Особенности и виды терморегулятора для водяных теплых полов

О хорошей работе системы теплого пола свидетельствуют стабильные показатели температуры воздуха в помещении, комфортные для жизнедеятельности человека.

Для достижения данной цели, при проектировании систем отопления, в состав включают терморегулятор, корректирующий интенсивность передвижения теплоносителя по трубам, при постоянно меняющихся условиях внешней среды.

Что это такое?

Съемная термоголовка является главным элементом терморегулятора, контролирующего работу системы теплого пола. Ее монтируют на термоклапане, являющемся неотъемлемой частью особого конструктивного узла, чувствительного к внутренним и внешним температурным колебаниям и управляемого термостатом.

Без данного устройства нормальная работа низкотемпературных отопительных систем невозможна: контакт с горячей водой, поступающей напрямую из котла, неизбежно вызовет сбой функционирования и поломку.

Термостатическое устройство обеспечивает плавное и непрерывное регулирование расхода теплоносителя, пропускаемого через регулирующий клапан. Управление потоком происходит пропорционально изменению температуры среды, контролируемой чувствительным датчиком.

Фиксация необходимых температурных показателей, осуществляется поворотом подвижной части корпуса термоголовки, на которую нанесена шкала значений. Нужное значение совмещается с меткой-указателем, на стационарной части корпуса термоголовки.

Функции регулятора

Исправная работа термоголовки и термического клапана является залогом бесперебойной работы системы теплого пола, поскольку обеспечивает правильное смешивание горячего и холодного теплоносителя (не зря эти элементы называют «сердцем» системы теплого пола).

Выполняя задачу постоянного мониторирования степени нагрева теплоносителя, данный функциональный узел регулирует его поток. Функции узла определяют, как отсекающие и смешивающие.

Способ отслеживания температуры воды в греющем контуре при помощи терморегулятора – прост и вместе с тем необходим. Дело в том, что температурные показатели воды, нагреваемой в котле, в два раза превышают необходимые (составляют примерно 90°С). Термостатическая головка позволяет отрегулировать их так, чтобы достигнуть нужной для поступления в контуры температуры (30-40°С).

Возможны два варианта работы системы:

• Подача воды осуществляется кратковременно (актуально для обогрева небольших помещений). При данном виде подача осуществляется периодически (контроль подачи осуществляется клапаном, реагирующим на изменение температурных показателей теплоносителя).
• Постоянная подача воды с подмешиванием прохладного теплоносителя из возвратного трубопровода, с использованием трехходового клапана.

Термостатическая головка представляет собой съемный герметичный цилиндр с пластиковой рукояткой и встроенным сильфоном (упругой оболочкой, наполненной рабочим веществом).

В качестве рабочего вещества выступает жидкость, газ (толуол, ацетон, газоконденсат) или твердый элемент (парафин), реагирующие на нагрев резким увеличением объема. В качестве теплоносителя в тепловых системах, оснащенных такими термоголовками, используются незамерзающие жидкости или специально очищенная вода, поскольку устройства чрезвычайно чувствительны к загрязнению.

Предельные характеристики для всех моделей термолегуляторов, не использующих электроэнергию, определены ГОСТ 30815-2002:

• максимальная температура теплоносителя — 120°С;
• избыточное давление — 1,0 МПа;
• температура воздуха в помещении — 5-45°С;
• влажность — 30-80%;
• время срабатывания — не более 40 мин.

Материалом для изготовления корпуса выступает качественный пластик или не подверженные коррозийным процессам металлические сплавы (латунь, бронза). Уплотнительные элементы производят из фторопластов, устойчивых к нагреву, рукоятки — из полимеров (полиамида, полипропилена, полистирола). Внутри должны быть предусмотрены стальные закладные детали для прочного соединения со шпинделем.

Разновидности термостата

Различают несколько видов термоголовок для систем теплого пола. Основные критерии выбора следующие: тип вентеля, разновидность рабочего вещества в сильфоне, способ управления, способ контакта с поверхностью трубы.

По типу вентиля

В зависимости от типа вентиля различают угловые и прямые термоголовки. К ним относятся все ручные и механические устройства. Выбор подходящего типа полностью зависит от конфигурации системы.

• Угловые. Термоголовки устанавливают в углах поворота тепловой магистрали.
• Прямые или проходные. Модели имеют тройник для врезки в прямую трубу.

По типу вещества

По типу наполняющего сильфон рабочего вещества термостатические головки бывают жидкостные, парафиновые и газовые.

• Газовые. Газовые приборы работают с высокой амплитудой погрешности, они более чувствительны к внешним температурным и воздушным помехам (сквознякам). Скорость их срабатывания составляет примерно 8 минут. Термоголовки с таким типом наполнения датчика запатентованы и производятся только компанией Danfoss.
• Жидкостные. Жидкостные термоголовки относятся к устройствам инерционного типа.Такие приборы требуют некоторого времени для нагрева и остывания, поэтому срабатывают не так быстро, как газовые (время срабатывания – 20-25 минут). Преимуществом их являются более высокие показатели точности и бюджетная цена поэтому они наиболее распространены (представлены в коллекциях всех производителей).
• Парафиновые. Твердотелые парафиновые термоголовки также встречаются в продаже. Они отличаются самой бюджетной ценой, но и эффективность работы невысока. Скорость срабатывания составляет 40 минут и выше. При таких параметрах работы уровень комфортности и экономии использования системы теплого пола невысок.

По способу управления

По способу управления (включение и выключение, переключение режимов, выставление температурных значений) различают термоголовки ручные (механические), электронные, а также с возможностью программирования.

Ручные

Ручные или механические термоголовки для водяного теплого пола имеют наиболее простую конструкцию, а значит, они надежны, долговечны и доступны по цене. Регулировка прогрева воздуха осуществляется в них поворотом рукоятки диска, шкала температурных значений нанесена на корпус. Значение одного деления шкалы составляет от 2 до 5 градусов (в зависимости от модели).

На лицевой панели терморегуляторов для водяного пола с обогревом смонтирован рычаг включения/выключения. Недостатком термоголовок данного типа является необходимость постоянного контроля и ручного регулирования температурных параметров, что неудобно.

Электронные

Принцип действия электронных термоголовок аналогичен принципу действия механических, но способ реализации здесь иной. На электронных моделях имеется цифровой экран, на котором фиксируются текущие или вновь устанавливаемые температурные значения.

Постепенное изменение температурного режима происходит нажатием сенсорных или тактильных кнопок со знаками «вверх» и «вниз».

Воздействие на шток клапана может осуществляться при помощи электропривода. Электронные устройства дороже (средняя стоимость составляет 20 евро), но они позволяют с высокой точностью устанавливать температурный режим или программировать суточные изменения.

Модели с программированием

В программируемых моделях регулирование температурных параметров с целью достижения стабильного нагрева в любой момент времени происходит в автоматическом режиме. К продаже предлагаются модели с возможностью программирования уровня нагрева, как в течение суток, так и на каждый день недели.

Это позволяет осуществлять значительную экономию электроэнергии: максимальное ее потребление осуществляется лишь в те моменты, когда домочадцы находятся дома (при их отсутствии уровень работы системы автоматически снижается до минимальных значений).

В продаже имеются умные модели, работа которых корректируется посредством компьютерной программы. Терморегуляторы с возможностью программирования относятся к числу наиболее дорогих. Средняя стоимость наиболее простых модификаций составляет 40-50 евро, стоимость более сложных устройств может составлять тысячу евро и выше. Перед началом работ по установке рекомендуется тщательно изучить прилагаемую инструкцию.

По способу контакта с трубой

По способу контакта термостата с поверхностью трубы различают накладные модели, а также с погружным или воздушным датчиком.

Накладные

Накладные термоголовки регулируют степень нагрева напольного покрытия. В этом случае датчик нагрева устанавливается в непосредственной близости от него. Такое устройство теплого пола лучше всего подходит для небольших помещений и маломощных отопительных контуров, используемых только в качестве вспомогательных.

С погружным датчиком

Термостатические головки с погружным датчиком предназначены для контроля температуры теплоносителя.

Исключение промежуточных теплопередающих сред, между датчиком и теплоносителем, значительно увеличивает скорость реагирования термоголовки на изменение температуры контролируемой среды.

Главное отличие от головок с накладными датчиками в том, что они оснащены специальным резьбовым элементом, позволяющим установить сенсор непосредственно в теплоноситель.

С воздушным датчиком

Термостатическая головка с воздушным датчиком, предназначенная для контроля температуры воздуха в помещении работает в комплексе с клапаном регулирования температуры теплоносителя (максимально допустимая температура составляет 60°С).

При уменьшении температуры в помещении, в тепло-смесительный узел, через клапан, регулируемый по температуре воздуха, поступает теплоноситель из котлового контура отопления. Температурные показатели теплоносителя контролируются второй термоголовкой (по температуре теплоносителя), они не должен превышать максимально допустимых значений.

Устройство конструкции и принцип ее работы

Основой термоголовки с выносным датчиком является термоэлемент, состоящий из сильфона (рабочей емкости) и сенсора (датчика температуры), соединенных между собой капиллярной трубкой. Стенки сильфона сделаны гофрированными, что дает емкости способность к растяжению, а под ним расположен толкатель для клапанного штока.

Термоэлемент заполняется рабочим веществом (жидкостью или газом, имеющим высокий коэффициент объёмного расширения) основное количество которого находится в датчике (сосуде неизменного объёма, выполняющем роль теплообменника). Здесь осуществляется обмен теплом между контролируемой средой и жидкостью в термоэлементе.

При нагревании рабочей жидкости в датчике увеличивается ее объем. Перетекая через капиллярную трубку в сильфон, жидкость увеличивает его длину (соответственно, остывание жидкости приводит к уменьшению длины сильфона). Изменив длину, сильфон, размещенный в корпусе термоголовки, воздействует на шток клапана и управляет потоком теплоносителя через клапан (на нем установлен корпус термоголовки).

Чем меньше промежуточных преград между контролируемой средой и термочувствительной жидкостью, которой заполнен термоэлемент, тем выше точность и скорость отрабатывания термостатической головки.

Принцип функционирования регулятора пола с обогревом таков:

1. На корпусе оборудования устанавливают необходимые температурные параметры напольной поверхности, теплоносителя или воздуха (в зависимости от модели) и включают систему нагрева.
2. Термостат, реагирующий на изменение температурных показателей, посылает данную информацию на термоклапан. При отклонении температурного режима от нормы, подача теплоносителя корректируется должным образом, пока температурные значения не будут соответствовать норме.

Как правильно выбрать?

Сегодня к продаже фирмами-производителями предлагается большой ассортимент различных моделей термоголовок различного дизайна и конструкций. Чтобы не растеряться среди этого разнообразия моделей, специалисты рекомендуют руководствоваться следующими критериями выбора:

1. Следует отдавать предпочтение моделям, для монтажа которых требуется минимум дополнительной фурнитуры и крепежных, соединительных элементов.
2. Для комнаты небольших размеров вполне достаточно недорого механического прибора с простой и доступной регулировкой (в целях экономии под шкафами, диванами и другими видами мебели пространство не утепляют).
3. Для отопления больших площадей используются электронные терморегуляторы с возможностью программирования и управления через систему «Умный дом».
4. Рекомендуется тщательно выбирать материал теплоизолятора, от которого во многом зависит долговечность системы: на сегодняшний день пеноплекс и пенопласт являются самыми распространенными вариантами.
5. Следует обращать внимание на модели брендовых компаний-производителей. Имея высокую стоимость, они более надежны и способны функционировать в течение многих лет без поломок и ремонтов.
6. Чтобы удостоверится, что модель не является подделкой, следует требовать у продавца сертификат качества.

Рейтинг лучших производителей

Nest Learning Thermostat 3.0

Беспроводная модель нового поколения с сенсорным управлением. Привлекает стильный дизайн устройства. Увеличенный круглый дисплей диаметром 3 дюйма обеспечивает высокое разрешение. Модель приспособлена к работе в системе «Умный дом», может дистанционно управляться через смартфон подключенный к системе Wi-Fi.

Среди встроенных функций присутствуют следующие:

1. автопрограммирование;
2. автовыключение;
3. оповещение о нарушении режима работы отопления.

Прибор автоматически регулирует интенсивность обогрева в соответствии с активной программой, обеспечивая комфортную температуру в каждый момент времени.

Плюсы:

1. прибор надежен;
2. легко монтируется;
3. имеет понятное меню;
4. удобный дисплей.

К недостаткам относят высокую цену.

Caleo 520

Терморегулятор электронного типа от российского производителя. Информация о температуре выводится на удобный дисплей, здесь же размещены кнопки включения, выключения, смены режимов. Устройство накладного типа, оборудовано датчиком теплого пола. Работает при максимальной температуре теплоносителя в 40°С. Максимальная нагрузка составляет 2000 Вт. Можно использовать в системе водяного и электрического пола.

Среди достоинств модели отмечают:

• удобный и стильный дизайн;
• компактные размеры;
• несложный монтаж и эксплуатацию.

Есть и недостаток: во время работы громко щелкает реле.

Thermo Thermoreg TI-200 Design

Механический терморегулятор с датчиком теплого пола в комплекте от шведского производителя. Поражает оригинальный дизайн устройства:

• квадратный корпус выполнен из белого термоустойчивого пластика;
• на поверхность нанесена температурная шкала;
• имеется светодиодный индикатор.

Диапазон рабочих температур составляет +5-+40°С. Средний срок эксплуатации – 7-10 лет (рассчитан на 200 тыс. срабатываний). Может использоваться для вспомогательного (комфортного) подогрева пола или для полного отопления помещений. Прибор довольно мощен, выдерживает нагрузку до 3600 Вт.

Среди достоинств:

1. широкий функционал;
2. универсальность;
3. оригинальный дизайн;
4. приемлемая цена.

Недостаток – отсутствие дисплея, заедание кнопки включения.

Grand Meyer HW500

Электронный терморегулятор с проводным типом связи с возможностью программирования. В комплекте есть датчик теплого пола. Диапазон рабочих температур — +5-+35°С. Имеется возможность регулирования температуры пола и воздуха в помещении. Умный прибор помогает поддерживать комфортный микроклимат в комнате как в течение дня, так и в течение недели. Имеется 6 режимов нагрева.

Прибор имеет привлекательный дизайн: на крупном дисплее высвечиваются температурные показатели. Тут же размещены кнопки переключения режимов. Имеется ночная подсветка.

Среди достоинств:

• оригинальный дизайн;
• доступный дизайн;
• возможность работы в нескольких режимах.

Недостаток – неудобное системное меню.

DEVI Touch

Электронный программируемый терморегулятор с удобным сенсорным дисплеем и проводным типом связи. Диапазон рабочих температур — +5-+45°, максимальная нагрузка – 3680 Вт. Радует оригинальное оформление прибора: крупный дисплей, приятный цвет, компактная форма.

Плюсы:

• легко настраиваемый;
• оптимальное сочетание цены и качества;
• простое и понятное меню.

Недостатки пользователи не отметили.

Теплолюкс ТР 520

Электронный терморегулятор с датчиком теплого пола в комплекте от российского производителя. Диапазон рабочих температур: +5-+35°С, максимальная нагрузка – 3500 Вт. Имеется 4 втроенных режима работы, среди которых «утренний подъем», «рабочий день», «вечернее препровождение», «ночное время».

Использование терморегулятора позволяет сократить энергозатнаты на 20%. Монтаж и эксплуатация отличаются простотой. Имеется понятная и подробная инструкция. Преимущества:

• приятный дизайн;
• приемлемая цена;
• наличие карты памяти.

Недостатки: отсутствие возможности работы через Wi-Fi.

Electrolux ETT-16 TOUCH

Сенсорный терморегулятор с датчиком теплого пола в комплекте. Отличается проводным типом связи, широким диапазоном рабочих температур (от +5 до +90°С). Осуществляет регулирование температуры теплого пола и воздуха в помещении. Удобная система управления, шесть температурных режимов, возможность программирования системы на предстоящую неделю.

Большой дисплей обладает пылеотталкивающей поверхностью. На нем отображается вся информация: температура воздуха, время. Модель разрабатывалась специально для использования в системе теплых полов Electrolux. Корпус произведен из качественного пластика цвета слоновой кости.

Достоинства:

1. строгий дизайн;
2. понятная система управления;
3. широкий функционал;
4. приемлемая цена.

Недостатки: есть случаи поломок после 3 месяцев работы.

Особенности системы

Как показывает практика, система теплого пола с термоголовкой дешевле и практичнее других видов отопления (при том, что ее монтаж несколько дороже и сложнее).

Термоголовка, устанавливаемая на клапане, является неотъемлемым элементом отопительной системы, так как обеспечивает ее стабильное, длительное функционирование (при поступлении в систему обогрева горячая вода здесь смешивается с холодной, чем достигается искомый уровень температуры). Экономия электрической энергии в течение отопительного сезона достигает 20% и выше.

Правила монтажа термоголовки

Рассмотрим несколько способов монтажа терморегуляторов в зависимости от вида системы теплого пола.

Схемы с периодической подачей нагретого теплоносителя в контуры

В данном случае в систему производят установку циркулярнонного насоса и подключают двухходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком.

После нагревания контура до заданной температуры происходит срабатывание датчика, после чего клапан закрывает поток жидкости до момента остывания контура.

При таком способе производят подключение клапана к обратке отопления, так как поступление в контур пола практически кипятка не приветствуется из-за риска порчи всей конструкции. Данная схема подключения – экономичная альтернатива смесительному блоку и используется при монтаже коротких систем подогрева.

Для равномерного прогревания контуров используют особую схему укладки труб: чтобы участки, находящиеся ближе ко входу, укладываются в непосредственной близости к трубам со стороны подачи. Это еще одно подтверждение, что такая схема не годится для больших помещений.

С постоянной подачей теплоносителя при подмешивании остывшей воды из обратки

В системы с постоянной подачей теплоносителя устанавливают трехходовой клапан с термоголовкой и накладным датчиком. Через тройник производят подводку от обратки к третьему выходу клапана, а саму термоголовку устанавливают через запирающую буксу. При нагревании датчика, расширившийся сильфон смещает шток клапана, открывая просвет трубы обратного хода для подмешивания остывшей воды и сужая просвет подающего трубопровода.

Таким образом, в греющие контуры в постоянном режиме подается теплоноситель оптимальной температуры, прогревая напольное покрытие и воздух в помещении. Схемы, подразумевающие постоянную подачу теплоносителя с подмешиванием холодной воды, используют для обогрева больших помещений.

Схемы с использованием узла подмеса

Третий способ регулировки нагрева носителя тепла в системе обогрева жилья состоит в использовании узла подмеса, состоящего из:

• циркуляционного насоса;
• трехходового вентиля;
• термостатической головки;
• температурного реле;
• градусника и перемычки байпаса.

Регулировка температуры в таком узле происходит путем подмешивания к основному потоку теплоносителя воды из трубы-обратки. При этом происходит автоматическое уменьшение интенсивности горения в котле.

Эксплуатация, настройка и регулировка обогрева

Главная цель регулирования режимов обогрева – обеспечение постоянной температурной разницы на входе и выходе системы и установка подходящего температурного режима:

• для жилых помещений (гостиная, детская, спальня) он составляет 20-27°С;
• для бытовых (кухня, прихожая, ванная) – 19-25°С.

Чтобы определить необходимую разницу температур, учитывают вид материала стяжки, толщину, укладочный шаг труб. В зависимости от вида используемого оборудования применяют механическое и автоматическое регулирование.

Автоматическая регулировка

Автоматическое регулирование производят при помощи термостатического саморегулирующего устройства (клапанов или кранов) или при помощи электронной системы (контроллера, электроприводов). При этом выбирают программу отопления, наиболее отвечающую образу жизни домочадцев (или используют собственные настройки). После того, как настройки выбраны, их подтверждают нажатием особой клавиши на корпусе.

Ручная настройка

Ручная настройка производится путем вращения вентилей, поэтому занимает некоторое время. При наличии циркуляционного насоса и прибора, регулирующую подачу теплоносителя в каждую ветку, процедура упрощается.

В ходе настройки устанавливают уровень расхода теплоносителя с учетом температурной разницы на входе и выходе. Использование в ходе ручной настройки термометра существенно упрощает процедуру и сокращает время, необходимое для ее проведения.

Возможные ошибки и сложности

Среди наиболее распространенных ошибок установки называют неправильное положение термоголовки, ошибочный выбор места установки температурного датчика, другие ошибки монтажа:

• Вертикальное положение головки приводит к тому, что комната перестает обогреваться, так как от поступающего воздуха греется сам терморегулятор.
• Установка датчика в месте, где температура воздуха сильно отличается от средней по помещению существенно снижает ее эффективность.
• Для равномерного прогрева длина контура не должна превышать 80 см.
• При подборе насоса стоит выбрать модель с некоторым запасом мощности.
• Важно рассчитать места, где возможны наибольшие теплопотери (более 100 Вт/м²), и принять меры для их минимизации.

Плюсы и минусы термостата

Применение термоголовок в системах теплого пола имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• Устройство отличается компактностью, энергонезависимостью.
• При правильной установке обеспечена высокая точность контроля и регулировки температурных показателей.
• Простая конструкция определяет несложную эксплуатацию и надежность.
• Высокая эстетичность.
• В устройстве оптимально сочетаются приемлемая цена, высокое качество и функциональность.

Среди недостатков выделяют следующие:

• Настройка некоторых моделей представляет сложность.
• Неправильный выбор места установки или ошибки монтажа могут привести к сбою работы системы.

Полезное видео

Дополнительно по теме в видео:

Заключение

Обогрев помещений путем системы теплого водяного пола на сегодняшний день наиболее доступен и популярен. Использование термоголовок в их работе позволяет в значительной мере обеспечить экономию электроэнергии, свести к минимуму теплопотери, сделать работу отопительной системы более надежной и продолжительной.