Как правильно выбрать и установить сервопривод для теплого водяного пола

Особенность современных систем водяных теплых полов заключается не только в возможности точного регулирования интенсивности подогрева, но и в автоматизации этой функции. Теплый пол – это умная автоматизированная система, которая включает водяной контур и управляющее электромеханическое оборудование. Этот комплекс функционирует в соответствии с заданными параметрами. Он состоит из датчиков, отслеживающих и контролирующих заданные параметры, и механизмов, которые изменяют состояние функциональных узлов системы для достижения заданных параметров. Механизм, который реагирует на сигналы от датчиков и изменяет положение (состояние) клапана, –сервопривод.

Комплектация коллекторов для автоматизации отопления

Стандартная схема с несколькими петлями предусматривает использование коллекторов. Этот узел представляет собой трубу, диаметр которой в несколько раз больше диаметра трубок контура. Он служит для равномерного распределения теплоносителя по разным контурам. На коллекторе имеются патрубки, которые являются входами или выходами для подключения трубок контуров. Количество патрубков зависит от количества контуров. Коллектор монтируется в систему с циркуляционным насосом.

По бокам коллектора находятся патрубки, по которым в него поступает теплоноситель. С одной стороны они подключаются к нагревателю, а с другой заглушаются либо соединяются через байпас.

В систему с несколькими контурами устанавливают пару коллекторов:

• Подающий. Он принимает теплоноситель из обогревателя и равномерно распределяется по всем контурам отопления.
• Обратный. В системе он монтируется снизу подающего. Он принимает остывший теплоноситель из контуров и дальше направляет его в нагреватель.

Установка термоклапанов с сервоприводом на выходах коллектора позволяет создать максимально эффективную систему. Эта схема позволяет регулировать каждый контур в отдельности.

Сервопривод для коллектора теплого водяного пола управляется термостатом или терморегулятором, который получает данные о температуре пола и воздуха в помещении.

Виды сервоприводов

Устройства, которые выполняют функцию сервопривода, работают по разным принципам. Можно выделить 2 вида устройств – электромеханические или термоэлектрические. На клапаны коллекторов в подавляющем большинстве устанавливают простые устройства, в которых используется расширение нагревающейся жидкости. Эти механизмы имеют стандартные размеры, их посадочные гнезда и длина выдвигающегося штока для давления на клапан (как и сами клапаны) унифицированы.

Поскольку приборы работают от электросети, основной их характеристикой является положение штока при отсутствии электроэнергии. Такое состояние устройства, когда на него не подается ток, называется нормальным положением. Таким образом, существует два варианта сервоприводов по типу нормального положения:

• Открытый. Без подачи тока шток спрятан в корпусе и клапан на трубе открыт.
• Закрытый. Шток выдвинут, и клапан на трубе закрыт.

Есть сервоприводы с универсальной конструкцией, в которой есть возможность изменить нормальное положение с «открытый» на «закрытый».

Выбирая сервопривод по этому признаку, нетрудно сообразить, что если подогрев будет непрерывно функционировать в течение длительного промежутка времени, то сервопривод в нормальном положении должен быть открытым и включаться только в случае превышения заданной температуры. То есть, сервопривод основное время работы не будет потреблять электроэнергию, а при отключении света пол не перестанет обогревать комнату из-за того, что сервопривод закрыл клапан.

Электромеханические регуляторы, в конструкции которых имеется электромотор с фиксацией точного положения ротора, используются в сложных многоконтурных системах. Такие устройства позволяют дозировать и смешивать теплоноситель в многопетлевых контурах, перераспределяя его в зависимости от показаний датчиков температуры и заданных параметров. Электромеханические сервоприводы не только открывают и закрывают клапаны, они изменяют их просвет. Электроприводы устанавливаются в комплекте с другим сложным оборудованием, включая контроллер и расходомер. Обычно такой сложный комплекс монтируется с коммутатором, который собирает данные от нескольких измерительных приборов и посылает управляющий сигнал на определенный механизм.

Важно! Коммутатор используют в любых системах с большим количеством датчиков и механизмов. Он не только позволяет безошибочно подключить приборы в единую цепь, но и выполняет функцию предохранителя.

Самым распространенным сервоприводом, который устанавливают на выходы коллектора теплого пола, является электротермический нормально открытый.

Принцип работы

Устройство типичного электротермического сервопривода для установки на коллектор теплого пола простое. Главной рабочей частью сервопривода является герметичная емкость с жидкостью, вокруг которой по спирали намотан нихромовый нагреватель. Стенки емкости (сильфона) гофрированные, за счет чего он может менять объем и удлиняться. При подаче на нагреватель тока он нагревает жидкость в баллоне, и она от этого начинает расширяться. Емкость давит на шток, который закрывает клапан.

Принцип работы связки термостата и сервопривода такой:

1. Пока температура находится в пределах заданных параметров, электрическая цепь, подающая ток на нагреватель сервопривода, разомкнута.
2. Как только температура достигает предела, термостат срабатывает и замыкает цепь, жидкость в сильфоне нагревается, давит на шток и закрывает просвет клапана.

Поскольку такая система обладает инерционностью (необходимо время для нагрева или остывания жидкости), для быстрого возврата штока в исходное положение после отключения тока конструкция дополнительно подпружинена.

Использование в системе трехходовых и двухходовых клапанов

Двухходовые клапаны в системе отопления обычно устанавливают на подаче каждого радиатора. Для теплых полов двухходовой клапан можно ставить, когда температура теплоносителя находится в определенных пределах и не превышает комфортных значений. Нельзя допускать попадания в систему слишком горячей воды. По такому полу ходить неприятно, да и трубы могут испортиться.

Если радиаторы и пол подключены к одному нагревателю, то температура теплоносителя будет высокой. Решить проблему подачи в пол не кипятка, а теплой воды, можно при помощи трехходового клапана с сервоприводом.

Трехходовой клапан с электромеханическим сервоприводом позволяет полностью изолировать два контура и подавать в пол более прохладную воду, подмешивая к ней теплоноситель из обратки.

Термостат

Термостат – это устройство, которое получает данные с датчиков температуры, установленных в помещении и в теплом полу. Установленный на стене помещения, он замеряет температуру воздуха. Датчик пола замеряет температуру системы подогрева. Термостат позволяет устанавливать заданную температуру, при достижении которой он замыкает электрическую цепь и приводит в действие другой элемент системы.

Использовать для автоматизации работы тёплого пола одни лишь термостаты можно в том случае, когда контур пола не питается от одного и того же нагревателя, что и радиаторы. Температура воды для батарей высокая, и при включении и выключении термостата в систему пола будет попадать слишком горячая вода. Термостаты эффективно работают при установке на каждом отдельном радиаторе.

Установка

В системе, в которой присутствуют только контуры теплого пола, сервопривод устанавливается на коллектор. К нему подсоединяется датчик из той зоны, которую обогревает данный контур.

В простейшей схеме сервопривод включает и отключает подачу теплоносителя в контур.

Установка сервопривода на трехходовой (или двухходовой) клапан в контур без коллекторов выполняется просто, так как необходимо всего лишь правильно подсоединить все элементы цепи:

• Вначале устанавливается термостат с датчиком температуры воздуха и пола.
• Затем устанавливают двухходовые или трехходовые клапаны.
• На клапаны накручиваются сервоприводы.
• Соединяется сервопривод и термостат.
• Подается питание.

На крышке многих моделей есть светодиоды, которые сигнализируют о наличии питания и состоянии клапана. В более простых моделях о состоянии прибора можно судить по появляющейся в результате движения штока метке. Установку такого типа сервопривода можно увидеть в видеоматериале.

Видео установки сервопривода на коллектор системы отопления:

Сервопривод используется в системах отопления любой сложности. Он незаменим в тех случаях, когда ручная настройка попросту невозможна. С его помощью можно автоматизировать простейшую систему теплого пола с одним контуром или разделить несколько петель и задать им разный температурный режим в системе с одним нагревателем.