О группах оборудования осуществляющих регулирование температуры водяного «Теплого пола»
Пожалуй, это главная часть в системе водяного «Теплого пола» Она создает уровень комфортности, уменьшает или увеличивает проблемы для пользователя в процессе эксплуатации системы, и конкретно, до 40 % влияют на расход топлива, которое используется в котельной. А сегодня для Белоруссии оплата за потребляемый газ стала не маленькой. Привожу счет и разъяснения к этому счету полученные Мной ( живу в частном доме) от газо снабжающей организации.
Правильное решение задачи регулирования температуры водяного «Теплого пола», по важности принятия решения ,сравнима с принятием решения о типе и качестве трубы в данных системах.
Теперь о группах оборудования, которое применяется для регулирования температуры водяного «Теплого пола».
Условно их можно разделить на три группы:
1. Сервопривода, которые устанавливаются на коллектор ( накручиваются на балансировочный кран) в комплекте с задающим комнатным датчиком.
2. Трех ходовые или двух ходовые краны ( смесительные узлы) в комплекте с капилярным датчиком устанавливающийся на подающую трубу теплоносителя к гребенке .
3. Контроллеры, управляющие трех ходовыми или четырех ходовыми кранами, подающими теплоноситель в коллектор «Теплого пола», на основании показаний от 2 до 4 датчиков.
На Рис № 3 покажем график сравнения, для каждой группы оборудования, реального отклонения, во времени, температуры регулируемого объекта от температуры задания и сравним их идеальным регулятором.
Приведем закон ( более грамотно постулат) физики, очень важный, для систем регулирования инерционных объектов.
Закон утверждают, что количество энергии на поддержание любого инерционного объекта в состоянии постоянной точки стабильности (отклонение от состояния стабильности +/- 0%), нужно меньше, чем количество энергии, если этот инерционный объект колеблется, во времени, возле точки стабильности ( отклонение от состояния стабильности +/- Х %). И чем больше Х, тем больше затрат энергии необходимо, на удержание инерционного объекта в точке стабильности.
Ось Х ― температура бетонной стяжки «Теплого пола».
Ось У – время, за которое проводилось измерение температуры, бетонной стяжки, «Теплого пола».
Тоска Dна оси Х- температура задания для всех групп регуляторов.
Прямая 1 показывает, изменение температуры во времени от точки задания, бетонной стяжки «Теплого пола», если бы регулирование осуществлял «идеальный регулятор».
1. Группа оборудования.
2. Рис № 4-комнатный датчик , Рис № 5-Сервопривода разных производителей.
Рис № 6 примерная схема водяного «Теплого пола» при использовании прибов регулирования 1 группы.
Принцип работы : Сервопривод (название громкое, многообещающее, но за собой ничего не имеющее) а на самом деле это обычный электромагнит, который выдвигает или задвигает шток воздействующий на привод балансировочного крана.У разных производителей время полного выдвижения и полного за движения штока, разное от 15 до 300 секунд и на какое, время надо лучше брать сервопривод, Мне сказать трудно, так как 15 сек. плохо ― практически это гидро удар в системе. И 300 сек. плохо, так как команда на отключение дана, а горячая вода, с медленным уменьшением еще поступает в эту секцию теплого пола. Соответственно,бетонная стяжка этой секции, получает дополнительную тепловую энергию.
Система регулирования ― «П» регулятор (о ней написано выше).
На графике Рис № 3 показано изменение реальной температуры бетонной стяжки по отношению к заданию, кривая – 4.
Затраты топлива котельной будут примерно на 30-35 % больше, чем если бы использовался идеальный регулятор на Рис № 3, это прямая линия– 1.
Стартовые затраты на приобретение оборудования для группы приборов этой группы тоже не маленькие.
Разброс параметров температуры от точки задания-точка D на оси Х, примерно будет составлять +/- 1 гр.С,это точки А иN на оси Х. Конечно это очень много.
Хорошего, о приборах данной группы регулирования, сказать нечего.
Конечно, Мне могут возразить, что используя эту группу приборов регулирования можно в каждой комнате, где есть «Теплый пол», поставить свой комнатный датчик. Но это слабое утешение к выше приведенным недостаткам. Эта группа приборов используется и имеет экономическое обоснование,когда к коллектору «Теплого пола» подключаются 1 или 2 петли. В противном случае смысла в ее использования мало. О стальные, менее значительные, недостатки 1 группы приборов, а они есть, рассматривать не будем.
2.Группа приборов для регулирования температуры водяного «Теплого пола».
Вторая группа регуляторов это трех ходовые –двух ходовые краны с приводом от термостата, управляемого капиллярным датчиком закрепленном на подающий трубопровод коллектора водяного «Теплого пола» или датчиком установленном в самом термостате.
На Рис № 8 показан в сборе этот прибор.
Позиция 1- трех ходовой кран ( смесительный узел) .
Позиция 2- термостат.и подключенным мягкой медной трубкой
Позиция 3 мягкая медная трубка .
Позиция 4 капиллярный датчик.
На Рис № 9 показана классическая схема реализации этой системы регулирования.
Принцип работы тоже не сложный: температурное задание устанавливается термостатом накрученным на трех ходовой кран, то есть дается задание для капиллярного датчика , отслеживать заданную температуру воды . Если температура воды подаваемая в «Теплый пол» начинает превышать задание, капиллярный датчик дает команду термостату начинать прикрывать горячую воду поступающую из котельной и соответственно, открывать возможность обратной, выходящей из петель «Теплого пола», снова запускаться в «Теплый пол». И наоборот, когда датчик видит что температура воды ниже задания, он дает команду термостату приоткрыть горячую воду и прикрыть возврат обратной воды в «Теплый пол».
Принцип регулирования, который заложен в основу этой группы регуляторов температуры «Теплого пола» все тот же «П» (пропорциональный). Такой, как и в первой группе.
На Рис № 3 возможности 2 группы приборов регулирования показана кривой позиция 3.
Средний разброс температуры водяного«Теплого пола» во времени, от установленного задания, будет составлять +/- 0.5 гр. С.
Потери топлива котельной на подержание температуры «Теплого пола» будут на 15-20% выше, по отношению к «идеальному регулятору».
Основные достоинства приборов второй группы по отношению к первой.
1. Вода постоянно циркулирует в контурах «Теплого пола».
2. Средний разброс температуры бетонной стяжки «теплого пола», от установленного задания, ниже, чем у первой группы регулирования.
Это происходит за счет того, что начало процесса регулирования начинается не в точке температуры задания, как у первой группы приборов регулирования, а примерно за 5 гр. С до подхода к точке температуры задания. Это действие позволяет снизить энергию инертности бетонной стяжки «Теплого пола» при прохождении точки задания. Соответственно уменьшается и разброс параметров температуры «Теплого пола» по отношению к заданию.
3. При наличии 3 – 4 контуров Теплого пола стоимость оборудования этого типа регулирования сравнивается со стоимостью оборудования для первой группы приборов регулирования. Другими словами экономическая целесообразность применения этой группы приборов начинается с трех и более контуров «Теплого пола»
Хочешь сделать хорошо – сделай Сам.
Реализация своими руками, с полной нашей поддержкой, проекта - отопление, водоснабжения и водяной теплый пол, частного дома. Экономия от 5 до 8 у.е. на 1 метре квадратном отапливаемой площади дома
С данной публикацией можно познакомится открыв одноименную вкладку на витрине главной страницы на Нашем сайте.
Основные недостатки:
1 Объектом регулирования является температура воды поступающая в контура«Теплого пола», таким образом не учитываются внешние факторы влияющие на температуру бетонной стяжки«Теплого пола» (открыли форточку для проветривания помещения ,включили на длительное время приборы выделяющие тепло, расположение помещения- солнечная сторона или нет и т.д.)
2. Средний разброс температуры водяного «Теплого пола» во времени, от установленного задания, будет составлять +/- 0.5 гр. С.
3. Потери топлива котельной на подержание температуры «Теплого пола» будут на 15-20% выше, по отношению к «идеальному регулятору».
Хочу сделать обобщение по приборам регулирования, относящимся к первой и второй группе.
Это приборы прошлого века ,и практически ни кто эти группы приборов, в развитых странах, давно не использует .
Эти приборы не выдержали конкуренции ни по одному из параметров, кроме, пока, стартовых затрат на приобретение этих приборов. Но разница в стартовых затратах очень быстро компенсируется суммами затрат на оплату топлива для котельных. Средняя цена газа у потребителя, в Европе за 1000 м3 составляет примерно 400.
Если 1 и 2 группу приборов перевести на автомобильную тему, то первая группа это автомобиль «Москвич», а вторая группа это автомобиль «Жигули» не более того.
Третья группа приборов для регулирования температуры водяного «Теплого пола
О этой группе приборов регулирования буду писать не только как теоретик, изучивший приборы этой группы, но и как практик использующий эту систему регулирования уже в течение трех лет в своем доме. И могу констатировать, абсолютно ответственно, что суммы оплаты за газ, потребляемый котельной, сократились на 40% . Я уже не говорю о комфортности ее работы. Три года назад Я ее запрограммировал и запустил в работу, по временной схеме (нет ничего постояннее чем, что то временное) и больше к ней не прикасался. Так как со свободным временем у меня огромные проблемы. В этой системе управления не надо, что то менять для летнего или зимнего режима работы, она все процессы работы котельного оборудования оптимизирует для любых погодных условий. У владельцев этой системы управления появляются возможность оптимизации работы системы практически до бесконечности и результат Ваших усилий будет виден по расходу топлива в котельной.
Регулирование осуществляется при помощи трехходовых – четырех ходовых кранов Рис №10 (по конструкции эти трех ходовые краны, абсолютно разные, по отношению к трех ходовым кранам применяемых во второй группе регулирования). Рис № 11 привод устанавливаемый на трех ходовой кран ( электрический двигатель, с редуктором на понижение числа оборотов двигателя ). На Рис № 12 показана конструкция трех ходовой кран и привод в сборе. На Рис № 13 представлена схема этой группы регулирования..
Управление всем процессом регулирования осуществляет контроллер ( компьютор для решения узко специализированных задач , в нашем случае, управление температурой теплого пола). Соответственно контролер позволяет реализовать принцип «ПИД» ( смори выше, описание принцыпа работы «ПИД» регулятора) регулирования с возможностью добавления , крайне важной функции, коррекция работы регулятора в зависимости от температуры на улице. Реализацию этой функции осуществляет контроллер при помощи уличного датчика.
На Рис № 3 работа этого регулятора во времени по отношению к точке задания показана в позиции 2. Это уже современный регулятор со средним разбросом параметров температуры «Теплого пола» по отношению к заданию +/- 0.1 гр. С. Этот показатель уже близок к показателям«Идеального регулятора».
Потери топлива котельной на подержание температуры «Теплого пола» будут на 2 – 3 % выше, по отношению к «идеальному регулятору».
Достоинства этой группы регулирования :
О них можно говорить много и в тоже время ничего не сказать. Дам сравнительный пример из области автомобилей, конечно очень условно.
Третья группа регуляторов ( контроллер , трех ходовой кран с приводом и уличный датчик) Это уже автомобили с гибридным двигателем, таких производителей как Хонда или Тайота (высокая экономичность , комфорт ,бортовая навигация, надежность и т.д.).
Все о металлоплостиковых трубах , пресс фитингах к ним, и другой информации по этой тематике, можно прочитать в разделе "Статьи" ― оглавление по статьям. Текст статей располагается в разделе " Новые статьи" на нашем сайте.
.
Продолжение данного раздела читайте на нашем сайте Standpol.by
