Принцип действия сервопривода для теплого пола

Сервоприводы для теплых полов, какие бывают, как выбрать и установить

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…

Как подключается сервопривод к термостату

Схема включения сервопривода с термостатом следующая. При достижении заданной температуры воздуха контакты питания сервопривода 220В замыкаются и он включается, после его нагрева происходит закрытие клапана на коллекторе и движение жидкости по контуру приостанавливается. После снижения температуры в комнате контур теплого пола включается вновь.

На практике часто возникает ситуация, когда одним термостатом управляется сразу несколько отопительных петель теплого пола. Например, в большой комнате, или один термостат устанавливается на весь этаж… Тогда сервоприводы просто подключаются параллельно к данной цепи питания…

Сервопривод для теплого пола

Привод Johnson Controls VA-7088-23. 1W, 100N min, IP-54.

Сервопривод для теплого пола (электротермический сервопривод, электропривод, термопривод) — устройство, которое используется для регулирования потока теплоносителя в системах теплого пола.

Виды сервоприводов для коллектора теплого водяного пола

В зависимости от состояния горячей воды (теплоносителя) на момент отсутствия напряжения, различают сервоприводы нормально открытые и нормально закрытые.

Нормально открытый сервопривод – устройство обеспечивает продвижение теплоносителя в обычном состоянии. Т.е. при отсутствии напряжения внутренний клапан находится в состоянии «Открыто».

Нормально закрытый сервопривод – устройство, у которого обычное состояние клапана находиться в режиме «Закрыто», следовательно, при отсутствии напряжения, теплоноситель не поступает.

Существует еще один вариант устройств, в которых нормальное положение можно устанавливать в зависимости требований системы. Универсальный, переключающийся электропривод теплого пола позволяет менять состояние «Нормально открытый» на «Нормально закрытый».

От чего зависит выбор типа сервопривода?

При принятии решения о покупке сервопривода для теплого пола, необходимо учитывать в каком положении должен быть клапан большую часть времени. Если теплоноситель должен постоянно циркулировать – выбираем нормально открытый. При условиях долгих, холодных зим устанавливаются именно такие механизмы. Еще одно преимущество нормально открытого сервопривода – при перебоях с электроснабжением, при выходе самого устройства из строя система теплого пола будет снабжаться горячей водой.

10 сервоприводов на распределительном коллекторе.

Нормально закрытый сервопривод возможно использовать в регионах с теплым климатом, поэтому на территории России такой вид используется реже.

Принцип работы нормально открытого сервопривода (без электромагнитного мотора)

Устройство сервопривода для коллектора теплого пола достаточно простое. В центральной части корпуса располагается пружинный механизм и внутренняя малая ёмкость (баллон), заполненная специальной жидкостью (чаще всего толуол).

Вокруг емкости размещается нихромовый нагревательный элемент. В рабочем режиме, при подаче электрического тока, нагревательный элемент прогревает жидкость, эта жидкость увеличиваться в объеме, расширяется. Увеличивается давление на шток. Данная часть устройства выдвигается, надавливает на шток термоклапана, который соответственно закрывается. Как только напряжение исчезает, нагревательный элемент перестает работать, жидкость постепенно начинает терять температуру, теряет объем. В конце концов, она принимает первоначальный объем, перестает давить на шток и клапан открывается.

3 привода на распределительном коллекторе теплого пола.

Таким образом, движение клапана, его открытие и закрытие происходит без электромагнитного мотора, за счет давления нагретой жидкости в баллоне (во внутренней емкости). Поэтому данный механизм по праву назван термоприводом.

Для того, чтобы клапан пришел в движение необходимо время. Нагрев жидкости составляет около 2-3 минут, следовательно, клапан закрывается не сразу после подачи электрического тока. Время нагрева жидкости зависит от особенностей нагревательного элемента и указывается в технических характеристиках производителем. Остывание происходит немного медленнее, поэтому и обратный процесс открытия клапана происходит дольше (5-15 минут).

В случае перегрева срабатывает механизм отключения питания.

Внешне определить положение клапана можно по выдвигающемуся элементу (напоминающему кнопку).

Положение «кнопки» в нагретом и остывшем состоянии.

Если его положение отличается – это сигнал о неправильном подключении сервопривода.

Положение клапана можно проверить и после прикосновения к механизму – если он горячий, клапан находится в режиме «Отключен», если прохладный – клапан открыт.

Особенности установки

Электропривод теплого пола устанавливается на термостатический клапан коллектора.

Схема подключения одного электротермического сервопривода Watts 26LC и комнатного термостата Watts milux с ЖК-дисплеем.

Подключение 2-3 приводов с одним термостатом.

Видео

Правила выбора сервопривода для теплого пола

Среди большого количества различного оборудования, которое составляет отопительную систему «теплый пол», есть одно устройство, играющее основную роль в контролировании и управлении всей системой. Это сервопривод для теплого пола, без которого автоматизированное регулирование температуры является просто невозможным.

Общее описание

В основе сервопривода для коллектора теплого водяного пола находится электротермическая реакция изменения температурного режима обогрева теплового носителя в основном трубопроводе и дальнейшее механическое воздействие, которое обеспечивает включение или отключение подачи разогретой жидкости в контуры отопления.

Среди существующих сегодня бытовых регуляторов можно встретить открытые и закрытые сервомоторы. Каждый из видов обладает своим функционалом и особенностью работы.

Для закрытого оборудования характерно открытое состояние во время отсутствия электропитания. Поступающие сигналы активируют механическое устройство, отключая подачу воды. Для оборудования открытого типа принцип работы происходит наоборот. В обычном положении устройство закрыто, лишь после подачи сигнала механизм приводится в работу, открывая подачу жидкости по трубам. О том, какой тип сервопривода коллектора теплого пола выбрать для домашнего применения, нужно судить с учетом возможностей системы отопления и особенностей климата конкретного региона. Как правило, устанавливаются нормально открытые сервоприводы.

Важно: во время поломки оборудования тепловой носитель продолжает циркулировать по трубам, оставляя на некоторое время пол теплым. Такая особенность наиболее актуальна для частных домов, которые находятся в холодных климатических регионах.

Относительно способа питания оборудование разделяют на устройства, питающиеся от постоянного тока с напряжением 24 В, и сервомоторы, которые подключаются к электрической сети переменного тока 220 В. Устройства с питанием в 24 В оборудуются инверторами.

С помощью сервопривода можно автоматизировать систему отопления

Часто домовладельцы устанавливают еще один вид оборудования. В этом случае речь идет об устройствах, которые выставляются в нормальное состояние с учетом технологических особенностей системы отопления. Это универсальные сервомоторы, которые могут изменять свою работу с нормально открытого состояния на нормально закрытое.

Подсоединить к коллекторной группе можно все разновидности этого оборудования. Есть только одно условие: балансировка и настройка работы отопительной системы.

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.

Принцип работы

Главной рабочей частью сервопривода является сильфон. То есть такой же элемент, как и в трехходовом клапане. Маленький цилиндр наполнен веществом, которое реагирует на изменение температуры. С учетом увеличения или снижения температуры меняется объем вещества.

Сильфон тесно контактирует с электрическим обогревательным элементом. Принимая информацию от термостата, обогревательный элемент начинает работать. В сильфоне жидкость нагревается, увеличиваясь в объеме. Так цилиндр надавливает на шток, изменяя его месторасположение, и закрывает путь к потоку теплового носителя.

При постоянном использовании теплого пола сервопривод станет незаменимым помощником

Чтобы клапан заново открылся, весь цикл повторяется, но в обратном порядке. Отсутствие электрического питания начинает приводить к тому, что обогревательный элемент завершает работу. Соответственно, вещество охлаждается, уменьшаясь в объеме. Давление на шток снижается, он приподнимается, воздействуя на клапан, то есть появляется доступ для подачи теплоносителя в контур.

Как правило, жидкость, которая находится в цилиндре, — это толуол, имеющий повышенные термодинамические показатели. Электрическим обогревательным элементом является нихромовая нить.

Познакомившись с особенностью работы прибора, не стоит забывать, что для воздействия клапана требуется некоторое время. Время, требуемое на изменение жидкости, составляет приблизительно 4-5 минут, то есть клапан срабатывает не сразу.

В отличие от разогрева, остывание вещества в цилиндре происходит медленнее. На закрытие клапана нужно приблизительно 20 мин. Во время перегрева любой сервопривод обязан автоматически выключаться. Для этого в конструкции находится устройство аварийного выключения.

Как управлять температурой водного пола:

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.

Коммутатор довольно удобен в ситуациях, если полы подключены к автоматизированному газовому котельному оборудованию.

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:

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. Привод 230, 24 В. В обесточенном состоянии вентили имеют закрытое положение. Для регулирования работы прибора на корпусе находится индикатор.
2. 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.

EuroSantehnik.ru — Все о монтаже отопления, водоснабжения и канализации

Сервопривод для теплого пола – это система механического привода, предназначенная для регулирования потока носителя тепла, за счет открытия и закрытия вентилей распределяющего коллектора.

Виды сервоприводов для теплого пола

Сервопривод для теплого пола бывает нормально открытым и нормально закрытым.

Рассмотрим каждый вид подробно:

Нормально открытый подразумевает открытый клапан по умолчанию. То есть при отсутствии напряжения на сервопривод, находится в положении «Открытый клапан». Данный вариант подразумевает прохождение теплоносителя через открытый клапан.

Нормально закрытый – закрытый клапан по умолчанию. В этом случае при отсутствии напряжения теплоноситель не может проходить через закрытый клапан.

Существуют сервоприводы, переключающиеся на одно из положений: нормально открытый и нормально закрытый. Такие приводы называются универсальными, переключающимися сервоприводами.

Принцип работы сервопривода

Через нихромовый нагревательный элемент проходит электрический ток за счет чего происходит расширение жидкости (толуола) в сильфоне. Именно из этого состоит принцип действия сервопривода для теплого пола. Сервопривод для теплого пола состоит из пружинного механизма и емкости, в которую помещена специальная жидкость. Эта жидкость под воздействием температуры расширяется и оказывает воздействие на шток, который выдвигается и давит на шток термоклапана. Клапан автоматически оказывается закрыт. Под воздействием напряжения происходит нагрев и расширение жидкости. То есть у данного сервопривода отсутствует электромагнитный мотор. Использованная сила происходит от расширения жидкости под действием температуры. Такой привод называется термоприводом. Поэтому при подаче напряжения на сервопривод клапан закрывается только через некоторый промежуток времени, потраченный на прогрев жидкости. Данное время варьируется от 1 до 3 минут.

При отсутствии напряжения сервопривод остынет и клапан вернется к исходному положению. Остывание аппарата занимает времени намного дольше, чем его нагрев.

Существуют сервоприводы для теплого пола, не имеющие жидкости для расширения. Механизм такого привода состоит в перемещении штока за счет нагревания компенсационного термоэлемента. Термоэлемент представляет собой пластину или пружину, изменяющую при нагреве свое положение.

Сверху у сервопривода расположен выдвигающийся механизм, который необходим для следующего. Он определяет посадку привода в термоклапане и показывает режим клапана: Вкл./Выкл.

Сервопривод для теплого пола имееет защиту от перегрева и встроенный механизм отключения питания. Данные приводы подключаются на термостатический клапан коллектора или отдельный термостатический клапан.