Regulatory i termostaty w płaszczyznowych systemach grzewczych (2). Sterowanie „podłogówką”


Reklama

Pompa ciepla Stiebel Eltron

zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Ze względu na złożoność tematu regulacji instalacji płaszczyznowych, istotna jest odpowiednia szczegółowość podejścia, zapewniająca wystarczające rozeznanie w temacie. W artykule skupiłam się więc na regulacji temperatury poszczególnych pomieszczeń oraz wydzielonych stref budynku.

Podziały
Zasadniczo systemy regulacji instalacji ogrzewania płaszczyznowego można podzielić na systemy przewodowe i bezprzewodowe (radiowe). Rozwiązania kablowe odróżniają się od systemów komunikacji radiowej połączeniem sposobem przesyłu sygnału między termostatami, regulatorami a odpowiednio dopasowanymi elementami wykonawczymi.

Specyfika pracy obu systemów jest zbliżona. Zasadniczym elementem układu regulacji płaszczyznowych instalacji grzewczych, jak i chłodniczych, jest termostat pomieszczeniowy sterujący elementami wykonawczymi.
Podstawą regulacji jest pomiar temperatury pomieszczenia – w wyniku porównania aktualnej temperatury z temperaturą zadaną następuje przesłanie sygnału z termostatu do napędu nastawczego. Otrzymanie sygnału przez element wykonawczy powoduje jego zadziałanie mające na celu zmianę natężenia przepływu na zaworze, na którym został on zamontowany.

Napędy nastawcze
Napędy nastawcze stosowane w układach regulacji automatycznej montowane są na zintegrowanych w rozdzielaczach zaworach termostatycznych, tak aby możliwa była regulacja przepływu w poszczególnych pętlach systemu grzewczego czy w innych przypadkach chłodzenia.

Instalacje sterowania systemami grzewczymi mogą pracować przy zastosowaniu napięcia 230 V lub 24 V. 24 V jest tak zwanym napięciem bezpiecznym, z którym długotrwały kontakt dotykowy nie stanowi żadnego zagrożenia dla życia lub zdrowia człowieka. W przypadku stosowania napędów 24 V wymagane jest użycie odpowiedniego transformatora, który redukuje napięcie sieciowe 230 V do wymaganych 24 V.

Przy wyborze wielkości transformatora bezpieczeństwa należy uwzględnić liczbę obsługiwanych napędów i ich rozruchowe pobory prądu.

Uproszczona formuła doboru transformatora:                Ptrafo = 6 W x n, gdzie n oznacza liczbę napędów.

Pobór mocy typowego siłownika w trakcie pracy jest rzędu 2-4 W. W powyższym wzorze założono 6 W, co pozwala uwzględnić odpowiedni zapas na zwiększony pobór w czasie uruchamiania siłownika. Zasadniczo wyróżnić można:
* napędy elektrotermiczne,
* napędy elektromotoryczne.

Zasada działania napędu nastawczego elektrotermicznego polega na elektrooporowym podgrzaniu wbudowanego czujnika woskowego, który powoduje odpowiedni ruch nastawczy popychacza. Dzięki temu następuje przesunięcie trzpienia zaworu regulowanego. Na rynku w standardowych układach używane są napędy dwustawne, występują one w wykonaniu „bezprądowo zamkniętym” lub „bezprądowo otwartym”.

W przypadku najprostszych instalacji grzewczych stosuje się standardowo napędy elektrotermiczne „bezprądowo zamknięte” (NC), w przypadku instalacji chłodniczej należy zdecydować się na „bezprądowo otwarte” (NO).

Napęd w wykonaniu „bezprądowo zamkniętym” po załączeniu zasilania i upływie czasu zwłoki wycofuje popychacz, otwierając równomiernie współpracujący z nim zawór. Po odłączeniu zasilania i upływie czasu ostygnięcia sprężyna dociskowa równomiernie zamyka zawór. Część napędów „bezprądowo zamkniętych” dostępnych na rynku wyposażona jest w funkcję „first open”- fabrycznie w pozycji „otwarty”. Funkcja ta umożliwia montaż napędów na zaworach i uruchomienie instalacji (np. na potrzeby wygrzewu posadzek) jeszcze w momencie nie do końca wykonanej instalacji elektrycznej (bez ukończonego okablowania napędów i termostatów). Po pierwszym załączeniu zasilania i upływie sześciu minut funkcja „first open” ulega dezaktywacji i napęd uzyskuje pełną funkcjonalność trybu „bezprądowo zamkniętego”.

Przy pomocy odpowiednich listew zaciskowych (lub komunikacji radiowej w przypadku układów bezprzewodowych) elementy wykonawcze – napędy nastawcze – zostają połączone z termostatami pomieszczeniowymi.

O ile w zakresie doboru napędów w większości przepadków wystarczający jest napęd o regulacji dwustawnej, o tyle przy wyborze odpowiedniego termostatu projektant czy wykonawca odpowiedzieć musi sobie na wiele pytań, tak aby dobrać odpowiadające potrzebom urządzenie.

Termostaty pomieszczeniowe
Termostaty pokojowe po odpowiednim skompletowaniu z napędami elektrotermicznymi lub elektromotorycznymi mogą być użyte do regulacji temperatury w poszczególnych pomieszczeniach lub do regulacji przepływu poszczególnych stref (regulacja strefowa). W zależności od zaawansowania technicznego termostatów oraz typu dobranych napędów mogą obsługiwać od kilku do kilkunastu napędów nastawczych stanowiących elementy wykonawcze.

Równoczesne sterowanie większą ilością napędów nastawnych sprawdza się w przypadku, kiedy w jednym pomieszczeniu zainstalowano więcej niż jeden grzejnik podłogowy. W takim układzie wystarcza jednokrotny pomiar temperatury na termostacie pomieszczeniowym.
Sygnał o osiągniętej temperaturze zostaje przekazany do odpowiednich siłowników – odpowiadających za regulację pętli grzewczych w danym pomieszczeniu. Jeśli wymagana temperatura zostaje osiągnięta, następuje zamknięcie przepływu czynnika w pętlach.
W przypadku, gdy temperatura wymagana nie zostaje osiągnięta, napęd otwiera przepływ na konkretnych pętlach grzewczych.

Tak wygląda najprostszy układ regulacji ogrzewania podłogowego.

W najprostszym układzie termostat pokojowy ma możliwość regulacji temperatury zadanej, nastawę temperatury za pomocą pokrętła, funkcję ochrony przed zamarznięciem. W większości przypadków istnieje również możliwość ograniczenia zakresu regulacji temperatury przy pomocy np. ograniczników ukrytych pod pokrętłem regulacyjnym. W praktyce wykorzystać to możemy np. w pomieszczeniach użyteczności biurowej, gdzie niekorzystne byłoby zwiększanie temperatury przez użytkowników powyżej temperatury projektowanej, co w większości przypadków jest projektowo i ekonomicznie nieuzasadnione. Górna granica zakresu regulacji, rzędu 28-30°C, pozwala uzyskać odpowiednią temperaturę np. w szpitalach czy pomieszczeniach przetwórstwa przemysłowego.

W najprostszych termostatach pomieszczeniowych, jakie opisano powyżej, brak jest regulacji czasowej. Taką regulację uzyskać można z wykorzystaniem nadrzędnego elementu – np. analogowego regulatora z zegarem z tarczą dobową lub tygodniową.

Przy pomocy nadrzędnego elementu możliwe jest również wymuszenie trybu pracy z temperaturą obniżenia (nocnego osłabienia). Przekazanie sygnału napięciowego między regulatorem nadrzędnym a termostatem pokojowym powoduje wymuszenie pracy z obniżeniem 4-5 K względem temperatury ustawionej na pokrętle termostatu podrzędnego.

Taki układ jak na schemacie rys. 1 może mieć zastosowanie w przypadku, gdy występuje potrzeba strefowania instalacji grzewczej i nadrzędnego wymuszania obniżenia temperatury w grupach pomieszczeń.

Regulacja temperatury, według zadanego dowolnie ustawionego programu czasowego, możliwa jest również w przypadku użycia programowalnych termostatów elektronicznych.

Na rynku dostępnych jest coraz więcej programowalnych cyfrowych termostatów pomieszczeniowych. Umożliwiają one zaprogramowanie do kilku/kilkunastu czasów pracy/czasów obniżenia temperatury w trakcie doby lub tygodnia. Odpowiednie temperatury zadane ustawia się przy pomocy przycisków na obudowie. W trakcie pracy takiego urządzenia możliwy jest ciągły podgląd stanu/trybu pracy na wyświetlaczu. Ze względu na przyjazność dla użytkownika inwestorzy i projektanci coraz częściej decydują się na termostaty cyfrowe.

Nowo wprowadzane na rynek termostaty pomieszczeniowe mają coraz więcej możliwości. Dzięki coraz większej ilości programowalnych czasów i temperatur grzania znacznie zwiększa się standard użytkowania.

Układy regulacji i sterowania instalacji płaszczyznowych są ciągle rozwijane i udoskonalane. Rozwijane są zarówno elementy systemów kablowych, jak i pracujące w oparciu o komunikację radiową.

Jeszcze więcej funkcji i możliwości umożliwiają użytkownikom systemy sterowania komunikacją radiową. W kolejnych artykułach opisane zostaną możliwości, jakie daje zastosowanie sterowania radiowego oraz bardziej skomplikowanych układów regulacji płynnej w instalacjach grzewczych oraz chłodzenia.

Joanna Pieńkowska

Ilustracje z archiwum Oventrop.

Rys. 1. Schemat elektryczny podłączenia termostatu pomieszczeniowego z nadrzędnym regulatorem wyposażonym w zegar sterujący.
Rys. 2. Schemat wyświetlacza przykładowego termostatu cyfrowego.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij