Автоматика и управление системой водяной теплый пол

   В зависимости от выполняемых задач, места установки, способа контроля и управления возможно групповое, индивидуальное (зональное) и комплексное регулирование систем водяной теплый пол. 

   Автоматика для систем водяной теплый пол, в первую очередь, необходима в целях поддержания заданных параметров (температуры прямого и/или обратного теплоносителя, температуры воздуха или поверхности) без необходимости непрерывного участия человека, а так же для экономии энергоресурсов. 
 

   Регулирование температуры происходит следующим образом - на термостате задается температура, при достижении заданной температуры термостат выдает сигнал на исполнительный механизм (сервомотор), который закрывает соответствующий контур теплого пола. Если температура ниже установленной, то сервомотор открывает контур по соответствующему сигналу термостата. 

Комплексное регулирование – это сочетание групповой и индивидуальной автоматики в зависимости от технических схем, комбинации применяемого оборудования и поставленных задач. 

   Некоторые потребители, пренебрегая автоматикой (упрощая систему), осуществляют регулировку, закрывая и открывая контуры теплого пола вручную. В процессе использования системы водяной теплый пол такое управление приводит к разбалансировке контуров теплого пола и потребитель вынужден снова обращаться к наладчикам.

Комнатные термостаты 
   Применение комнатных термостатов необходимо для индивидуального (зонального, покомнатного) управления температурой воздуха или температурой поверхности пола. 

   Термостат является задающим элементом системы, а сервомотор является исполнительным элементом, который закрывает-открывает соответствующий контур. 

   Термостат устанавливается на внутренней стене помещения на высоте 0.9-1.5м в месте, наилучшим образом отражающим среднюю температуру внутри данного помещения (поверхности греющей плиты, в случае использования термостата с датчиком в пол). Не следует устанавливать термостат на внешние стены, на поверхности, куда падает прямой солнечный свет, в непосредственной близости к нагревательным приборам (рядом с задней стенкой холодильника, например), за занавесками или мебелью. 

 Необходимо отметить, что при зональном регулировании, когда тепловой режим (температура в помещении) является единым для обширной поверхности, обслуживаемой одним коллектором, достаточно установить один термостат в помещении, а на входе подающего коллектора системы отопления водяной теплый пол - двухходовой клапан. На двухходовой клапан достаточно установить один сервомотор, который по команде термостата и будет управлять температурой в данном помещении, открывая-закрывая подачу теплоносителя в целом на весь коллектор. 

Управление температурой подаваемого теплоносителя 
   Управление температурой подаваемого теплоносителя осуществляется на смесительных и/или теплообменных узлах. Управление происходит с помощью двух- или трехходового клапана. 
 

   Применение только комнатной автоматики в полной мере отвечает задаче поддержания требуемой температуры в помещении (поверхности), но является лишь элементом системы ресурсо- и энергосбережения. 

   Применение только зональной или групповой автоматики позволяет управлять температурой теплоносителя, но не позволяет достаточно точно обеспечить контроль и управление температурой в конкретном помещении. 

   Применение комплексной автоматики (сочетание индивидуальной (комнатной) и групповой) в достаточной мере отвечает требованиям контроля и управления температурой в помещении, и решению задач энергосбережения. 

Поддержание температуры подаваемого теплоносителя постоянной на заданном уровне. Режим «констант» 
    Такое управление весьма просто и часто применяется для небольших помещений. Поддержание температуры теплоносителя постоянной (режим «констант») осуществляется, как правило, с помощью термостатических головок с выносным (накладным) датчиком температуры. Термоголовки устанавливаются на двухходовые (трехходовые) клапаны смесительных узлов. 
Чувствительный элемент (датчик) и капиллярная трубка заполнены инертным газом который при нагревании расширяется, передает усилие внутреннему телу головки, которая давит на шток клапана, закрывая его. Происходит «колебательный» процесс (открытия-закрытия) клапана, пока температура теплоносителя не достигнет величины, заданной на термоголовке. Если датчик установить на напорный коллектор (трубопровод), то будет поддерживаться постоянной температура прямой воды, если на обратный коллектор (трубопровод) – температура возвращаемого  теплоносителя. 

   Поскольку и термостатическая головка, и клапаны имеют определенные характеристики (величину хода штока, требуемое усилие на штоке и т.п.), то очень часто такие элементы разных производителей либо не стыкуются, либо работают некорректно (не полностью закрываются-открываются, фактическая температура теплоносителя не соответствует заданной и т.п.). 

   При использовании больших смесительных узлов из-за больших усилий на штоках клапанов управление двухходовыми клапанами может осуществляться только с помощью электроприводов. Поэтому при использовании больших смесительных или теплообменных узлов необходимо использовать электроприводы с контроллером управления теплоснабжением, на котором задается режим постоянной температуры подаваемого или возвратного теплоносителя. 

   Необходимо отметить, что управление небольшими смесительными узлами с помощью контроллеров управления и электроприводов для поддержания постоянной температуры подаваемого теплоносителя также возможно, но экономически нецелесообразно. 

Управление температурой подаваемого теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Режим «климатконтроль» 
   Такое управление возможно исключительно при применении контроллера управления теплоснабжением, так называемого «климат компенсатора». 

   Контроллер управляет системой, закрывая или открывая двух или трехходовой клапан с помощью электропривода, по некоему графику, так называемым кривым (рис. 1). Кривая – это определенное уравнение, решаемое контроллером, описывающее зависимость температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха. Номер и наклон кривой – определенные характеристики этого уравнения в точке 0°С наружного воздуха. Например, при температуре наружного воздуха 0°С расчетная температура теплоносителя для кривой №0.4 будет 30°С, а для кривой №1.6 будет 58°С; соответственно при понижении температуры наружного воздуха до -10°С контроллер рассчитает требуемую температуру теплоносителя соответственно 33°С (для кривой №0.4) и 70°С (для кривой №1.6). Иногда еще говорят: кривая 0.4 «пологая» (малое изменение температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха), а кривая 1.6 более «крутая» (сильная зависимость температуры теплоносителя от наружного воздуха). 

   Еще необходимо отметить, что контроллеры могут управлять насосом системы отопления, а также могут иметь различные другие режимы (например, режим «защита по максимальной температуре», при превышении которой отключается насос. Это сделано для защиты системы от перегрева, например, при поломке электропривода в максимально открытом положении).