Сервопривод для коллектора теплого водяного пола

Автоматизации теплого пола

Не будем рассматривать вопросы, касающиеся монтажа водяного теплого пола и схем его подключения к котлу. Остановимся подробнее на автоматике такой системы.

Устанавливая систему можно пойти простым путём. Запитать трубы к котлу, используя коллектор в качестве соединяющего элемента и наслаждаться теплыми полами. Но такую систему крайне сложно регулировать. Она будет функционировать сама по себе, и добиться желаемой температуры пола не получится. Чтобы была возможность регулировать температуру, необходимо систему оснастить дополнительными элементами. Мы подробно остановимся на описании сервопривода. Без этого элемента ни о какой автоматике речи идти не может.

Сервопривод представляет собой электротермическое устройство небольших размеров, оснащенное светодиодами. Его задача состоит в том, чтобы закрывать и открывать подачу воды, которая выступает в качестве теплоносителя в системе.

Принцип действия сервопривода достаточно прост. Его устройство включает в себя наличие герметичного и эластичного элемента, имеющего форму цилиндра и называющегося сильфон. Это основной элемент устройства. Внутри цилиндра находится вещество. Под воздействием температуры оно изменяется в объеме. Снаружи сильфона, который работает в паре с термостатом, находится электрический нагревательный элемент. Если температура теплого пола в системе ниже необходимой, на нагревательный элемент начинает поступать питание.

При повышении температуры вещество, которое очень чувствительно к ее изменению, начинает расширяться. Естественно, меняет свои размеры и цилиндр, на определенном расстоянии от которого расположен шток. Увеличившись, цилиндр оказывает давление на шток. Это, в свою очередь, ведет к перекрытию потока носителя тепла. Сервопривод устроен достаточно просто. Его механизм не содержит шестеренок или моторов.

Можно встретить устройства, которые не оснащены таким цилиндром. Его место занимает компенсационный термоэлемент. При подаче питания он нагревается, меняет свое местоположение и оказывает давление на шток. Но они при монтаже теплых полов практически не используются.

Что же касается разновидностей сервоприводов, то они бывают двух типов: нормально закрытые и нормально открытые. Название они получили от того, как расположен клапан в случае отсутствия питания. Соответственно в нормально открытом сервоприводе он открыт. Как только поступает питание, клапан автоматически закрывается. Второй устроен наоборот. Что касается механизма действия, то он одинаков в первом и втором случае.

Для того, чтобы определиться закрыт клапан или открыт, нужно посмотреть в окошко, расположенное на устройстве. У нормально закрытого сервопривода присутствие в окошке флажка красного цвета говорит о том, что питание не поступает и, следовательно, клапан закрыт. Если устройство нормально открытого типа, то его окошко при отсутствии подачи питания открыто.

С одной стороны, целесообразно оборудовать систему нормально открытым устройством. В случае поломки такого сервопривода вода в трубах не замерзнет. С другой же стороны, термостаты, которые представлены вниманию потребителя, в большинстве своем делаются под нормально закрытые устройства. При обустройстве системы именно таким типом сервопривода желательно дополнительно установить инвертор или другой источник поступления электроэнергии. В противном случае, при отключении электричества жидкость в уложенных трубах циркулировать не будет.

В зависимости от технических характеристик помещения можно использовать сервопривод, работающий от постоянного тока или переменного.

Регулировка нагрева водяных полов

Чаще всего для обустройства водяного обогрева пола используют соединение отопительных контуров посредством коллектора, на который заходят оба конца трубопровода: один из них подает теплоноситель, а второй — возвращает его обратно. На вход в каждый из отопительных контуров поступает горячая вода, имеющая одинаковую температуру.

Поскольку протяженность трубопроводов разная, то каждое из помещений прогревается до разной температуры. Например, для ванной данный параметр должен составлять 25 градусов, а для жилых комнат он не может превышать 22 градуса. Чтобы добавить или убавить степень обогрева помещения, нужно изменить количество носителя тепла, подаваемого в контур.

Наиболее простым способом, как регулировать температуру водяного теплого пола, считается оснащение коллектора специальными вентилями на вход и выход (подробнее: «Схема коллектора теплого пола – как всё должно работать»). Путем поворота их головок можно корректировать количество носителя тепла, подаваемого в каждый из контуров. В этом случае ориентироваться приходится только на собственные ощущения, а такой способ регулировки обогрева нельзя назвать удобным.

Последовательность действий при этом следующая:

регулировочные вентили подкручивают;
ожидают в течение некоторого времени, пока не прогреется пол;
оценивают результат;
снова подкручивают вентили и т.д.

Поскольку температура на улице практически никогда не бывает одинаковой в течение даже одних суток, хозяевам дома приходится вращать вентили очень часто, причем вручную.

Термостаты, изображенные на фото, обычно размещают в каждом помещении, где смонтировано напольное покрытие с водяным обогревом. В свою очередь сервоприводами оснащают каждый контур на гребенке подачи носителя тепла. Они согласно сигналам увеличивают либо уменьшают количество воды, поставляемой в контур. Термостаты связывают с конкретными сервоприводами и подают на них команды управления.

Регуляторами контролируется либо температура теплого водяного пола, либо воздушной массы в комнате. При этом отслеживать температурный режим воздуха в комнате приходится тогда, когда обогрев напольной поверхности является единственным способом отопления в доме.

Принцип функционирования регулятора пола с обогревом:

На корпусе оборудования устанавливают нужную температуру (напольной поверхности или воздуха в зависимости от конкретной модели).
В случае отклонения параметра в ту или иную сторону, на сервомоторы приходит сигнал, после чего подача носителя тепла либо увеличивается, либо снижается. В итоге через некоторый временной период температура приходит в норму.

Когда трубы залиты стяжкой, необходимо время на то, чтобы весь бетонный массив нагрелся или остыл. При наличии настильной системы обогрева пола инерционность меньше и тогда изменения наступают быстрее.

Функции: основные и дополнительные

Распределение теплоносителя по контурам — основная задача коллектора теплого пола, но выполнять он может еще массу дополнительных функций. Например, чаще всего в коллекторе есть два запорных клапана: на подаче и на «обратке». Через них система заполняется теплоносителем, тестируется (опрессовывается) и сливается. Также оснащаются коллекторы спускными клапанами, через которые выходит воздух из системы. Это общие устройства.

Коллектор теплого пола распределяет горячий теплоноситель с гребенки подачи, и собирает остывший на гребенке «обратки»

Дополнительные устройства коллектора

Есть на коллекторах еще и доп. устройства, которые устанавливаются на каждый контур или петлю теплого пола. Чаще всего используются расходомеры. Они устанавливаются на подающей гребенке и служат для выравнивания гидравлического сопротивления разных по длине петель теплого пола. Во всех инструкциях рекомендуют контура для подогрева пола делать одинаковой длины. На практике это часто нереально. Но если разной длины контура подключить к раздаче напрямую, то большая часть потока пойдет через самый короткий, ведь у него самое маленькое гидравлическое сопротивление. Чтобы этого не произошло, ставят расходомеры. При их помощи регулируют потоки в каждой петле теплого пола, заужая/расширяя просвет для прохождения теплоносителя.

Так выглядят расходомеры. При старте системы они заполнены воздухом, потом в них может появиться теплоноситель. Это нормально, работе то не мешает

На обратном коллекторе, на выходе каждого контура, стоят запорные клапана. С их помощью можно отключить один или несколько отопительных контуров. И таким образом регулировать температуру пола и/или воздуха в комнате. Также это делать можно расходомером, уменьшая поток теплоносителя, если стало слишком жарко, увеличивая, если замерзли.

Устройство автоматической регулировки температуры

Конечно, можно регулировать теплоотдачу и так, руками, но можно это дело предоставить автоматике. Тогда на место ручных расходных клапанов на обратном коллекторе ставят сервомоторы, а в комнате размещают термостат (терморегулятор) обычный или программируемый.

Терморегуляторы могут контролировать температуру воздуха в комнате, а могут — температуру теплого пола. Температуру теплого пола контролирует выносной датчик, который подсоединяется к терморегулятору. Датчик нужно устанавливать до заливки стяжки.

Терморегулятор и сервопривод для водяного подогрева. Один из множества вариантов

Для установки датчика, контролирующего температуру пола, от терморегулятора вниз пробивают в стене штробу. В нее укладывается гофрошланг, который должен заходить на пол и заканчиваться на расстоянии не менее 50см от стены. Причем конец гофорошланга должен располагаться между трубами, а не ближе к одной из них — так его показания будут более точными. Прокладывая гофру, старайтесь, чтобы поворотов было как можно меньше, и все они были плавными.

Тот конец гофры, который оказывается в стяжке, нужно заделать, чтобы в него не попал раствор при заливке стяжки. Можно хорошо замотать изолентой или сделать пробку из пенопласта. Вся эта процедура нужна для того, чтобы датчик температуры пола можно было при необходимости вытаскивать и менять.

Так выглядеть может схема подключения с двухходовым клапаном, управлением от терморегулятора и сервоприводами

Поставим датчик на место. Для этого с того конца гофорошланга, который находится возле терморегулятора, просто опускаете датчик (он прикреплен к длинному проводу) до упора. Если провод слишком мягкий, и датчик никак не пройдет поворот, попробуйте использовать толстую садовую леску в качестве протяжки. Обычно это помогает.

При использовании датчиков постоянная температура будет поддерживаться автоматически. Механизм управления в этом случае простой. Вы на термостате выставляете желаемую температуру. При отклонении фактической температуры воздуха от заданной на 1оС соответствующему сервомотору подается команда на включение/отключение подачи теплоносителя.

Сервопривод и его разновидности

Сервопривод регулирует поступление воды в систему

Как говорилось выше, сервопривод – это дополнительное оборудование, которое устанавливается на распределительный коллектор для теплого водяного пола.

Устройство применяется для регулирования потока воды, поступающего в нагревательные элементы. Это процесс осуществляется при помощи открытия и закрытия регулирующих вентилей, которые располагаются на обратной гребенке коллектора.

Механический сервопривод

Данное устройство самый простой вариант

Сервопривод механического типа является наиболее простым вариантом данного устройства.

Он имеет не сложную конструкцию и приемлемую стоимость.

Регулировка температуры производится непосредственно на самом устройстве вращением специального колесика, уменьшающего или увеличивающего показатели температуры.

Механические устройства не совмещены с термодатчиком

Такое приспособление не согласовывается с термодатчиком и не может автоматически срабатывать (включаться и выключаться) при повышении и понижении температуры теплого пола от заданной установки.

Устройство требует постоянного контроля значения температуры при уходе из дома и даже перед сном, но срок его эксплуатации очень долгий и прибор не требует профилактических настроек и дополнительного обслуживания.

Электронный сервопривод для коллектора

Электронное устройство получает информацию от термодатчика

Электронный вариант сервопривода теплого водяного пола представляет собой также достаточно простое устройство, которое способно автоматически осуществлять регулировку подачи теплоносителя в отопительный контур системы.

Схема коллектора с сервоприводом

Прибор имеет постоянное электронное согласование с терморегулятором, который является мозговым центром. Терморегулятор или термостат согласован с температурным датчиком, который устанавливается возле нагревательных элементов в стяжке теплого пола.

Соответственно на термостате выставляются граничные значения температуры, при которых сервопривод будет открывать и закрывать регулируемый вентиль для подачи горячей воды в контуры отопления. Один из вариантов подключения термостата к сервоприводам можно увидеть из таблицы-схемы.

Устройство электронного типа способно полностью самостоятельно производить и контролировать подачу теплоносителя в систему обогрева, но чтобы его приобрести, каждому хозяину придется выложить немалую сумму денег.

Если они случаются нередко, то стоит дополнительно устанавливать ИБП (индивидуальный блок питания) или свой выбор останавливать на механическом устройстве регулировки подачи теплоносителя. Подробнее о сервоприводах смотрите в этом видео:

Дистанционный сервопривод

Дистанционная система регулирования подачи воды является достаточно сложным электронным механизмом, который часто применяется в помещениях, где теплый пол – и основа системой отопления, которая устанавливается во всех комнатах квартиры.

Дистанционный сервопривод регулирует подачу теплоносителя в каждый контур системы. Он согласовывается с терморегуляторами, установленными в различных комнатах, которые могут отстраиваться автоматически от температуры окружающей среды, и нагревает каждое помещение по своим собственным (необобщенным) параметрам.

Организовывая такую систему отопления, многие специалисты советуют приобретать надежные и функционально наполненные терморегуляторы, которые будут подавать на сервопривод своевременные команды, на основании которых устройство сможет создать свой уникальный микроклимат (по требованию хозяина) в каждой комнате. Подробнее о дистанционных устройствах смотрите в этом видео:

Следует знать, что сервоприводы можно классифицировать еще по следующим параметрам:

нормально закрытые;
открытые.

В таком состоянии через сервопривод вода протекать не может. Открытое положение является противоположным описанному выше, и, наоборот, пропускает теплоноситель в систему, что не всегда приносит пользу.

Настройка гребёнки для тёплого пола

Заводские изделия проходят стендовую опрессовку, о чём свидетельствуют сопроводительные документы, содержащие полную информацию обо всех выполненных в специальных условиях гидроиспытаниях. Использование таких компактных устройств с гарантией герметичности сварных и резьбовых соединений является оптимальным вариантом в любых внутридомовых системах отопления. Такие узлы характеризуются эргономичным расположением органов управления, а установка внутри специальных монтажных шкафов не препятствует доступу к регулирующей арматуре.

Тепловой носитель из подающей трубы и «обратки» смешивается внутри каждого отвода или же непосредственно перед коллектором, но расчёт оптимальной схемы целесообразно доверить специалистам.

Регулирование температурного режима напольной поверхности предполагает выполнение нескольких последовательных действий:

Установить перепускной клапан на max, переведя его в положение 0,6 бара. Срабатывание этого узла в процессе настройки вызывает ошибочный результат.
Рассчитать балансировочный клапан, используя с этой целью температурные показатели на обратке, подающей линии и выходе из отопительного устройства, в условиях стандартного коэффициента 0,9 и по формуле пропускной способности: К = 0,9 × [(t_k – t_o/t_p – t_o) – 1]).
Настроить насосное оборудование, рассчитав расход кипятка и показатели потери давления на контурах. Допускается выставлять минимальную подачу с постепенным добавлением скорости.
Сбалансировать ветки, полностью открыв регулирующие узлы и плавно закрывая их до требуемого положения.

На заключительном этапе настройки гребёнки для системы «тёплый пол» выполняется увязка расхода узла подмешивания с другими приборами отопления.

Следует отметить, что установка расходомера значительно облегчит получение точности при настройке всех узлов. Показатели обработки перепускного клапанного устройства рекомендуется выставлять примерно на десять процентов ниже, чем установленные максимальные значения давления насосного оборудования.

Автоматическая регулировка температуры ТП

Автоматическая регулировка теплого пола может осуществляться термомеханическим или электронным способом с применением электромеханических исполнительных устройств, управляющих работой запорной арматуры.

Термомеханическая система управления

Основывается на работе термостатических клапанов или кранов с термоголовками, реагирующих на изменение температуры теплоносителя. Различные модели подобной запорно-регулирующей арматуры сегодня предлагает множество производителей, например, Oventrop. Однако независимо от названия и типа используемого в них термореактивного вещества (жидкости или газа), это термомеханические саморегулирующиеся механизмы, которые наиболее целесообразно устанавливать для контроля температуры одного, отдельно взятого контура.

Принцип действия термоклапанов прост, что делает их весьма надежными и отказоустойчивыми. Медный, латунный или бронзовый сердечник, установленный в корпусе устройства, разогреваясь проходящим потоком теплоносителя, передает температуру термореактивному наполнителю. В свою очередь, увеличивающийся в объеме термореактивный элемент толкает сердечник, который перемещая клапан, постепенно блокирует циркуляцию нагретой жидкости.

Термостатический клапан для теплого пола, помимо установки на распределительной гребенки, может монтироваться в отдельную сборку типа «унибокс». Подобные сборки включают также автоматические воздухоотводчики, которые совместно с термостатами помещаются в компактные коробки (боксы). Использование «унибокса» позволяет для регулировки температуры в отдельно взятой ветке ТП не привязываться к громоздким коллекторным шкафам, что особенно удобно при небольшом количестве контуров.

Кроме того, термомеханические регуляторы тёплого пола могут иметь выносные воздушные чувствительные элементы. Они позволяют настраивать их на управление потоком теплоносителя не по его температуре, а по температуре воздуха в помещениях. Принцип их действия тот же, только термореактивное вещество гораздо чувствительней. Воздушную термоголовку целесообразно устанавливать для одновременного контроля нескольких контуров в одном помещении, где водяной напольный обогрев является единственным источником отопления.

Электронная система управления

В ее состав входят электронные термометры, контроллер и электроприводы (исполнительные устройства, сервоприводы). Механизмы электроприводов могут крепиться к смесительным головкам обычных регулировочных вентилей (клапанов) или являться частью их конструкции. Изменение интенсивности подачи теплоносителя осуществляется в соответствии с заданными пороговыми значениями. Средой измерения для датчиков температуры автоматического регулятора температуры теплого пола может служить как теплоноситель, так и воздух в помещениях.

Инструкция по сборке и монтажу

Самостоятельная сборка распределительной гребёнки вполне возможна, так как все изделия заводского изготовления всегда полностью комплектны и сопровождаются интуитивно понятной инструкцией.

Стандартная комплектация коллектора для обустройства системы «тёплый пол» представлена:

металлическим шкафом;
термометром;
сливным краном с пробкой;
автоматическим воздухоотводчиком для каждой ветки;
арматурой;
термостатическими вентилями;
расходомерами.

Контроль температурного режима выполняют термостатические вентиляторы, настройка которых может быть ручной или полностью автоматической. Второй вариант более удобный и практичный, что сказывается на общей стоимости оборудования.

Необходимые инструменты

Для самостоятельной сборки заводского изделия необходимо подготовить стандартный набор инструментов, а также традиционную паклю или ФУМ-ленту для получения максимально надёжного соединения всех элементов. Дополнительно может использоваться специальная смазка, увеличивающая качественные показатели скрутки на резьбовых соединениях.

Сборка фабричной гребёнки

Для сборки коллектора фабричного производства необходимо выполнить следующие шаги:

После того как будет распакована коробка, необходимо проверить комплектацию и убедиться в целостности всех элементов.

Монтаж приспособления

Монтаж агрегата включает следующие этапы:

Для самостоятельного монтажа гребёнки в систему «тёплый пол» необходимо распаковать крепёжные кронштейны и убедиться в полной комплектности.

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:

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.
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.
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:

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.
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.
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:

Привод 230, 24 В. В обесточенном состоянии вентили имеют закрытое положение. Для регулирования работы прибора на корпусе находится индикатор.
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.