Существующие виды сервоприводов на сегодняшний день
Среди существующих на сегодняшний день регуляторов, получивших распространение в быту, встречаются следующие сервоприводы. Все приборы можно разделить на несколько видов. Каждая разновидность отличается принципом действия и функционалом. По типу конструкции устройства бывают двух видов:
- закрытые;
- открытые.
По названиям можно судить о принципе действия. Для закрытых сервоприводов характерным является открытое положение при отсутствии питания. Поступающие сигнал приводит в действие механическую часть, перекрывая доступ воды в систему. Для устройств открытого вида, принцип действия в обратном порядке. В обычном состоянии сервопривод закрыт, только с поступлением сигнала механическая часть приводится в действие, открывая поступление воды в трубопровод. О том, какой вид лучше подходит для бытового использования, судить вам, оценивая возможности собственной системы обогрева и климатические условия за окном. Чаще всего используются у нас в стране нормально открытые сервоприводы.
По способу питания сервомоторы делятся на приборы, питающиеся постоянным поток напряжением 24В и устройства, подключаемые к обычной электросети переменного тока напряжением 220В. Сервоприводы с питанием в 24В оснащаются инверторами.
Нередко потребители используют еще один, достаточно редкий вид устройств. Речь идет о приборах, которые выставляются в нормальное положение в зависимости от технологических требований отопительной системы. Такие сервоприводы называются универсальными и могут менять функциональность с нормально открытого состояния на нормально закрытое состояние, и наоборот.
Подключить к коллектору можно все три вида сервомоторов. Единственное условие, правильная настройка, балансировка и условия эксплуатации отопительной системы.
Принцип работы коллектора теплого пола с сервоприводами
Каждый контур (петля трубопровода) теплого пола оборудуется настроечным клапаном. С помощью него можно задать первоначальные настройки расхода теплоносителя в зависимости от его длины, ведь гидравлические сопротивления у контуров разные. Тем же клапаном можно настроить желаемую температуру, — в санузле +32 град, а в спортзале только +18 град, например…. Чем больше расход через контур, тем больше энергии прибудет.
Второй тип клапанов, используемых на коллекторе теплого пола, — нажимные, которые включают и выключают контура в зависимости от температуры, и управляются сервоприводами.
Это интересно: Как сделать наливные полы своими руками — разбираемся подробно
Особенности работы узлов подмеса
Функционирование узла происходит так:
- Горячий теплоноситель достигает коллектора обогрева пола и доходит до предохранительного клапана с термостатом.
- Когда нагрев рабочей среды превышает требуемый уровень, срабатывает клапан и начинается подача холодной воды из обратки, в результате чего она перемешивается с горячим теплоносителем.
- После того, как температура имеет нужное значение, клапан опять срабатывает и поступление горячей воды прекращается.
Коллекторный узел отвечает за регулировку степени нагрева теплоносителя и за его циркуляцию в контуре, и состоит из двух главных элементов:
- Предохранительного клапана, подпитывающего отопительный контур горячей водой настолько, насколько это требуется, осуществляя контроль на входе.
- Циркуляционного насоса, обеспечивающего перемещение теплоносителя по контуру с определенной скоростью, в результате чего напольное покрытие будет равномерно прогреваться по всей площади.
Кроме них в смесительный узел для теплого пола и радиаторов могут входить:
- байбас, препятствующий перегрузке системы;
- воздухоотводчики;
- клапаны отсекающего и дренажного типа.
В зависимости от решаемых задач смесительный узел коллектора можно обустраивать разными способами. Его всегда монтируют до контура отопительной конструкции, но само место монтажа точно не указывается. Например, узел можно сделать в комнате, где находится теплый пол, либо в котельном помещении.
Монтаж
Сервопривод устанавливается на готовый узел коллектора по следующей схеме:
- Монтаж устройства происходит в любом положении, независимо от того, какой он – нормально закрытый, открытый или универсальный. Но до первого включения привод должен находиться в открытом состоянии.
- Проверяют совместимость клапана и сервопривода при помощи шаблона. Его можно найти на коробке от устройства.
- Резьбовой адаптер (входит в комплект) устанавливается на клапан. Правильность установки подтверждается защелкиванием фиксатора.
Для монтажа привода не нужно использовать никаких дополнительных инструментов. Также в резьбовом соединении нет необходимости применять любые уплотнительные материалы. Электрическое подключение привода должно осуществляться по схеме, которая представлена производителем. С ней можно ознакомиться в инструкции к эксплуатации. Для демонтажа сервопривода необходимо надавить на его корпус сбоку и потянуть вверх. В результате устройство отсоединится от адаптера.
Схема оборудования для теплого пола
Комплектация
Смесительный узел — сложный механизм, отвечает за поддержание стабильной температуры воды, и за её беспрерывную циркуляцию. Он входит в коллекторный блок, и состоит из ряда механизмов.
Насос
Основная функция насоса — создавать постоянное перемещение воды по трубопроводу. Он осуществляет подачу и возврат её через коллектор и ветки пола. Главные его показатели — давление и производительность.
При правильном их расчёте, насос обеспечит преодоление гидравлического сопротивления в магистрали пола. Рекомендовано применять приспособление с автоматическим переключателем рабочих режимов.
Циркуляционный насос
Регулятор расхода
Расходомеры бывают:
- Балансировочный кран первичного контура (поплавковый)— он отвечает за количество теплоносителя, который поступает в магистраль из первичного высокотемпературного источника. Поток регулируется за счёт его пропускной возможности. Настройка производится вентилем с головкой, он вращается ключом. Регулировка также проводится клапаном термостата, за управление которым отвечает выносной датчик.
- Балансирный вентиль вторичного контура — он настраивается в зависимости от размера обогреваемой площади. Путём открывания и закрывания регулирующего крана меняются пропорции нагретого и охлаждённого потока. Закрытие балансировочного вентиля обратки вторичного контура приводит к увеличению подачи горячего теплоносителя от котла, а это — к увеличению теплопроводности.
Степень открытия регулируется с помощью шкалы, она нанесена на колбе. По ней определяется пропускная способность прибора в м3 за час.
Балансировочный клапан
Байпасный клапан
Байпас вмести с перепускным клапаном, способствует обеспечению бесперебойного функционирования насосного оборудования, при действии режима подпора — при полном или частичном прекращении циркуляции жидкости по трубопроводу пола. Это может произойти, если закрыты вентиля петель на гребёнке в ручную, или при помощи кранов.
В итоге, повышается сопротивление течению воды, а также нагрузка на механизм. Уровень давления в системе увеличивается, происходит открывание перепускного клапана.
Через байпасные патрубки и насос осуществляется перетекание теплоносителя, тем самым замыкается малый циркуляционный цикл. Это приводит к исключению аварийных ситуаций.
Байпас
Вспомогательные элементы
За функции контроля и поддержания эффективной работы насосно-смесительной конструкции отвечают также элементы вспомогательного типа. Это:
- термометр — контролирует температуру теплоносителя;
- воздухоотводчик — через него удаляется воздух из системы;
Воздухоотводчик
- дренажные краны, их предназначение — спуск воды;
- обратный шаровой вентиль — предотвращает движение теплоносителя в обратную сторону.
Коллекторный блок
Коллекторная группа — к ней подключаются контуры тёплого пола, рассчитывается на определённое число ветвей. В неё входит подающая и обратная гребёнки.
Насосно-смесительный узел VALTEC COMBIMIX стоит ли оно того?
Watch this video on YouTube
Строение смесительного узла
Смесительная группа для теплого пола может строиться на основе двухходового и трехходового клапана. Если система отопления смешанная — с радиаторами и теплыми полами, то в узле присутствует еще и циркуляционный насос. Даже если в котле имеется свой циркуляционник, все петли теплого пола «продавить» он не сможет. Потому и ставят второй. А тот, который на котле, работает на радиаторы. В таком случае эту группу иногда называют насосно-смесительным узлом.
Схема на трехходовом клапане
Трехходовой клапан — это устройство, которое смешивает два потока воды. В данном случае — это разогретая вода подачи и более холодная вода с обратного трубопровода.
Принцип работы трехходового клапана
Внутри этого клапана установлен подвижный регулирующий сектор, который регулирует интенсивность потока более холодной воды. Управляться этот сектор может от термореле, ручного или электронного термостата.
Схема смесительного узла на трехходовом клапане проста: к выходам клапана подключается подача горячей воды и обратка, а также выход, который идет к подающей гребенке коллектора для теплого пола
После трехходового клапана устанавливается насос, который «давит» воду в сторону подающей гребенки (направление важно!). Чуть дальше насоса установлен температурный зонд от термоголовки, установленной на трехходовом клапане
Схема смесительной группы для теплого водяного пола на трехходовом клапане
Работает все так:
- От котла поступает горячая вода. В первый момент она пропускается клапаном без подмеса.
- Датчик температуры передает на клапан информацию о том, что вода горячая (температура выше заданной). Трехходовой клапан открывает подмес воды из обратки.
- В таком состоянии система работает до тех пор, пока температура воды не достигнет заданных параметров.
- Трехходовой клапан перекрывает подачу холодной воды.
- В таком состоянии система работает пока вода не станет слишком горячей. Далее снова открывается подмес.
Алгоритм работы несложный и понятный. Но данная схема имеет существенный недостаток — есть возможность того, что при сбоях в контура теплого пола будет подаваться горячая вода напрямую, без подмеса. Так как трубы в теплый пол укладываются в основном из полимеров, при длительном воздействии высоких температур они они могут разрушиться. К сожалению, данный недостаток в этой схеме не устранить.
Обратите внимание, что на схеме выше зеленым цветом нарисована перемычка — байпас. Она нужна для того, чтобы исключить возможность работы котла без расхода
Эта ситуация может возникнуть тогда, когда все запорные вентили на коллекторе для теплого пола будут закрыты. То есть возникнет ситуация, когда расхода теплоносителя не будет совсем. В этом случае, если байпаса в схеме нет, котел может перегреться (даже перегреется наверняка) и сгореть. При наличии байпаса вода с подачи через перемычку (делается трубой, диаметр которой на шаг меньше магистральной) будет подаваться на вход котла. Перегрева не произойдет, все будет работать в штатном режиме до тех пор, пока не появится расход (не понизится температура в одном или нескольких контурах).
Схема на двухходовом клапане
Двухходовой клапан ставится на подаче от котла. На перемычке между подающим и обратным трубопроводом устанавливается балансировочный клапан. Это устройство регулируемое, оно настраивается в зависимости от требуемой температуры подачи (регулируется обычно ключом-шестигранником) . Он определяет количество подаваемой холодной воды.
Двухходовой клапан нужно установить управляемый с датчиком температуры. Как и в предыдущей схеме, датчик ставится после насоса, а насос гонит теплоноситель в сторону гребенки. Только в этом случае изменяется интенсивность подачи горячей воды от котла. Соответственно, меняется температура подаваемой воды на входе насоса (поток холодной настроен и стабилен).
Схема смесительного узла на основе двухходового клапана
Как видите, подмес холодной воды в такой схеме идет всегда, так что в данной схеме попадание воды в контура напрямую от котла невозможно. То есть схему можно назвать более надежной. Но смесительная группа на двухходовом клапане может обеспечить обогрев только 150-200 квадратных метров теплых водяных полов — нет клапанов с большей производительностью.
Как правильно выбрать?
Подбирать трёхходовой клапан рекомендовано в магазинах специализированного типа. Выбирая модель надо отталкиваться от его характеристик. При покупке прибора нужно:
- изучить всю документацию — гарантийную, сертификат производителя, инструкцию по установке и эксплуатации;
- отдавать предпочтение бронзовым или латунным приборам — они не будут расширяться при нагревании;
- отталкиваться от пропускной способности вентиля — этот параметр должен соответствовать производительности котла;
- подобрать клапан с поперечным сечением, которое точно совпадает с размером труб пола, при несовпадении придётся покупать переходники.
Важный момент — даже кажущееся совпадение диаметров входного и выходного отверстия клапана, не говорит о пропускном уровне. На это влияет размер внутреннего сечения отверстий. Данный параметр прописывается в сопроводительных документах.
Выбирать устройство нужно исходя из размера отапливаемого помещения — для больших площадей рекомендован автоматический прибор, он способен поддерживать нагрев на должном уровне. Для маленьких комнат достаточного простого с термоголовкой, он справится со своими функциями, поэтому нет смысла переплачивать за более сложную модель.
При покупке необходимо визуально осмотреть устройство на наличие сколов, трещин. Если прибор латунный, то внутри он должен быть золотистый.
Приобретение автоматических устройств облегчит процесс регулировки. А наличие программного обеспечения позволит настраивать температуру с учётом времени и дня недели.
Современные системы управления теплыми полами
Электрический подогрев
Для управления нагревом пола используют механические и электронные термостаты, которые с помощью выносного щупа снимают показания и поддерживают температуру на заданном уровне, в не зависимости от окружающей среды и времени суток.
Программируемые терморегуляторы позволяют включать подогрев поверхности в заданное время, дни и недели, и благодаря этому получать значительную экономию. Они снабжены такими функциями, как утренний подъем, рабочий день, вечер, подготовка ко сну. Некоторые модели оснащены функцией антизамерзания, поддерживая в помещении минимальную положительную температуру, тем самым препятствуя промерзанию помещения при отсутствии людей.
Имеются спаренные контролеры термостаты, позволяющие с одного места производить управление электрическими теплыми полами в разных помещениях. Данные устройства позволяют сэкономить на покупке одного контролера, вместо нескольких отдельных экземпляров, что в денежном эквиваленте будет намного дороже.
Модели термоконтролеров с радиодоступом позволяют работать с четырьмя отдельными модулями. Показания с датчиков выводятся на дистанционный пульт и имеется возможность отслеживать температуру пола и воздуха в комнатах. Электронные многозональные программируемые микроконтроллеры с доступом по радиоканалу объединяются в исполнительные модули, состоящие из отопительных элементов теплый пол и электрических радиаторов. Такие устройства подключаются в систему умный дом и позволяют мониторить режимы в каждой комнате по отдельности, а также устанавливать дни, недели, время работы.
В данный момент на рынке появились встраиваемые модули MCS 300. Данное устройство может использоваться для управления электрическим отоплением через wifi интерфейс. В домашней сети через вай фай роутер, позволяет подключаться к таким устройствам через специальные программы из любой точки земного шара. С помощью программы можно одновременно взаимодействовать с 32 термостатами. Доступ к устройствам из нескольких мест, в том числе через интернет. Посредством мобильного телефона, планшета или компьютера устанавливается режим работы, время и градусы.
Помимо MCS 300, применяются устройства для управления через сеть GSM, посредством смс команд. Данный пульт является частью умного дома и позволяет получать оперативную информацию о состоянии датчиков через сообщения, такие как проникновение, температура, освещение, потребление ресурсов (например, вода и свет). Также через смс команды можно заблаговременно включить подогрев полов, бойлер и прочее.
Водяная система
От способности системы управления водяным теплым полом своевременно реагировать на изменение температуры не только теплоносителя, но и на состояние внешней среды, зависит чувство комфорта от пребывания в помещении. И чтобы сократить инерцию системы, устанавливаются контролеры с погодозависимыми регуляторами, комнатными термостатами и сервоприводами заслонок на каждой петле отопления.
Данный узел предназначен для поддержки заданной температуры и контроля расхода теплоносителя в контуре отопления. Он снабжен необходимой регулировочной аппаратурой и элементами, обеспечивающими стабильную работу контура, а также предотвращающими работу насоса на закрытую заглушку.
На рисунке ниже представлена адаптивная схема термоконтролера с ПИД регулятором, регулирующим состояние теплоносителя в зависимости от температуры снаружи.
Благодаря наличию в данных контролерах цифрового интерфейса, имеется возможность подключения к системе умный дом для беспроводного контроля и настройки параметров через сеть и интернет.
Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, как сделать автоматическое управление теплым полом своими руками. Как вы видите, способов достаточно много и можно выбрать подходящий вариант не только для электрической системы подогрева, но и для водяной. Надеемся, наша инструкция была для вас понятной и полезной!
Схема подключения терморегулятора теплого водяного пола
Схема подключения терморегуляторов к коллектору с сервомотором
Данная конструкция не требует обязательной установки прибора, как, например, электрические полы. В случае, когда котел не пользуется питанием от электричества, больших финансовых затрат при малой оптимизации работы нагрева не будет.
Существует вариант регулировки обычным ручным образом с ориентиром на субъективные предпочтения, но только в том случае, если пол является единственным нагревательным прибором и котел не поднимает температуру выше +50 градусов. Но если в доме (в системе) есть и другие нагреватели: радиаторы, контур ГВС, терморегулятор для водяного пола к монтажу обязателен.
Самая простая схема подключения – установка термостатической головки с датчиком выносного типа на двухходовой клапан. В этом случае заполненная термочувствительным веществом головка, мгновенно среагирует на любые изменения: при нагреве вещество расширится, при охлаждении сожмется, тем самым открывая или перекрывая подачу теплоносителя.
Схема подключения терморегулятора для водного пола:
- сервопривод монтируется на обратную гребенку коллектора для теплого водяного пола;
- от коллектора протягиваются провода к прибору регулятора, оснащенному показателем температурного режима воздуха;
- коробка распределителя для привода и термостата размещается в шкафу коллектора уровнем выше гребенок;
- кабель от распредкоробки выходит на распределительный щиток.
Электрический сервопривод для регулировки температуры водяного пола
Что такое сервоприводы водяного пола? Это приборы, без которых регулировка температурного режима жидкого водяного теплоносителя не представляется возможной. Представляя собой малоформатные электротермические устройства, открывающие/закрывающие подачу носителя, сервоприводы функционируют посредством сильфона – цилиндра, наполненного веществом, имеющим особенность менять объем под воздействием температуры.
Сегодня производители предлагают два вида сервоприводов: открытые и закрытые. Разница в показателях положения клапана:
- в открытых конструкциях клапан открыт до появления сигнала нагрева/охлаждения (при котором закрывается),
- в закрытых – клапан в нормальном состоянии закрыт до появления сигнала, при котором открывается.
Выбор зависит от предпочтений пользователя, однако специалисты советуют сервомоторы открытого типа из-за того, что даже в случае поломки, вода в системе продолжит функционировать и полы не заморозятся.
Электричекий и водяной теплый пол: область применения, схемы конструкций и расчет
Подключение сервопривода не представляет труда. В зависимости от типа термостата, возможно подсоединение:
- при наличии термостата, управляющим единичным контуром теплого пола, монтаж осуществляется соответствующими проводами;
- если прибор мультизонального типа, провода заводятся от соответствующих клемм.
Таким образом, сервоприводы выполняют не только роль пропуска/закрытия теплоносителя, но и защитную функцию. Закрытое положение подает сигнал об окончании работы насоса, что продлит срок эксплуатации всего оборудования – насос не будет работать вхолостую, а значит, риск выхода системы из строя из-за повышенного давления, будет минимизирован.
Особенности подключения
Неправильный монтаж устройства может привести к неэффективной работе системы, и даже ее поломке. Поэтому подключение сервопривода следует производить очень ответственно и внимательно.
Место расположения приспособления – вентили коллектора. Какой-либо точной схемы подсоединения устройства к системе нет. Все зависит от того, какой термостат предпочел мастер. Если он будет управлять только одним контуром, то сервопривод может быть подсоединен к нему напрямую. Если же термостат отвечает за несколько контуров, значит, провода нужно заводить в специально предназначенные клеммы. Подробнее в видео:
Самые распространенные типы сервоприводов имеют всего два провода, на один из которых поступает ноль, а на второй – фаза. Однако если одного фазного провода нет, то приспособление будет ориентировано на выполнение всего лишь одной функции. То есть устройство будет либо закрывать клапан, либо открывать его.
В любом случае сервопривод – это очень нужное приспособление, которое устанавливается в коллекторе специально для регулирования температуры теплоносителя. Без него водяной теплый пол может работать неэффективно. Ждем ваши комментарии!
Подведение итогов
Применение сервоприводов разрешает достигнуть высокой гибкости регулировки отопительной системы. Наряду с этим цена для того чтобы устройства низка, а простота установки лишь додаёт ему популярности. Такая система отопления разрешит адекватно и быстро реагировать на мельчайшее трансформацию температуры в доме (см.кроме этого статью «Установка отопления: советы по выбору компонентов автономной системы»).
На видео продемонстрирован пример установки сервопривода на коллектор отопления.
Сервопривод с выдвижным штоком позволяет управлять клапанами нажимного действия и тем самым автоматизировать работу теплого пола или других элементов системы отопления. Включение и выключение контура с сервоприводом будет осуществляться комнатным термостатом в автоматическом режиме и не зависит от действий человека. Как именно может быть реализована схема и какие сервоприводы обычно применяются…
Принцип работы коллектора теплого пола с сервоприводами
Каждый контур (петля трубопровода) теплого пола оборудуется настроечным клапаном. С помощью него можно задать первоначальные настройки расхода теплоносителя в зависимости от его длины, ведь гидравлические сопротивления у контуров разные. Тем же клапаном можно настроить желаемую температуру, — в санузле +32 град, а в спортзале только +18 град, например…. Чем больше расход через контур, тем больше энергии прибудет.
Второй тип клапанов, используемых на коллекторе теплого пола, — нажимные, которые включают и выключают контура в зависимости от температуры, и управляются сервоприводами.
Как устроен сервопривод
Обычный сервопривод для теплого пола по принципу «включил-выключил» чаще сделан на основе емкости с расширяющейся жидкостью, толуола. При подаче напряжения емкость подогревается спиралью, жидкость расширяется и давит на шток. При отключении объем жидкости уменьшается, происходит возврат в первоначальное положение.
Также возможен вариант конструкции с нагревающейся пластиной, но принцип тот же — при нагреве происходит выдвижение штока. Эти конструкции сервоприводов просты, в них отсутствует электромагнитный движитель и вращение штока, их часто называют также «теплоприводами».
Выдвижение штока будет происходить с задержкой на 1 — 3 минуты, после подачи напряжения как и его возврат после отключения. Но нас интересует, что будет происходить в самой системе при включении и выключении сервопривода, т.е. необходимо рассматривать как ведет себя при этом управляемый клапан…
Два основных вида взаимодействия с клапаном
Система сервопривод-клапан подразделяется на следующие виды.
- Нормально включено. При отсутствии напряжения на сервоприводе управляющий клапан открыт — находится в положении «включено». При подаче напряжения клапан закрывается, движение жидкости через него прекращается.
- Нормально выключено. При отсутствии напряжения клапан закрыт. При подаче энергии — клапан открывается.
Какой из них выбрать?
Какой сервопривод выбрать для теплого пола
Чтобы выбрать вид системы сервопривода с клапаном для оборудования теплого пола нужно решить, — в каком положении клапан будет находится большее количество времени.
Для большинства регионов (у нас регионы холодные), теплый пол в основном находится в работе, как вспомогательно-отопительная и комфортообразующая система. Т.е. по контурам циркулирует теплоноситель большее количество времени отопительного сезона. Частые выключения из-за превышения температуры воздуха могут происходить лишь в небольших внутренних комнатах, где теплый пол — единственная система обогрева.
Поэтому у нас в основном устанавливаются нормально включенные автоматизированные клапаны.
Нужна ли плавная регулировка положения клапана на подаче контуров теплого пола
Сервоприводы для теплого пола могут быть не только по типу «включил/выключил», но и с плавной регулировкой выдвижения, — с электронным управлением подаваемого напряжения, с изменением от ноля до максимума.
Но подобные более дорогие системы для теплого пола не имеют большого практического смысла, скорее наоборот — на привод всегда будет подаваться напряжение, чтобы поддерживать регулировку.
Обычная же схема работы коллектора теплого пола состоит в следующем: тонкая настройка ручным клапаном (устанавливается на гребенке обратки), и отключение контура сервоприводом на подаче по команде термостата.
Более экономичный вариант — управление расходом в контуре с помощью только одного клапана, который сначала балансируется на расход в открытом положении, затем на него ставится сервопривод с помощью которого контур может вовсе отключаться…
