Сервопривод для теплого пола

Установка сервопривода. Особенности и нюансы

Перед монтажом сервопривода определитесь, с каким типом термостата прибору придется взаимодействовать. В случаях, когда термостат контролирует работу одного водяного контура, оба прибора напрямую связываются между собой проводами. Когда речь идет об использовании мультизонального термостата, прибора, обслуживающего сразу несколько трубопроводов, подключение сервомоторов осуществляется следующим образом.

Что бы правильно присоединить все провода и клеммы, используются коммутатор теплого пола. В функции этого устройства входит подключение и соединение устройств различного назначения в единую цепь. Помимо распределительной и связующей функции, коммутатор играет еще роль и предохранителя. В ситуациях, когда закрыты все отсекающие клапаны водяных контуров, коммутатор отключает питание циркуляционного насоса.

Коммутатор очень удобен в тех случаях, когда теплые полы работают от автоматизированного автономного газового котла. Рисунок показывает, каким образом подключаются термостаты и сервоприводы к единой системе управления.

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.

Электромеханический сервопривод на трехходовом клапане

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

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!

Как работает автоматика теплого пола

Итак, мы установили комнатные термостаты. По какому принципу работает автоматика теплого пола?

Как регулируется температура в отдельной комнате? На каждой петле теплого пола, которой нужно управлять, на коллекторе устанавливается сервопривод. Сервопривод открывает или закрывает этот контур. Если в комнате один контур теплого пола, то эта комната перекрывается одним приводом. Если в комнате больше контуров — значит несколькими. Сервоприводами управляет комнатный регулятор. Он может подключаться одновременно к нескольким приводам. Когда в комнате температура поднимается выше установленной — комнатный термостат дает команду приводам, и они перекрывают конутр. Когда температура ниже установленной — контур открывается.

Представим, что на всех выводах коллектора стоят сервоприводы. Существует вероятность, что они одновременно закроют все контуры. Тогда насосу будет некуда гнать воду, это для него вредно. Эту проблемку можно решить тремя путями:

установка байпаса с перепусным клапаном (когда давление после насоса сильно увеличится — клапан откроет путь воде через байпас);
установка электронного насоса (такой насос сам решит эту проблему);
установка блоков управления между клапанами и комнатными регуляторами (в них заложены функции защиты насосов).

Особенности выбора

Если вы хотите оборудовать систему отопления сервоприводами, то необходимо учитывать основные условия эксплуатации, то есть то, в каком состоянии основное количество времени будет расположен клапан. В случае если пол является единственным способом отопления, горячий теплоноситель регулярно будет поступать по трубам, поэтому желательно выбирать нормально открытый сервопривод. Это тип оборудования будет наилучшим вариантом при условиях продолжительного сезона отопления.

Для районов с теплыми климатическими условиями подходит нормальный закрытый сервопривод. Если вам не угрожает размораживание контура отопления и вы регулярно пользуетесь напольным обогревом, то это устройство вполне справится со своей задачей.

Внимание: сервопривод с плавной настройкой оборудован электронным терморегулятором. Эти устройства точнее могут реагировать на изменения температурного режима потока теплового носителя, плавно устанавливая шток в требуемое состояние

Сервоприводы с плавной регулировкой применяются для теплых полов, где регулярно необходимо производить дозировку количества входящего потока.

Способы подключения теплого пола:

Чаще всего эти приборы в домашних отопительных системах не применяются

Потому во время покупки нужно обращать внимание, необходима ли установка электрического регулятора. Если указано, что это оснащение необходимо, то вы имеете дело с электрическим сервомотором

Нужно отметить, что это оборудование устанавливать для бытового использования нерентабельно и нецелесообразно.

Подключение и взаимодействие с терморегулятором

При управлении терморегулятором погрешность подается на якорь электродвигателя. По мере ее увеличения растет и выходное напряжение, подаваемое на якорь электродвигателя. Пока существует погрешность, усилитель увеличивает напряжение и соответственно питает якорь.

Принципы работы серводвигателей переменного тока основаны на конструкции с двумя различными типами серводвигателей переменного тока, они синхронные и асинхронные (индукционные). Синхронный серводвигатель переменного тока состоит из статора и ротора, а также терморегулятора. Статор состоит из цилиндрической рамы и сердечника. Катушка якоря обмотана вокруг сердечника статора и при этом соединена с подводящим проводом, через который ток подается на электродвигатель. Сервопривод коллектора теплого пола является надежным и эффективным в работе оборудованием.

Когда поле статора растет напряжением, ротор следует за вращающимся магнитным полем с той же скоростью или синхронизируется с возбужденным полем статора, именно здесь выводится синхронный тип. При необходимости изменения положения ротора относительно статора устанавливается терморегулятор, который обеспечивает обратную связь с контроллером серводвигателя. Терморегулятор для сервопривода теплого пола позволяет осуществлять простой процесс регулировки значений температуры, что очень удобно.

Критерии выбора вида сервопривода

В данном разделе постараемся ответить на вопрос. На чем основывается выбор приборов того или иного вида.

Если вырешили оснастить свою отопительную систему «теплый водяной пол» сервоприводами, учитывайте параметры эксплуатации вашего отопления. В каком положении большую часть времени должен находиться клапан. В той ситуации, когда для вас теплый пол является основным вариантом обогрева жилых помещений, когда горячий теплоноситель постоянно поступает в трубопровод, делайте ставку на сервомотор нормально открытый. Такой вид является идеальным в условиях длительного отопительного сезона.

Для регионов с теплым климатом подойдет сервомотор нормальный закрытый. Если вам не страшна размораживание отопительного контура, и вы периодически включаете напольный обогрев, этот прибор будет вполне справляться со своими функциями.

В большинстве случае подобные устройства в домашних системах отопления с греющими полами не используются

Поэтому при покупке, обратите внимание, требуется или нет к прибору монтаж электронного регулятора. Если в инструкции написано что такое оснащение необходимо, значит, вы имеете дело с электронным сервоприводом

Скажем сразу, такой прибор использовать в домашних условиях нецелесообразно и нерентабельно.

Принцип работы и устройство сервопривода водяного пола

Любой сервопривод, который применяется для систем теплого водяного пола, имеет следующее устройство: пружинный механизм и емкость (сильфон), в которой находится специальная жидкость – толуол. Под воздействием температуры представленное вещество способно расширяться и оказывать давление на шток термического клапана, который, в свою очередь, выдвигается. В этом случае клапан закрывается.

После того как жидкость внутри сервопривода остынет, клапан возвращается в исходную позицию. Остывает устройство гораздо дольше, чем нагревается. Нужно отметить, что есть устройства, которые работают без толуола. В этом случае шток перемещается вследствие нагрева компенсационного термического элемента. Он представлен в виде пружины или пластины, способной вследствие нагрева менять свое расположение.

В верхней части сервопривода можно увидеть специальный выдвигающийся механизм, который не только определяет, как посажен термопривод в клапане, но и может показывать режим работы клапана (включен он или нет).

Индикация положения клапана на сервоприводе и его устройство: 1- Гайка; 2 — Пружина; 3 — Сильфон; 4 — Корпус со светодиодами; 5 — Вспомогательный контакт; 6 — Кабель

Еще сервопривод, который устанавливается на системе теплого водяного пола, обладает специальной защитой от перегрева. То есть в случае превышения допустимой температуры благодаря встроенному механизму выключения питания приспособление перестает работать. Подключать такие устройства можно как на отдельный термостатический клапан, так и на клапан коллектора.

В зависимости от того, какими техническими параметрами обладает помещение, в котором будет оборудован водяной теплый пол, можно использовать сервопривод, работающий от переменного или постоянного тока. Подробнее о его работе расскажет в видео Дмитрий Шумаков:

Сфера применения

В отопительной системе его возможно установить в различных местах, к примеру, при необходимости регулирования поступления теплоносителя в отопительный прибор, он устанавливается на подающий трубопровод. А вот сервопривод заслонки отопителя разрешит регулировать уже поступление воздуха в топку котла, другими словами будет выполняться регулировка мощности отопителя (читайте кроме этого статью «Современное отопление Терем – высокий уровень качества по доступной цене»).

Регулировка температуры в помещении значительно чаще выполняется двумя методами:

• посредством терморегуляторов – хороший вариант , если употребляются радиаторы отопления. При таких условиях регуляторы устанавливаются перед каждой батареей и машинально регулируют поступление в радиатор теплоносителя;
• посредством сервопривода – значительно чаще употребляется при необходимости регулировки температуры теплых полов.

В случае с теплыми полами особенно принципиально важно удерживать теплоноситель не выше определенной температуры. В случае если, к примеру, регулировать подачу теплоносителя посредством простых терморегуляторов, то при пуске системы может появиться обстановка, в то время, когда в трубы отправится тёплая вода

В следствии по полу не составит большого труда некомфортно ходить какое-то время, а вероятен и выход из строя части труб.

Установка сервопривода с 3-ходовым клапаном до коллектора разрешит избежать этого. В большинстве случаев так и поступаю, тем более что цена для того чтобы устройства минимальна.

Установка сервомотора

Перед установкой сервомотора необходимо определиться, с каким видом термостата устройству нужно будет работать. Если термостат контролирует один водный контур, то оба оборудования соединяют проводами непосредственно друг с другом. Если рассматривается мультизональный термостат, то есть устройство, которое обслуживает одновременно несколько контуров, то подключение сервопривода происходит по особенной схеме.

Чтобы подсоединить провода, применяют коммутатор. Главная задача этого оборудования — соединение и подключение приборов разного назначения в общую цепь. Кроме связующей функции, коммутатор также является предохранителем. Когда перекрыты все запорные клапаны контуров, устройство отключает насос.

Внимание: во время работы системы отопления от твердотопливного котла такое свойство коммутатора, как выключение насоса, чревато остановкой работы непосредственно нагревательного оборудования. Перепускной клапан и байпас даст возможность не допустить остановку насоса и работы оборудования на холостом ходу

Необходимо сказать, что за счет появления современных устройств контроль работы теплого пола сегодня является довольно простым процессом. Конструкция большинства устройств, которые применяются для работы контуров отопления, не отличается сложностью. Это же относится и к сервоприводам. Оборудование удобно в работе, практично и надежно. С помощью сервомоторов можно автоматизировать систему отопления, сделать условия эксплуатации простыми и доступными.

Тестирование термоэлементов различных видов:

Виды и классификация прибора

В настоящее время, потребительский рынок предоставляет несколько моделей для сервоприводов теплого водяного пола. У каждого есть свои преимущества и недостатки. По классификации работ, они разделяются на три основных вида:

1. Механический. Данное оборудование просто в применении, все настройки выполняются вручную, поворотом колесика. К плюсам механического сервопривода относят: высокую прочность и доступную цену. К отрицательным качествам – невозможность установить оптимальный микроклимат.
2. Электронный. Данная модель оснащена дисплеем, через который можно визуально отслеживать процесс работы нагревательной системы и температурный режим. К достоинствам изделия относят наличие функций, которые дают возможность задавать желаемый микроклимат для определенного времени суток. Настройка и регулировка выполняется как вручную, так и автоматически. По отзывам потребителей отрицательных качеств у прибора нет.
3. Дистанционный. Отличительной чертой этого прибора заключается в том, что все настройки можно совершать через инфракрасный канал или радиоуправление. Таким образом, даже находясь на большом расстоянии от дома, хозяин сможет выставить желаемую температуру к своему приезду.

Индикация положения клапана на сервоприводе и его устройство: 1- Гайка; 2 — Пружина; 3 — Сильфон; 4 — Корпус со светодиодами; 5 — Вспомогательный контакт; 6 — Кабель

Стоит также отметить, что в не зависимости от классификации работ, сервопривода для коллектора теплого водяного пола подразделяются и по конструкции «нормального» положения клапана:

1. Нормально открытый. Такой вид используют, при желании постоянной циркуляции теплоносителя. Обусловлено это тем, что клапан у оборудования изначально находится в открытом положении, поэтому даже при его поломке или в отсутствии электроэнергии, водяная система сможет снабжать трубопровода горячей водой.
2. Нормально закрытый. Данная модель отличается от первой тем, исходное положение клапана – закрытый вид. Поэтому, ее не рационально использовать при регулярных перебоях электроэнергии в северных регионах страны.
3. Универсальный. Это новый вид сервопривода, который от требований обогревающей модели может изменять изначальное положение клапана.

Перед тем, как отдать свое предпочтение тому, или иному виду сервомотору, нужно ознакомиться с его характеристиками нагревательных элементов. Такая подробность связана с тем, что время воздействия клапана при нагревании и остывании сильфона разная. В среднем при нагреве сильфона, клапан начинает действовать, через 2 – 3 минуты, при остывании – 10 – 15 минут.

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.

Коллектор с коммутатором и сервоприводами

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.

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.

Какие разновидности сервоприводов бывают и как выбрать подходящий вариант

Учет переменного или постоянного тока является наиболее простой классификацией двигателя. Рассматривая его с точки зрения производительности, основное различие между двигателями постоянного и переменного тока заключается в способности контролировать скорость. В первом случае скорость прямо пропорциональна к подаче напряжения с постоянной нагрузкой. А в двигателе переменного тока скорость определяется частотой подачи напряжения и числом магнитных полюсов.

Сейчас моторы AC и DC использованы в системах сервопривода, моторы AC выдержат сильное токовое напряжение и чаще используются в элементах встроенного применения и в других промышленных устройствах где требуется высокая точность. Сервопривод для теплого водяного пола пользуется повышенным спросом благодаря своей практичности.

Мотор DC связывают механически с щетками, используя специальный элемент, или используют без щеток. Выполненные по щеточной технологии моторы стоят дороже, но они и более просты в работе, обслуживании и ремонте. Товары но без щеток надежны, имеют более высокую эффективность и меньше шумят.

Коммутатор представляет собой вращающийся электрический переключатель, который периодически меняет направление тока между ротором и приводным контуром. Он состоит из цилиндра, а также нескольких металлических контактных сегментов на роторе. Два или более электроконтакта сделанны из мягкого проводного материала. Сервопривод для коллектора теплого водяного пола позволяет упростить и автоматизировать представленную систему.

Выводы

Следует отметить, что благодаря появлению современных устройств и приспособлений, управление и регулировка теплых полов стала обыденным и простым процессом. Конструкция многих приборов, используемых для работы отопительных контуров, особой сложностью не отличается. Понятен и принцип работы многих узлов и агрегатов. Это можно с уверенностью сказать и о сервоприводах. Приборы в большинстве своем надежны, практичны и удобны в эксплуатации. Благодаря сервомоторам стало возможным полностью автоматизировать систему управления теплыми полами, сделать условия использования отопительного оборудования простым и понятным.

Выбирая вариант попроще, можно обойтись установкой обычных регулирующих кранов. Автоматические регуляторы, термодатчики и сервоприводы, категория устройств, работающих на ваш комфорт и безопасность. Установка дополнительных приборов, таких как коммутатор и перепускной клапан, сделают вашу систему отопления максимально эффективной и безопасной.

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…