной сигнал микроконтроллера может управлять очень слабой нагрузкой.
этому необходимо использовать усилитель на полевом транзисторе (который будет работать в режиме ключа) либо же сборку Дарлингтона (например, ULN2003). Именно с ее помощью можно произвести «состыковку» исполнительного механизма и микроконтроллера. Не стоит забывать и о том, что на входе контроллера обязательно нужно использовать согласующие устройства. В частности, если применяете терморезистор, вам потребуется использовать для его подключения делитель напряжения на постоянных сопротивлениях.

Расчет устройства

Регулятор температуры воды в системе отопления«>

Обратите внимание на то, что для вашего же удобства необходимо использовать дополнительный цифровой модуль – индикатор на светодиодных элементах. Такой регулятор температуры отопления окажется очень удобным в эксплуатации. Итак, у вас имеется микроконтроллер, у него несколько портов ввода и вывода. Их-то и нужно использовать для цели управления. Подключаете единственный измерительный прибор – терморезистор. Затем выясняется, что вам нужно ввести в конструкцию несколько кнопок:

  1. Увеличение температуры.
  2. Уменьшение температуры.
  3. Сброс.

Следовательно, у вас будет задействовано четыре порта ввода. Остальные можно использовать для исполнительных устройств. О них нужно поговорить более детально.

Исполнительные устройства


Регулятор температуры воды в системе отопления«>

Если у вас происходит управление электрическими нагревательными элементами, то задача становится очень простой. Выбираете подходящий по току магнитный пускатель и уже этим устройством производите подачу высокого напряжения на элементы нагревателя. Такой регулятор температуры отопления можно сделать даже не прибегая к использованию микроконтроллеров. Аналогичная ситуация и с системой теплого пола. Но вот если у вас газовый котел, придется внести несколько дополнительных элементов. Обратите внимание на то, что нижеприведенная информация дана для ознакомления, за внесение конструктивных изменений в газовую аппаратуру вы отвечаете головой. Но если в целях образования, то вам необходимо открыть подачу газа к нагревательному элементу котла. Но нужно открывать подачу плавно, причем не полностью. Следовательно, стоит учесть это при настройке микроконтроллера. В качестве исполнительного устройства здесь выступает шаговый двигатель и полуоборотный кран, который приводится в движение от мотора.

Алгоритм работы системы управления

Регулятор температуры воды в системе отопления«>

Такой точно принцип можно использовать и для системы отопления салона автомобиля, аналогично строится регулятор температуры. Схема устройства приведена в статье. Итак, у вас имеется три кнопки. Следовательно, при нажатии одной микроконтроллер должен понимать, что необходимо увеличить рабочую температуру. При нажатии второй он понимает, что температура уменьшается. Происходит увеличение или уменьшение на один градус (или иной шаг, который вы выбрали при программировании). Третья кнопка возвращает температуру на исходное значение. Но есть еще терморезистор, сигнал с которого поступает на вход контроллера и сравнивается с тем, который был задан при помощи кнопок. Если:


  1. Заданное значение выше текущего или, то открывается подача газа к форсункам.
  2. Заданное значение ниже текущего или равно ему, подача газа закрыта.

При составлении алгоритма следует учитывать погрешность измерений, точные приборы учета (терморезисторы) вряд ли вы найдете.

Заключение

Вот такой несложный электронный регулятор температуры позволяет собрать микропроцессорная техника. Также стоит отметить, что при программировании можно задать определенный интервал значений температуры. А вместо кнопок использовать одно переменное сопротивление. Аналогичные конструкции используются для инкубаторов. Только стоит учесть, что необходимо четко откалибровать шкалу, чтобы знать, на каком значении температуры находится ручка регулятора.

www.syl.ru

Как регулировать батареи отопления

Существует несколько способов регулировки отопления на батареях. Одни могут только улучшить микроклимат в доме, другие дают возможность экономить:

  • краны и вентили;
  • механические терморегуляторы;
  • электронные и программируемые терморегуляторы.

Вентили или краны

регулировочный вентильЭто простейший способ регулировки, которым можно только при необходимости снизить температуру в комнате (хотя основное их назначение – отсекать отопительный прибор в случае ремонта).

Если на входе в радиатор стоит шаровый кран, можно просто перекрыть в него поступление горячего теплоносителя.

Регулировка грубая, ведь шаровые краны имеют только положение вкл./выкл. и пытаться поставить их в среднее положение – это сокращать в разы его ресурс (со временем теряют герметичность, и при снятом радиаторе будут капать).

Кроме того, выполнять регулировку можно только в ручном режиме, постоянно следя за температурой на домашнем термометре. После понижения температуры каждый раз краны придётся снова открывать. Кроме того, частое использование крана чревато завоздушиванием стояка.

Конусный вентиль – это более удобная запорная арматура, поскольку его можно приоткрывать так, чтобы пропускать определённое количество горячей воды. Хотя, опять же, регулировка получается довольно грубая и в ручном режиме.

Автоматическая регулировка

электронный регуляторБез вмешательства человека работают терморегуляторы. Существует две конструктивные разновидности:

  1. Механический.
  2. Электронный.

Оба варианта регулируют размер просвета и таким образом уменьшают или увеличивают проходящий поток.

Человек выставляет на термоголовке (или на кнопках в электронном варианте) желаемую мощность, температуру, а устройство придерживается выбранных настроек.

Единожды выставив комфортный показатель можно месяцами не возвращаться к настройкам, как бы ни менялась подача с теплоцентрали и погода за окном.

Устройство терморегулятора

Механический

Комплект состоит из двух элементов – клапан, который врезается в трубу подачи перед радиатором, и термореле (это изящная белая ручка, простым движением одевающаяся на клапан).

В основе механического устройства – законы физики. Внутри термостатического механизма находится шток, связанный с вентилем, перекрывающим поток. Шток подвижен и его положение регулируется объёмами камеры (Сильфона), заполненной:

  • газом;
  • жидкостью.

Увеличение объёма газа внутри сильфона происходит вследствие температурного расширения.

Существует небольшая разница между жидкостными и газовыми сильфонами. Газовые надёжнее, быстрее реагируют на изменения климата, но способности балансировки температуры у них не такие точные. Жидкостные же немного инертны, однако точно держат заданную температуру. Чаще всего в продаже можно встретить именно их.

Особенности механического устройства:

  • недорогие;
  • просто ставить и пользоваться;
  • не требуется энергия извне;
  • невозможность регуляции в отсутствие владельца.

Электронный

термостатТакой прибор имеет на ручке (или вместо неё) дисплей и кнопочную панель.

В комплекте с прибором идёт термодатчик, который иногда размещается вдали от радиатора и дистанционно передаёт сигналы о температуре на регулятор батареи отопления (датчик может быть и встроенным).

Особенности автоматики:

  • Регуляция без вмешательства человека и подстроек.
  • Возможность программирования на часы и дни.
  • В отсутствие владельца снижать температуру и вновь её повышать к приходу хозяина.
  • Работает на аккумуляторах, которые нужно периодически заряжать (зарядник обычно в комплекте).
  • Стоит дороже.

Выбор терморегулятора

Регуляторы могут отличаться в зависимости от того, как и где считывают показания температуры:

  • воздуха в комнате;
  • теплоносителя внутри системы;
  • воздух за пределами помещения.

Самые популярные и удобные – регуляторы, считывающие температуру в комнате. Такие приборы отреагируют, если комната нагрелась от солнечных лучей. Выровняют скачки на кухне в моменты активной готовки.

Место установки:

  • однотрубная система;
  • двухтрубная.

На упаковке к устройству указывается, для какой разводки они предназначены. В двухтрубной системе нагрузка выше, а значит, требуется запас прочности.

Установка

монтаж термостата ДанфосВнимание нужно уделить правильному расположению термостата. На его корпусе стрелочками указывается направление потока, которое нельзя перепутать.

В однотрубной системе, термостат устанавливается в подающей трубе.

Он может быть с проходным или трёхходовым клапаном. Последний врезается в месте стыка подающей трубы и байпаса. Проходной устанавливается после байпаса, до радиатора.

Места соединения клапана с трубой тщательно герметизируются льном или фум лентой. Их нужно как следует затянуть при помощи разводного ключа. Сама процедура установки достаточно простая, поскольку клапан оснащён накидной гайкой.

Настройка ручного радиаторного терморегулятора

В разных домах, комфортная температура может отличаться. Тщательные точные расчёты может провести специалист – теплотехник.

Примерные позиции на регуляторе:


  • Значок снежинка * — это функция поддержания минимальной температуры, чтобы в отсутствие хозяина отопление не размёрзлось. Полезно для загородных домов, владельцы которых не находятся там всё время.
  • 1 – можно сказать, это прожиточный минимум, удержит температуру примерно на 15 °C.
  • 2 – спальная, 18 °C, при которых комфортно спать.
  • 3 – самый популярный показатель – это примерно 21 °C, комфортная для жизни температура.
  • 4 – тёплые 24 °C.
  • 5 – жаркие 27 °C.

Как увеличить теплоотдачу батарей

Ни один терморегулятор не способен добавить жара в батарею. Он только понижает температуру. Если же проблема в недостатке тепла, подключаются совершенно другие принципы корректировок:

  1. Увеличение количества секций.
  2. Повышение качества существующего радиатора.
  3. Замена на более эффективный.

Подсчитать, сколько секций требуется в конкретную комнату можно, если умножить её площадь на 100 и разделить на теплоотдачу одной секции, которая у Вас установлена. Для чугунного радиатора – это 155 Вт/м2. Это при том, что теплоноситель подаётся не ниже 70 °C, радиатор не слишком старый, а квартира имеет нормальную степень утеплённости.

Дополнительные секции могут потребоваться если:

  • квартира угловая;
  • на первом и последнем этажах;
  • окна без стеклопакетов;
  • смонтирована новая вентиляция;
  • в комнате с большой балконной дверью.

Низкая теплоотдача может быть следствием завоздушенности батареи. Прежде чем идти на крайние меры, нужно попробовать стравить воздух.

Способ подключения тоже влияет на эффективность обогревателя. Самый лучший вариант – диагональное. Если же смонтировано боковое подключение, длинный радиатор просто не будет прогреваться. Выход – установить удлинитель потока (простейшее устройство в виде трубки, вставляющееся внутрь подачи радиатора).

Старые радиаторы подвержены зарастанию накипью и грязью изнутри. Характеристики их также снижаются. Улучшить ситуацию поможет промывка. Самостоятельно можно снять отдельный радиатор и промыть водой под давлением. Существуют фирмы, занимающиеся промывкой системы в целом.

Ну, и если воздух стравлен, подключение правильное, а греет плохо, можно заменить старый прибор на более новый и с лучшими характеристиками. На сегодняшний день, биметаллические радиаторы считаются средоточием максимума положительных качеств.

Заключение

Остаётся добавить, что в отличие от частных домов, где всё в руках владельца, вмешательство в городскую систему отопления чревато нарушением баланса в ней и негативными последствиями для всего дома. Существуют правовые рычаги и организации, призванные обеспечивать комфорт горожан.

Так, при перетопе, можно обращаться в жилищную инспекцию с письменной жалобой. Также налаживать взаимоотношения между поставщиком тепла и жильцами должны управляющие компании.

microklimat.pro

Виды температурных регуляторов для батарей

Приспособления, позволяющие настраивать температуру радиаторов отопления, можно разделить на несколько групп в зависимости от их устройства и принципа действия.

Запорные краны

Простейшее приспособление, способное изменять температуру батарей, – это запорный кран. Он может на самом примитивном уровне управлять подачей горячей воды из отопительной системы дома. Запорная арматура имеет вид шарового краника, имеющего всего два положения:

  • «закрыто» – движение горячей жидкости остановлено, батарея остывает;
  • «открыто» – через радиатор проходит максимальный объем теплоносителя, и он греет в полную силу.

запорный кран

Существенным минусом применения запорного крана является необходимость постоянных манипуляций. Создать устойчивый температурный режим с помощью этого устройства невозможно.

Важно! Шаровой кран нельзя оставлять в промежуточном положении, поскольку перекрывающий клапан повреждается из-за твердых частиц, находящихся в воде отопительной системы.

Использовать кран для регулирования температуры радиатора можно, только если перед батареей установлен байпас (обходная труба). В противном случае закрытый кран нарушит циркуляцию теплоносителя в общедомовой системе.

Ручные вентили

Вентили с ручной регулировкой позволяют изменять объем теплоносителя, поступающего в радиатор, за счет увеличения или уменьшения диаметра проходного отверстия.

Вентиль ручной

В составе конусного вентиля есть клапан, имеющий запорную головку. Она, в свою очередь, связана с рукояткой, на которую может быть нанесена шкала с делениями. Поворот рукоятки вызывает перемещение запорной головки и изменение объема поступающего теплоносителя в меньшую или большую сторону. Метки на шкале позволяют выставить нужную температуру батареи.

Устройство ручного вентиля

Ручные вентили просты, надежны и недороги, однако требуют регулярного контроля.

Автоматические терморегуляторы

Существует более совершенный тип регуляторов для батарей, способный реагировать на температуру воздуха в помещении и автоматически варьировать степень нагрева радиатора. В этом случае изменение диаметра проходного сечения клапана, дозирующего объем поступающей жидкости, происходит по сигналу температурного датчика.

автоматический терморегулятор

Автоматические регуляторы тепла делятся на два вида:

  • термостатические;
  • электронные.

В следующем видео можно наглядно познакомиться с принципом работы термостата.

Термостатические терморегуляторы

По своей конструкции термостатическое устройство напоминает ручной вентиль. При этом на его клапане установлена термостатическая головка, управляющая его работой. Термоголовка включает в себя:

  • термодатчик, реагирующий на температуру воздуха и связанный с запорной головкой клапана;
  • механизм регулировки, имеющий управляющую рукоятку и шкалу настройки.

термостатические терморегуляторы

Выбрать температуру в помещении, которая будет поддерживаться на постоянном уровне без дальнейшего вмешательства, можно, повернув рукоятку в соответствии с требуемым значением на шкале.

Электронные терморегуляторы

Максимальным функционалом обладают электронные устройства, оснащенные блоком управления, как на следующем фото. В него, помимо электронного температурного датчика, входят микропроцессорная схема и панель с кнопками и дисплеем. Запорная головка перемещается с помощью механического реле с электрическим приводом по сигналу, поступающему от управляющей схемы.

электронный терморегулятор

Такие терморегуляторы позволяют не только поддерживать требуемую температуру с максимальной точностью, но и дают возможность программировать их работу. Например, ежедневно в будние дни во время отсутствия в квартире жильцов степень нагрева приборов автоматически снижается, а перед приходом хозяев комнаты снова будут прогреваться до оптимальной температуры.

Совет: для изменения способа регулировки батарей необязательно покупать новый терморегулятор. На один клапан обычно можно установить термоэлемент любого типа: ручной или автоматический.

автоматический термоэлемент

Подробно о самостоятельной установке и настройке терморегулятора для батареи отопления написано в этой статье.

Трехходовой клапан

Нетрадиционным устройством для регулирования температуры отопительных приборов является трехходовой клапан, изображенный на фото ниже. Он ставится на соединении байпаса и подающей трубы, которая идет к батарее. Чтобы устройство могло выполнять функцию стабилизации уровня нагрева радиатора, оно должно иметь терморегулирующую головку.

  • В случае подъема температуры возле головки выше требуемой подача теплоносителя в батарею прекращается, поток жидкости движется через байпас.
  • Когда происходит остывание, клапан снова открывается, и радиатор нагревается.

Такой способ регулировки используется в однотрубных системах, имеющих вертикальную разводку.

трехходовой клапан

Важно! В многоквартирных домах с централизованным отоплением теплоноситель обычно содержит посторонние частицы, которые засоряют термостаты. Поэтому в квартире без опаски можно ставить ручные краны или вентили, а также трехходовые клапаны. Если вы хотите установить автоматические регуляторы, перед ними нужно обязательно ставить фильтры, которые придется регулярно чистить.

mr-build.ru

Предназначение регуляторов отопительных систем

Благодаря регуляторам температуры можно автоматически управлять всеми обогревателями и предотвращать сжигание кислорода, отсутствие которого плохо влияет на здоровье и самочувствие человека. Благодаря терморегулятору можно по мере надобности включать и выключать отопление и поддерживать в помещение удобную температуру.

Терморегулятор для радиатораТерморегуляторы используют для:

  • контролирования температуры в помещении;
  • создания микроклимата;
  • сохранение кислорода в доме;
  • экономии тепла.

Разновидности регуляторов систем отопления

Для систем отопления используют терморегуляторы нескольких видов:

  • механические;
  • электронные;
  • электромеханические.

С их помощью можно контролировать температуру и поддерживать удобный климат в помещении. Независимо от того, какой регулятор будет применяться, каждый из них обладает достоинствами и недостатками.

Электронные регуляторы

Электронный терморегулятор состоит из 3 главных элементов:

  • микропроцессора;
  • датчика;
  • ключа.

Электронный терморегуляторДатчик измеряет температуру воздуха, микропроцессор обрабатывает и передает сигнал, а с помощью ключа совершается коммуникация управления.

Преимущества электронных терморегуляторов заключаются в:

  • высокой точности;
  • легкости настройки и управлении отопительными системами.

Применяются электронные регуляторы для того, чтобы управлять отопительной системой квартиры или дома и регулировать работу кондиционеров, а также других систем, которые отвечают за поддержку и создание в помещении комфортного микроклимата.

Терморегуляторы электронного образца могут легко монтироваться в систему умного дома и следить за температурой обогревателей и помещений.

Механические регуляторы отопления

Терморегулятор механического типа для радиатора состоит из:

  • клапана;
  • термической головки.

Механический терморегуляторЭти два элемента работают слажено и без использования посторонней энергии. Термическая головка состоит из нескольких частей: привода, регулятора, газового, жидкостного или упругого элемента.

Принцип работы механического регулятора достаточно прост — колесико с температурой выставляется на нужный уровень с помощью ручного управления.

Механические регуляторы кроме регулировочного колесика могут иметь кнопку включения и выключения, управляются и включаются такие регуляторы только вручную.

Электромеханические регуляторы

Одним из самых простых регуляторов, считается электромеханический. Главным его элементом считается реле, которое бывает нескольких видов, но в системе отопления применяется используется регулятор с реле, у которого некоторые элементы расширяются в момент нагревания.

Такой тип регулятора применяется в масляных радиаторах и бойлерах, где реле представляет собой цилиндрическую трубку, которая наполнена чувствительной жидкостью. Трубка находится в маленьком бачке с водой, которая нагревается.

Выбор терморегулятора

Выбор терморегулятора зависит от:

  • внешних климатических условий;
  • количества приборов отопления;
  • видов обогревателей.

Выбирая регулятор температуры, необходимо учитывать все факторы, которые могут повлиять на его работу.

Системы отопления и регулирование температуры

Отопительные системы могут быть нескольких видов: водяные, паровые, воздушные и комбинированные. Регуляторы температуры могут устанавливаться на любую из них.

ТерморегуляторВодяное отопление — самый распространенный вариант отопления, где теплоносителем выступает вода, а источник энергии может быть любой.

Электрическое отопление удобное, практичное, безопасное и надежное. Регулировка температуры происходит в зависимости от заданной и действительной температуры.

Механические регуляторы очень просты в использовании и стоят намного дешевле электронных аналогов. Регулирующие механизмы устанавливаются на отопительные приборы к магистрали подачи теплоносителя. Принцип работы механического регулятора очень прост, потому что датчик встроен в клапан, а регулировка температуры происходит за счет увеличения и уменьшения теплоносителя в радиаторе.

Установка регуляторов

Регулятор температуры встраивается в систему и измеряет температуру теплоносителя и внешних параметров, для того чтобы уменьшить его нагрев, необходимо установить нужную температуру на электронном регуляторе или просто подкрутить колесико на механическом.

Устанавливаются регуляторы в нагревательных приборах там, где применяется теплоноситель, а также в автономных приборах и комплексах автономного нагрева и отопления.

Самым оптимальным местом установки терморегулятора является радиатор, отопительный прибор, но только в том случае, если он не закрыт шторами или декоративными решетками. В случае если он будет закрыт, то регулятор температуры будет неправильно и неадекватно ее измерять.

Устанавливать регуляторы можно также на горизонтальной части трубопровода, но рядом с точкой ввода в отопительный прибор.

Чтобы измерения температуры были точными в случае наличия декоративных деталей на радиаторе, следует установить дополнительный термостатический элемент, который будет расположен на некотором расстоянии от датчика, что позволит корректно измерить температуру.

Регуляторы температуры очень хорошо экономят тепло и создают в помещении комфортную обстановку. Независимо от того, какой регулятор будет установлен и какого производства, все они хорошо регулируют температуру. Электронные регуляторы более удобные в использовании, но механические дешевле и надежные.

teplo.guru

Конструирование систем комфортного обогрева помещений – достаточно сложная задача. Требования к этим системам возрастают. Сегодня потребители не хотят получать просто абстрактную нормативную температуру воздуха в помещении, а стремятся к тому, чтобы комфортные условия поддерживались вне зависимости от внешних и внутренних факторов. В этом случае не обойтись без использования водяного теплого пола, который перестал быть диковинкой и широко применяется как в коттеджах, так и в многоэтажных домах.

Комфортность нахождения в помещении, обогреваемом с помощью напольного отопления, обеспечивается за счет равномерного распределения тепла по всей поверхности пола и способности системы к саморегулированию. Для понимания сути явления «саморегулирование теплого пола» рассмотрим абстрактную систему напольного отопления и проанализируем, как ведет себя эта система при изменении параметров наружного и внутреннего воздуха (рис. 1а–1г).

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 1а

На улице холодно, солнца нет. Температура поверхности пола составляет 24, воздуха в помещении – 20 °С. Из-за разности этих значений происходит теплообмен между поверхностью пола и внутренним воздухом. Тепловой поток составляет ≈ 45 Вт/м2.

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 1б

На улице холодно, появилось солнце. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении поднялась за счет солнечной радиации до 22 °С. Разность температур уменьшилась, и соответственно снизился тепловой поток в помещение: ≈ 21 Вт/м2.

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 1в

На улице тепло. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении поднялась за счет солнечной радиации до 24 °С. Разность температур отсутствует. Поэтому теплообмена нет. Тепловой поток равен 0 Вт/м2.

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 1г

На улице холодно, солнца нет, открыто окно. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении снизилась до 16 °С за счет увеличения теплопотерь и поступления через окно холодного воздуха. Разность температур между поверхностью пола и внутренним воздухом значительно возросла. Тепловой поток составляет 86 Вт/м2.

Однако из-за инерционности системы поверхностного обогрева процесс изменения температуры воздуха в помещении достаточно продолжителен. Повысить оперативность реакции водяного теплого пола можно с помощью грамотного применения средств автоматики и управления.

При использовании напольного отопления в качестве основной системы обогрева вопрос регулирования решается установкой теплогенератора с погодозависимой автоматикой в связке с комнатными термостатами и сервоприводами на каждой петле. Однако в климатических условиях России теплый пол не всегда способен обеспечить компенсацию теплопотерь помещениями. Поэтому в большинстве случаев система отопления проектируется комбинированной, например, водяной теплый пол дополняется радиаторами. При таком подходе система отопления условно делится на два температурных контура: первичный (высокотемпературный, радиаторный) и вторичный (низкотемпературный, теплый пол). Это требует более сложной системы управления отоплением, но в результате получается гибкая, оперативная и надежная схема.

Примером технического совмещения контура радиаторного отопления и водяного теплого пола может служить схема с использованием насосно-смесительного узла VALTEC COMBI (COMBIMIX).

Работа комбинированной системы отопления основана на базе готового смесительного узла COMBI (рис. 2, каталожный артикул VT.COMBI) в сочетании с коллекторными блоками VT.594 и VT.596.

 

Регулятор температуры воды в системе отопления Регулятор температуры воды в системе отопления

Рис. 2. Внешний вид и схема работы узла VALTEC COMBI (COMBIMIX)

 

 

Наименование
1 Термоголовка жидкостная с выносным датчиком погружного типа, установленная на термостатическом клапане
Капиллярная трубка термоголовки
1b Гильза с установленным датчиком температуры термоголовки
Гильза под датчик температуры
2 Балансировочный клапан вторичного контура
3 Автоматический поплавковый воздухоотводчик
4 Перепускной клапан для предотвращения работы насоса в тупиковую сеть
5 Термометр
6 Шаровой клапан для отключения циркуляционного насоса
7 Перепускной байпас для поддержания циркуляции во вторичном контуре
8 Дренажный клапан
9 Циркуляционный насос (в комплект не входит)
10 Обратный трубопровод вторичного контура для возврата излишнего теплоносителя в первичный контур
11 Запорно-балансировочный клапан вторичного контура
Т1 Присоединение подающего трубопровода первичного (высокотемпературного или радиаторного) контура
Т2 Присоединение обратного трубопровода первичного (высокотемпературного или радиаторного) контура
Т11 Присоединение подающего трубопровода или коллектора вторичного (низкотемпературного или теплого пола) контура
Т21 Присоединение обратного трубопровода или коллектора вторичного (низкотемпературного или теплого пола) контура

Узел предназначен для поддержания заданной температуры и расхода теплоносителя во вторичном контуре системы отопления, гидравлическую увязку первичного и вторичного контуров. Он оснащен всей необходимой запорно-регулировочной арматурой и сервисными элементами и обеспечивает стабильную работу вторичного контура и предохраняет насос от работы «на закрытую задвижку», что увеличивает срок его безаварийной службы.

Ключевым для данного узла является реализация управления смесительным клапаном теплого пола. Вариантов можно предложить несколько.

Вариант 1. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термостатической головкой), рис. 3.

 

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 3. Управление смесительным узлом с помощью
термостатического клапана с чувствительным элементом

 

Приведенная на рис. 3 схема является наиболее простой в реализации и соответственно самой дешевой. Она содержит:

  • коллекторный блок VT.594, обслуживающий высокотемпературный контур (радиаторный или конвекторный);
  • насосно-смесительный узел VT.COMBI, обеспечивающий поддержания расчетной температуры и циркуляции теплоносителя в низкотемпературном контуре – теплого пола;
  • коллекторный блок VT.596 оборудованный ручными регулировочными расходомерами для балансировки контуров теплого пола.

Температура теплоносителя в подающем коллекторе теплого пола поддерживается термостатической головкой (диапазон настройки 20–60 °С), которая выставляется на расчетное значение заложенное проектом системы, соответствующее максимально отрицательной температуре наружного воздуха в отопительный период. В таком случае во всех помещениях будет поддерживаться постоянно максимально-расчетная температура.

Аварийное ограничение превышения температуры во вторичном контуре обеспечивается термостатом с выносным датчиком VT.AC616 I (рис. 4). Этот термостат включается в цепь питания циркуляционного насоса и отключает его при превышении настроечного значения температуры теплоносителя.

 

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 4. Термостат с выносным
датчиком AC 616 I

Однако температура наружного воздуха претерпевает постоянные изменения, что влияет на тепловой режим помещений. Для того чтобы соответствующим образом изменить температуру в каком-либо отдельном помещении, потребителю необходимо с помощью ручного регулировочного клапана, установленного на обратном коллекторе теплого пола, откорректировать количество проходящего теплоносителя. При такой схеме получается, что при каждом существенном изменении внешней температуры потребитель вынужден «бегать» к узлу для корректировки настроек. Получается, что отопление есть, а комфорта нет.

Вариант 2. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термостатической головкой) и сервоприводы на петлях, работающие по команде комнатных термостатов (рис. 5).

Избавиться от ручного регулирования работы контуров теплого пола можно с помощью комнатных термостатов, расположенных в отапливаемых помещениях. Каждый термостат управляет электротермическим сервоприводом, установленным на соответствующем термостатическом клапане обратного коллектора теплого пола.

 

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 5. Управление теплым полом с помощью термостатического
клапана с чувствительным элементом и комнатных термостатов

 

Регулятор температуры воды в системе отопления Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 6. Импульсные сервоприводы VT.TE3040 (слева) и VT.TE3042 (справа)

В предложенной схеме используются импульсные нормально закрытые сервоприводы VT.TE3040 или VT.TE3042 (рис. 6). Нормально закрытый привод – это привод, который находится в закрытом положении при отсутствии электропитания, а при подаче напряжения переходит в положение «Открыто». Отличие приводов заключается только в дизайне, при одинаковых эксплуатационных характеристиках.

В качестве комнатных термостатов могут использоваться следующие приборы:

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 7. Комнатный термостат VT.AC601

1) Термостат VT.AC601 (рис. 7), работающий от встроенного датчика температуры окружающего воздуха. При снижении температуры воздуха в помещении термостат подает питание на привод, который открывает клапан.

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 8. Комнатный термостат VT.AC602

2) Термостат VT.AC602 (рис. 8), оснащенный выносным датчиком температуры пола и выключателем, полностью прекращающим работу термостата. Этот прибор может работать в трех режимах: а) по датчику температуры воздуха (диапазон настройки 5–40 °С); б) по датчику температуры пола; в) по двум датчикам одновременно. В качестве основного датчика выступает датчик температуры воздуха, а датчик температуры пола работает в качестве ограничителя с заводской настройкой 30 °С. Термостат имеет также возможность подключения через внешний таймер, который управляет включением и отключением термостата по заданной временной программе.

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 9. Комнатный хронотермостат VT.AC 709

3) Хронотермостат VT.AC709 (рис. 9) работает по алгоритму, аналогичному алгоритму работы термостата VT.AC602. В отличие от двух предыдущих термостатов, он обладает функцией недельного программирования, что позволяет пользователю задавать различные температурные режимы в определенное время суток и в определенные дни недели.

Регулятор температуры воды в системе отопления

Рассматриваемые в статье комнатные термостаты VT.AC601, 602, 709 работают только от сети 220 В и управляют в системах отопления только нормально закрытыми сервоприводами.

Автоматизация с помощью комнатных термостатов и электротермических сервоприводов избавляет потребителя от ручного управления системой, но весь контур теплого пола по-прежнему будет работать на полную тепловую мощность, с постоянной температурой теплоносителя, независящей от колебаний температуры наружного воздуха.

Вариант 3. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термический сервопривод с аналоговым управлением), сервоприводы на петлях, работающие по команде комнатных термостатов и контроллер с функцией погодной компенсации, управляющий сервоприводом термостатического клапана смесительного узла (рис. 10).

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 10. Управление теплым полом с помощью комнатных термостатов и погодозависимой автоматики.

 

Адаптация теплопроизводительности системы напольного отопления к наружной температуре воздуха возможна при использовании погодозависимой автоматики, такой, например, как контроллер VALTEC VT.K200 (рис. 11). Контроллер позволит обеспечить не только энергоэффективную работу напольного отопления, но и продлить рабочий ресурс системы в целом.

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 11. Контроллер VT.К200

Контроллер VALTEC VT.K200 позволяет по заданному графику корректировать температуру теплоносителя в соответствии с температурой наружного воздуха. Температура теплоносителя в подающем коллекторе теплого пола регулируется с помощью аналогового сервопривода VT.TE3061, посредством управляющего сигнала от контроллера. Управляющий сигнал контроллера рассчитывается по пропорционально-интегрально- дифференциальному (ПИД) закону регулирования.

Величина управляющего сигнала определяется по формуле:

Регулятор температуры воды в системе отопления

Пропорциональная составляющая (Р) прямо пропорциональна «невязке», которая определяется выражением:

Регулятор температуры воды в системе отопления

где Тус – температура уставки; Т – текущее значение температуры.

При пропорциональном регулировании фактическое отклонение температуры вызывает пропорциональное изменение управляющего сигнала.

Однако при таком регулировании значение температуры никогда не стабилизируется на уставке, и процесс превращается в колебательный с постоянными перегревами и охлаждениями. Величина этих отклонений от уставки называется статической ошибкой. Для устранения данной ошибки контроллером учитывается интегральная составляющая (I), которая равна интегралу «невязок». Она позволяет контроллеру учитывать эту статическую ошибку.

Если система работает в стабильном режиме, то через некоторое время температура теплоносителя устанавливается на заданном значении. Однако время, за которое система достигает заданного уровня температуры, достаточно велико. Для сокращения времени выхода на уставку используется дифференциальная составляющая. Она пропорциональна темпу (скорости) изменения отклонения температуры от уставки.

ПИД-регулирование дает возможность контроллеру оперативно устанавливать в системе требуемый уровень температуры теплоносителя при малейших колебаниях температуры наружного воздуха.

Коэффициенты Kp, Ki и Kd определяются в процессе автонастройки, предусмотренной в приборе, но также могут быть заданы или скорректированы вручную в ходе эксплуатации.

Необходимая температура теплоносителя определяется контроллером по пользовательскому температурному графику. Данный график устанавливается на стадии наладки системы отопления и определяется заданными пользователем точками (от 2 до 10).

Крайняя левая точка графика (рис. 12, точка А или С) задает максимальную температуру теплоносителя в системе теплого пола, которой соответствует расчетная отрицательная температура наружного воздуха.

Максимальная температура теплоносителя теплого пола определяется проектом системы отопления.

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 12. График регулирования

 

Крайняя правая точка (рис. 12, точка В или D) определяется по личностным теплоощущениям конкретного потребителя и далее корректируется на основании опыта эксплуатации.

На графике (рис. 12) приведен пример для двух разных температурных режимов, приведенных в таблице.

Температура,°С Точки температурного графика
Режим 1 Режим 2
A B C D
Наружного воздуха -26 10 -32 6
Теплоносителя 40 20 35 18

 

Регулятор температуры воды в системе отопления
Рис. 13. Подключение насоса

Встроенная функция ограничения температуры в контуре теплого пола позволяет отказаться от использования внешнего предохранительного термостата. В этом случае питание насоса подается через контроллер (рис. 13).

Контроллер обладает функцией адаптивности, которая позволяет в процессе эксплуатации вырабатывать наиболее эффективный алгоритм работы, соответствующий конкретной системе, объекту и динамике изменения теплового режима.

Настройка контроллера проста и занимает у пользователя не более 10–15 минут.

Благодаря наличию встроенного цифрового интерфейса RS-485 контроллер может быть внедрен в сеть диспетчеризации и контроля данных.

Подробные пошаговые инструкции по настройкам смесительного узла VALTEC COMBI (COMBIMIX) и термостатов вы найдете на нашем сайте.

Информация о новом погодозависимом контроллере VALTEC VT.K200 будет опубликована несколько позже.

valtec.ru


Categories: Радиаторы

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector