VALTEC | Automatické ovládání podlahového vytápění. Část 1

Potřebu a důležitost automatického řízení systému podlahového vytápění nejlépe dokazuje konkrétní příklad s využitím principu „protikladem“.

Předpokládejme, že existuje místnost vybavená systémem vytápěné podlahy s vypočteným měrným tepelným tokem q = 60 W/m2. Tento tepelný tok je vypočítán při návrhové venkovní teplotě t_h0 = –28 °С (Petrohrad). Konstrukce podlahového „koláče“ je znázorněna na obr. 1.

Rýže. 1. Teplý design podlahy

Pro stanovení požadované teploty chladicí kapaliny můžete použít výpočtový modul programu VALTEC.PRG verze 3.1.3 (obr. 2). Průměrná teplota chladicí kapaliny je tt = 31,5 °C. Pokud je teplotní rozdíl ve smyčkách Δt = 5 °C, tepelná výška čerpací a směšovací jednotky bude nastavena na teplotu 31,5 + (5/2) = 34 °C.

Řekněme, že systém nemá žádnou úpravu kromě udržování teploty chladicí kapaliny v čerpací a směšovací jednotce. Při venkovní teplotě t_h0 = –28 °C podlaha skutečně vydá q = 60 W/m2, udržování teploty vzduchu v obsluhované místnosti t_in0 = 20 °C. S rostoucí venkovní teplotou se však obraz změní.

Rýže. 2. Výsledek výpočtu teploty chladicí kapaliny

Teplotu vzduchu v místnosti se změněnou venkovní teplotou vzduchu tвi lze snadno určit z rovnice tepelné bilance:

kde t_ani – aktuální venkovní teplota vzduchu, °C

Měrný tepelný tok lze určit podle vzorce:

Aktuální teplota podlahy bude:

Výsledky výpočtu jsou shrnuty v stůl 1.

Tabulka 1. Teplota vzduchu, měrný tepelný tok a teplota vzduchu při různých venkovních teplotách

Teplota venkovního vzduchu, °C

Vnitřní teplota vzduchu, °C

Měrný tepelný tok z podlahového vytápění, W/m2

Teplota podlahy, °C

Jak je patrné z tabulky výše, chybějící regulace podlahového vytápění vede v mimosezóně k nadměrnému přehřívání vzduchu v místnosti a také ke zvýšení teploty podlahy.

Při náhlých změnách teplot samozřejmě můžete otevírat okna, ale vytápět vesmír na vlastní náklady by chtěl jen málokdo. Můžete také běžet k čerpací a směšovací jednotce překonfigurovat nastavení tepelné hlavy, ale takové pobíhání vůbec nezapadá do konceptu „komfort“. Lze tedy formulovat následující hlavní úkoly automatického řízení podlahového vytápění:
• udržování vnitřního klimatu v komfortním rozsahu;
• úspora energetických zdrojů;
• eliminuje zbytečné zásahy uživatele do provozu systému.

Pokojové termostaty

Nejjednodušším a cenově nejdostupnějším řešením regulace systému podlahového vytápění je použití prostorových termostatů ve spojení s elektrotermickými pohony, které ovládají termostatické ventily rozdělovacího bloku.

Princip činnosti termostatu je jednoduchý: uživatel nastaví požadovanou vnitřní teplotu vzduchu (nastavenou hodnotu). Když se teplota vzduchu v místnosti odchýlí od nastavené hodnoty o hodnotu hystereze (rozdíl mezi teplotou zapnutí a vypnutí), sepnou kontakty relé, přes které je napájen servopohon. V závislosti na schématu zapojení a typu servopohonu (normálně otevřený nebo normálně zavřený) se termostatický ventil otevírá nebo zavírá a reguluje průtok chladicí kapaliny do smyčky vyhřívané podlahy.

Termostat ve schématu 1 obrázek 3 když teplota vzroste, otevře napájení normálně zavřeného servopohonu a tím uzavře přívod chladicí kapaliny do smyčky. V diagramu 2 obrázek 3 Termostat je připojen k normálně otevřenému pohonu. Když teplota v místnosti stoupne, termostat napájí servomotor a také uzavře smyčku.

Rýže. 3. Princip činnosti pokojového termostatu a servopohonu

Řada VALTEC zahrnuje několik typů pokojových termostatů.

Drátový pokojový termostat s podlahovým čidlem teploty VT.AC602

Rýže. 4. Pokojový termostat VT.AC602

Termostat VT.AC602 (obr. 4) kromě vestavěného čidla teploty vzduchu má dálkové čidlo, které je zabudováno do konstrukce vyhřívané podlahové stěrky ve vlnitém plášti.

Jsou-li současně připojena dvě čidla, je vestavěné teplotní čidlo funkční a externí teplotní čidlo je bezpečnostní (tovární nastavení). To znamená, že pokud je překročena maximální teplota na dálkovém čidle, zátěž se vypne bez ohledu na hodnoty vestavěného čidla. Tato funkce je užitečná zejména pro podlahové krytiny, které jsou citlivé na zvýšení teploty (například parkety).

Při volbě vzdáleného podlahového snímače teploty jako funkčního se vestavěný snímač teploty vzduchu stává bezpečnostním prvkem.

Spínání pracovních snímačů se provádí na šestipólovém jumperu umístěném pod předním panelem (obr. 5).

Rýže. 5. Schéma spínání snímačů

Termostat je napájen napětím 220 V, které přenáší na servopohon, když teplota vzduchu klesne pod nastavenou hodnotu (obr. 6).

Toto schéma umožňuje provoz pouze s normálně uzavřenými servy a také vylučuje možnost použití zónového komunikátoru VT.ZC8.

Rýže. 6. Schéma zapojení pro termostat VT.AC602

Drátový pokojový termostat VT.AC701
Termostat VT.AC701 (obr. 7) běží na dvě baterie AAA 1,5 V a má displej z tekutých krystalů, který v provozním režimu odráží aktuální pokojovou teplotu. Je nástěnný, to znamená, že se montuje přímo na stěnu a nevyžaduje zásuvku s montážní krabicí.

Rýže. 7. Pokojový termostat VT.AC701

Požadovaná teplota (nastavená hodnota) se nastavuje pomocí dvou tlačítek na předním panelu. Termostat může pracovat s normálně otevřeným (NO) i normálně uzavřeným (NC) servopohonem s napětím 220 V a 24 V. Servopohon je připojen k napájecímu obvodu (obr. 8).

Rýže. 8. Schémata zapojení pro termostat VT.AC701

Pokojový kabelový chronotermostat s podlahovým teplotním čidlem VT.AC709
Představme si skutečný pracovní den pro běžnou rodinu. Ráno, když členové domácnosti vstanou z postele, nasnídají se a chystají se do práce, do školy apod., by měla být vnitřní teplota vzduchu udržována na 20–22 °C. Poté je byt ponechán v péči kočkám a psům a stačí, aby teplota neklesla pod 14–15 °C. Večer se rodina vrací domů, a dokud všichni nejdou spát, je třeba opět udržovat teplotu na 20 °C. Nakonec rodina usnula.

Pro normální zdravý spánek by teplota vzduchu v místnosti neměla překročit 17 °C (obr. 9). Ukazuje se, že rezident bude muset několikrát denně chodit k pokojovému termostatu a měnit jeho nastavení. Ale ani v tomto případě se příjemná teplota nedostaví okamžitě. V závislosti na tepelné setrvačnosti konstrukcí a použitého topného zařízení se tepelný efekt projeví až po 20–30 minutách, případně i později.

Rýže. 9. Ukázka grafu teploty vnitřního vzduchu

Nemůžete samozřejmě nic nastavovat, ale otevírat a zavírat okno postaru a termostat nastavit na stabilních 20 °C. Majitelé soukromých domů, chat a bytů vybavených měřiči tepla nebudou s tímto rozhodnutím spokojeni. „Otevřené okno“ a vytápění „světového prostoru“ si přece musí platit z vlastní kapsy. Ti, kteří ještě nemají nainstalované měřiče tepla, mohou tuto metodu využít, pokud rádi utíkají k oknům a čmuchají před neustálým průvanem.

Mnohem rozumnější by bylo nainstalovat elektronický chronotermostat VT.AC709 místo klasického termostatu (obr. 10).

Rýže. 10. Drátový chronotermostat VT.AC709

Časový termostat umožňuje programově nastavit režimy vytápění v různých časech pracovního dne a víkendů. Za tímto účelem je každý den konvenčně rozdělen do šesti období, přičemž čas začátku každého z nich je určen uživatelem. To znamená, že u pětidenního pracovního týdne musíte naprogramovat šest období na pět dní (pracovních dnů) a 2 x 6 = 12 období na víkendy. Pro každé z určených období je nastavena požadovaná teplota vzduchu nebo podlahy (pokud je přiřazena jako funkční dálkové čidlo).

Kdykoli vám chronotermostat umožňuje zasáhnout do programu a přepnout do režimu ručního ovládání. Někdo se například vrátil z práce dříve než obvykle. Přepnutím do režimu dočasného ručního ovládání přiřadí požadovanou teplotu a zařízení ji bude udržovat až do konce aktuálního období programu, ignoruje nastavení programu a poté se automaticky vrátí do provozu podle programu.

U běžných pokojových termostatů je hystereze (rozdíl mezi teplotou otevření a sepnutí kontaktů) pevnou hodnotou a je obvykle 1 °C.

Někomu to vyhovuje, ale jiní by chtěli teplotu udržovat přesněji. Někteří lidé naopak chtějí, aby se topný okruh zapínal/vypínal méně často. U chronotermostatu VT.AC709 lze nastavit hysterezi v rozsahu od 0,5 do 10 °C.

Mnoho majitelů běžných pokojových termostatů si všimne, že teplota vzduchu zaznamenaná termostatem se často liší od teploty, kterou ukazuje běžný pokojový teploměr. Důvodů může být několik: různé teploty v různých částech místnosti, zahřívání zařízení během provozu, nesprávná kalibrace atd. Musíte mít na paměti nějakou korekci, abyste neustále upravovali nastavení o tuto hodnotu. Chronotermostat VT.AC709 má manuální kalibrační režim pro vestavěný senzor, takže korekce bude vždy zohledněna automaticky.

Mimo jiné vám chronotermostat VT.AC709 umožňuje aktivovat funkci ochrany proti mrazu (obr. 11). I když je termostat vypnutý (režim OFF), pokles teploty vzduchu pod 5 °C přivede napětí na servopohon a zajistí cirkulaci chladicí kapaliny.

Rýže. 11. Informace zobrazené na obrazovce a účel ovládacích tlačítek VT.AC709 (modrá barva ukazuje hodnotu továrního nastavení)

Externí podlahové teplotní čidlo je zabudováno do vyhřívané podlahové mazaniny a slouží jako bezpečnostní čidlo. Pokud je překročena maximální přípustná teplota podlahy, bez ohledu na aktuální teplotu vnitřního vzduchu, termostat vyšle příkaz k vypnutí topení (rýže. 12a и 12 b).

Rýže. 12:709 Schémata připojení chronotermostatu VT.AC220 k servopohonu XNUMX V

Rýže. 12b. Schémata připojení chronotermostatu VT.AC709 k 24V servům

Pokojový kabelový chronotermostat s podlahovým teplotním čidlem VT.AC710
Na rozdíl od modelu VT.AC709 je chronotermostat VT.AC710 (obr. 13) je napájen dvěma 1,5 V AA bateriemi Toto zařízení nemá dálkové čidlo teploty podlahy.

Rýže. 13. Chronotermostat VT.AC710

V souladu se zadaným týdenním programem řídí chronotermostat podlahové vytápění a udržuje jeden ze dvou přednastavených režimů v místnosti („Komfort“ a „Úsporný“).

Každý ze sedmi dnů v týdnu je rozdělen do 48 časových pásem (každé 30 minut), což umožňuje uživateli zajistit optimální podmínky vnitřního klimatu při programování chronotermostatu.

Pro pohodlí provozního ovládání klimatizačního systému má chronotermostat tlačítko pohotovostního režimu, které v případě potřeby umožňuje dočasně deaktivovat program a jednat podle příkazů zadaných uživatelem.

Stav relé (sepnuto / rozepnuto) je indikován LED indikátorem a nápisem na displeji z tekutých krystalů (System ON / System OFF; obr. 14).

Rýže. 14. Schéma zapojení pro chronotermostat VT.AC710

Bezdrátový pokojový chronostat VT.AC707
Všechny dříve diskutované pokojové termostaty jsou připojeny k servomotoru pomocí vodiče, což není vždy vhodné a v některých případech je to prostě nemožné. V tomto případě přijde na pomoc bezdrátový chronotermostat VT.AC707 (obr. 15).

Rýže. 15. Bezdrátový chronotermostat VT.AC707

Jeho sada obsahuje přijímač, který přijímá řídicí signál z chronotermostatu instalovaného v obsluhované místnosti a přes drátový obvod jej přenáší přímo do servopohonu rozdělovacího bloku. Signál do přijímače je přenášen rádiovým kanálem na autorizované frekvenci 433 MHz. Přijímač je obvykle umístěn vedle servopohonu ve skříni komutátoru.

Zařízení je vybaveno dotykovými ovládacími tlačítky a umožňuje provádět následující funkce:
• udržování teploty vzduchu v obsluhované místnosti na úrovni určené uživatelem (programově nebo ručně);
• dálkový přenos řídicího signálu na vzdálenost až 30 m;
• denní a týdenní programování teplotních podmínek v místnosti (šest režimů za den);
• zachování režimu ochrany proti mrazu;
• nastavení rozdílu teplot rozpínacích a spínacích kontaktů;
• kalibrace odečtů vestavěného snímače teploty vzduchu podle kalibračního teploměru;
• zobrazení provozních režimů, času, pokojové teploty a teploty vzduchu nastavené pro aktuální režim na obrazovce;
• podsvícení displeje;
• nastavení uzamčení pro ochranu před neoprávněným zásahem.

Dvouokruhový drátový chronotermostat VT.AC711
Systémy podlahového vytápění se často používají jako doplněk radiátorového vytápění. Pokud je použito takové kombinované schéma, musí být kombinována i regulace vytápění. To znamená, že společný současný provoz obou systémů mimo sezónu (při venkovní teplotě od –10 do +8 °C) není nutný.

Teplá podlaha si s tímto úkolem poradí sama. Dvouokruhový chronotermostat VT.AC711 je ideální pro ovládání kombinovaného topného systému (obr. 16).

Rýže. 16. Dvouokruhový chronotermostat VT.AC711

Tento chronotermostat plní stejné funkce jako VT.AC709, ale neřídí jeden, ale dva topné okruhy pomocí přídavného relé. V nabídce nastavení takového termostatu je zavedena hodnota dT, která určuje teplotní zónu nad nastavenou hodnotou, při které je sepnuto pouze jedno relé (obr. 17).

Rýže. 17. Schéma činnosti chronotermostatu VT.AC711

Na termostatu se nastavují dvě hodnoty: první je nastavená hodnota samotného termostatu (například 20 °C) a druhá hodnota je dT (například 3 °C), která se nastavuje jednou a je použitelná pro libovolnou nastavenou hodnotu. Pokud je skutečná teplota vzduchu v místnosti 0,5 °C pod nastavenou hodnotou (polovina hodnoty hystereze), znamená to, že v místnosti je chladno a musí být zapnuto radiátorové i podlahové vytápění. Tato situace nastává zpravidla ve špičkách chladu, kdy se venkovní teplota blíží zimní návrhové teplotě (pro Petrohrad je to –28 °C).

Když teplota stoupne nad nastavenou hodnotu (20 + 0,5 = 20,5 °C), relé ovládající radiátor se vypne. Při optimálním teplotním rozsahu se tedy radiátor vypne, ale teplá podlaha zůstane zapnutá, aby byla zajištěna pohoda v místnosti. Další zvýšení teploty vzduchu na hodnotu 20 + dT + 0,5 = 23,5 °C povede k vypnutí vytápění podlahy (obr. 18).

Rýže. 18. Schémata zapojení pro chronotermostat VT.AC711

Při ochlazení místnosti se nejprve rozběhne vytápěná podlaha při teplotě 20 + dT – 0,5 = 22,5 °C a při poklesu teploty na 20 – 0,5 = 19,5 °C se zapne i radiátorové vytápění.

Standardně je hodnota dT nastavena na 3 °C, ale doporučuje se ji nastavit na základě vlastností konkrétního systému a tepelné setrvačnosti místnosti.

Tabulka 2. Hlavní technické vlastnosti pokojových termostatů