Дистанционное управление теплым полом

Выбирая тёплый пол для своего дома, вы, скорее всего, наткнётесь на датчик управления им. Панель управления теплым полом позволит вам сэкономить электричество, а также регулировать температуру пола, не допуская перегрева и холода, что значительно повысит уровень комфорта в вашей квартире.

На рынке существует множество вариантов таких датчиков с разным функционалом, поэтому остановиться на одном варианте бывает нелегко. В этой статье мы поможем вам разобраться в данном вопросе.

Терморегуляторы для электрических полов

Производится управление теплым полом электрическим блоком, на котором вы можете настраивать работу нагревательных элементов. Обычно вы можете включать и выключать нагрев, регулировать температуру, а также настраивать периодичность включения и выключения термоэлементов.

Всего существует несколько видов панелей управления электрическим полом, которые различаются местом и способом крепления, внешним видом, способом взаимодействия с человеком и количеством подключаемых датчиков.

Разделим их по принципу их работы:

• Электронно-механический регулятор – самый простой способ управления тёплым электрическим полом. Набор функций такого приспособления достаточно скуден: регулирование нагрева и отключение электрического пола. Управление производится вручную с помощью колёсика, как на утюге, подключённого к регулятору, который поддерживает постоянную температуру пола. Благодаря своей простоте, такой «пульт» – это одно из лучших решений, ведь его цена достаточно низкая, а поломки возникают редко и легко устраняются.
• Цифровая панель управления работает также, как и предыдущий вариант, но отличается способом управления: пользователь задаёт нужную температуру не колёсиком, а кнопками либо сенсором. Также оснащён блок управления теплыми полами электрическими датчиками, которые замеряют температуру пола и воздуха в квартире, после чего, передают собранную информацию на терморегуляторы.
• Программируемый терморегулятор – самая современная разработка на рынке обогревательного оборудования. Данный регулятор оснащён несколькими датчиками замера температуры, которые передают информацию на контроллер, способный поддерживать разную температуру в отдельных комнатах либо участках, организованных разными нагревательными цепями. Самые современные программируемые терморегуляторы могут управляться с помощью сети интернет, например, вы можете выйти из дома, отключив нагрев, а когда будете возвращаться, снова включить его со смартфона, чтобы пол прогрелся до вашего прихода.

Выбирая вариант для себя, стоит отдать предпочтение цифровой панели управления, ведь регулировать температуру с неё достаточно удобно и цена у неё также не высока, по сравнению с программируемым терморегулятором, функции которого нужны не каждому. Цифровые панели имеют различные дизайнерские решения, поэтому могут вписаться в любую квартиру, например, как на фото.

Выбор терморегулятора

Чтобы правильно выбрать терморегулятор для своей квартиры, вы должны обращать внимание на собственные пожелания, а также на то, чтобы параметры датчиков и нагревательных элементов подходили друг другу.

На что стоит обратить внимание:

1. Самое главное – это соответствие мощности пола и датчика. Если датчик будет давать недостаточное количество мощности полу, то вы не сможете разогреть его до нужной температуры. Чтобы избежать этого, прежде всего, обратите на показатели при покупке. Однако, иногда приходится устанавливать сразу несколько датчиков на пол с подогревом в одно помещение, например, вы можете подключить программаторы в одну сеть и создать мощность в 3 кВт. В больших помещениях случается так, что даже мощность в 3 кВт недостаточна, поэтому в таком случае придётся подключать несколько регуляторов по отдельности.
2. Тип установки – это также важный аспект. Если вы готовы вырезать отверстие в стене, то вам подойдёт встраиваемый контроллер, который внедряется в стену, а если вы не хотите портить стены, то просто установите короб с терморегулятором. Все прочие установки, например, подключение к нагревательным элементам, указаны в инструкции, которая поставляется вместе с датчиком.
3. Функционал – это то, с чем каждый определяется для себя сам. Как говорилось выше, зачастую используют блоки управления с небольшим функционалом, однако если вы хотите управлять полом дистанционно, программировать его на долгий промежуток времени, например, на неделю, то лучше будет приобрести вариант дороже – программер.
4. Внешний вид – это заключающий фактор, который определяется стилистикой помещения. В магазине вы сможете найти для себя множество различных решений, отличающихся цветом, формой и т.д., однако, чаще всего, регулирующие панели выглядят как небольшие розетки.

Стоит отметить, что можно обойтись вовсе без терморегулятора, однако для этого придётся использовать специальный саморегулирующийся нагревательный кабель, в противном случае, ваш пол быстро придёт в негодность без термодатчика (прочитайте: "Как выбрать и установить термодатчик для теплого пола").

Расположение терморегулятора

Где расположить терморегулятор – это самостоятельное решение, однако стоит упомянуть о некоторых правилах установки терморегулятора:

• Высоту расположения контроллера вы можете выбрать сами, ведь она абсолютно не влияет на работу датчика. Чаще всего, регулятор устанавливают возле пола либо рядом с выключателями.
• Самое строгое правило – это запрет на установку регулятора во влажных помещениях, например, в ванной комнате. Если вы установили тёплый пол в ванной, то блок управления рекомендуется вынести в коридор, прокинув кабели к нагревательным элементам сквозь стену.
• Правила подключения к сети индивидуальны у каждой модели, однако все они схожи. Каждая модель имеет несколько клемм для подключения нагревательных элементов, питания и датчиков. Встречаются модели с уже подключенным кабелем питания, в таком случае его длинна будет равна от двух до трёх метров, чего вполне хватит для подключения к распределительному коробу.

Все дополнительные правила установки обычно описываются в инструкции, поэтому она обязательна к прочтению, кроме того, в ней вы можете прочитать о том, как пользоваться теплым полом.

Основные неполадки и их решение

Анализируя отзывы пользователей, можно сделать вывод, что у панелей управления бывают две основные поломки:

• Самая частая поломка – это неправильное функционирование блока управления либо его полный отказ. Вы можете самостоятельно продиагностировать его, используя тестер: подайте ток на принимающую клемму и измерьте его на другой клемме, которая отдаёт энергию на нагревательный элемент. Если тока нет, это значит, что датчик следует отдать в ремонт, ведь самостоятельно вы не сможете исправить эту поломку.
• Вторая распространённая поломка – это отказ или неправильная работа датчика температуры. Чтобы убедиться в его неисправности, используйте мультиметр и измерьте сопротивление датчика. Нормальные показатели указаны в инструкции (обычно 5-45 кОм). Если показатели не совпадают, то датчики температуры следует заменить на новые.

Заключение

В заключение стоит сказать о том, что датчик управления теплым полом – незаменимая вещь. Блок управления не только помогает настроить нагрев пола, но и сэкономить электричество. Лучше всего экономят программируемые панели управления, однако их цена значительно выше моделей иных классов.

Большая экономия (до 30%) происходит благодаря тому, что вы, выбирая нужную температуру пола, не направляете лишнее напряжение на нагревательные элементы, а соответственно, не расходуете излишки энергии.

Задача автоматики – обеспечить пользователю комфорт, связанный с автоматическим поддержанием температуры теплого пола, система отопления становится максимально экономичной и легкой в управлении.
Существует два способа управления теплым полом: ручной и автоматический. Ручное управление системами отопления, естественно, самое дешевое, но это совсем не значит, что оно самое экономичное и удобное. Регулировка осуществляется, исходя из собственных ощущений: жарко — значит вентиль нужно немного прикрутить, а если холодно – то, наоборот, открутить. Но, если Вам не хочется без конца заниматься этой работой, и к тому же есть желание сэкономить на расходах на отопление – без автоматики никак не обойтись.

Автоматика для водяных теплых полов гораздо дороже автоматики для электрического теплого пола, так как она требует более сложных технических решений и принимает участие в управлении: циркуляционными насосами, термостатическими головками, сервоприводами, термостатическими клапанами, отопительным котлом и т.д.

Преимущества использования систем автоматики для теплого пола:

• После установки блоков управления теплым полом режим их работы оптимизируется с учетом заданных пользователем параметров
• Прямая экономия энергоресурсов, так как без автоматики обогревательные устройства работают непрерывно, что далеко не всегда требуется их владельцу
• Обеспечивается защита напольных покрытий, так как они плохо выдерживают значительные перепады температуры и могут попросту растрескаться. Автоматика позволяет установить верхнюю границу температуры и тем самым предотвратить деформацию отделочных материалов.
• Обеспечивается комфортное управление и контроль параметров теплого пола. Автоматика теплого пола позволяет один раз выставить необходимый температурный режим и в дальнейшем не вмешиваться в работу оборудования. А с помощью беспроводного управления теплым полом контроль за работой системы отопления и изменение ее настроек становятся доступны даже с мобильных устройств — удаленно по сети Интернет. Для этого требуется лишь установить специальное приложение от производителя и зарегистрироваться на его сайте.

Оборудование, обычно используемое для регулировки температуры водяного теплого пола:

• электронные или механические терморегуляторы (проводные или беспроводные)
• индивидуальные и групповые контроллеры отопления
• центры коммутации (центральные планки)
• датчики температуры теплого пола
• датчики наружной температуры воздуха
• сервоприводы коллектора теплого пола
• термостатические головки

Способы автоматического управления водяным теплым полом

Управление циркуляционным насосом – это самый простой способ регулировки температуры водяного теплого пола, отлично подходит для помещений, где стоит несколько насосов. Они включаются или отключаются в зависимости от температуры воздуха в помещении, измеряемой комнатным терморегулятором. Если в системе отопления смонтирован один общий циркуляционник, то этот способ не подходит, поскольку отопление будет отключаться или включаться сразу во всем доме, а не только в нужном помещении.
Управление с помощью термоголовки – это полуавтоматическая система управления, которая позволяет регулировать температуру отопления при определенных условиях. Термоголовка с установленным на ней датчиком монтируется на смесительном узле с трехходовым клапаном и замеряет температуру воды системе. Например, термоголовка закрывает трехходовой клапан, если температура теплоносителя в трубах превысит установленную и, наоборот, термоголовка приоткрывает трехходовой клапан трубы с горячей водой, как только температура снизится ниже установленной.
Управление сервоприводами. В этом случае на коллектор теплого пола монтируются сервоприводы, с помощью которых регулируется подача теплоносителя в разные отопительные контуры. В зависимости от данных датчиков температуры теплого пола или терморегуляторов увеличивается расход горячего теплоносителя по отдельным контурам. Такая система отлично подходит для регулирования температуры в нескольких помещениях одновременно.
Управление трехходовым клапаном теплого пола. В этом случае на трехходовой клапан устанавливается сервопривод, управляемый комнатным термостатом. Треххходовой клапан обеспечивает в необходимых пропорциях подмес более холодного теплоносителя из обратки к горячему, обеспечивая, тем самым, необходимую температуру.
Погодозависимый контроллер регулирует температуру теплого пола в зависимости от погодных условий, заранее снижая или повышая температуру теплоносителя в зависимости от динамики изменения наружной температуры воздуха. Система состоит из сложного комплекса датчиков и контроллеров, часть из которых устанавливается снаружи, а другие – внутри дома. Такой способ позволяет сэкономить до 20–30% расходов на обогрев помещения.
Индивидуальные и групповые контроллеры отопления позволяют регулировать температуру теплоносителя, подающегося к нескольким коллекторам теплого пола. Это наиболее сложные и многофункциональные устройства.
Групповое регулирование – это управление температурой теплоносителя, которое реализуется за счет:

• группировки разных смесительных узлов, что позволяет регулировать параметры теплоносителя воды сразу в нескольких зонах или коллекторах;
• подключения индивидуальных смесительных узлов, за счет чего можно обеспечить разветвление группового подключения. Разветвление на индивидуальные смесительные узлы позволяет управлять теплым полом через один управляющий блок автоматики;
• поддержания постоянной температуры во всех комнатах с помощью термостатической головки, установленной на двух- или трехходовой клапан;
  контроля климата с использованием сложной системы из нескольких датчиков для поддержания температуры теплоносителя по заданным параметрам.

Пример схемы управления водяным теплым полом

Все эти способы автоматического управления теплыми полами обеспечивают комфортную и экономичную эксплуатацию обогревательного оборудования, оптимизируют его работу, точно поддерживают заданные температурные показатели и упрощают процесс их регулировки

Специалисты компании "Термогород" Москва помогут Вам правильно подобрать, купить, а также смонтировать автоматику теплого пола, найдут приемлемое решение по цене. Задавайте любые интересующие Вас вопросы, консультация по телефону абсолютно бесплатна, или воспользуйтесь формой "Обратная связь"
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

Мой обычный вечер — это посиделки за компьютером. Холодными вечерами частенько появлялось желание сделать моё место отдыха комфортнее. Точнее, периодически было просто холодно ногам. Идеи были различные, вплоть до покупки USB тапочек с подогревом. Однако, все они казались мне нелепыми и отметались. И вот однажды, просматривая YouTube канал одного из любителей Arduino, я наткнулся на видео, где рассказывалось про инфракрасную плёнку. Увидев эту плёнку, я сразу понял: «Вот то, что мне надо!»

Данный проект можно кратко описать так: я положил кусок инфракрасной плёнки под дополнительный слой паркета, добавив к нему систему автоматического управления с помощью Arduino, нескольких датчиков и VB.NET. Теперь по порядку, что и как получилось.

Disclaimer

Я занимаюсь проектами подобного рода уже несколько лет, делаю для себя. Делаю, чтобы делать: сам процесс для меня гораздо интереснее, чем конечное решение. Именно поэтому описание процесса и экспериментов приведены ниже со столь детальными подробностями. Использование элементов иногда не совсем оправдано с финансовой точки зрения — это я понимаю. Периодически я что-то меняю (в подходе, в элементах), но точно не собираюсь переходить на готовые решения, так как это будет просто неинтересно.

Почему «почти умный»? Я бы не назвал измерение температуры и управление реле с таймером «умным». Как задел на будущее — есть идея усовершенствовать алгоритм управления, добавив функции обучения. Вот тогда этот проект можно будет назвать как-то иначе.

Зачем эта публикация:

• интересно получить конструктивную критику/идеи
• познакомить сообщество с инфракрасной плёнкой

Итак, поехали!

Покупка

Решив, что перед действиями следует подготовиться, я отправился в поисковики с целью найти больше информации и отзывов. Комментарии рознились. Кто-то называл плёнку идеальным отопительным элементом и говорил, что успешно обогревает целые дома, кто-то жаловался на полную бесполезность и уверял, что это всё «развод». Я решил экспериментировать, так как люблю новые штуки.

Комплекты поставки встречаются разные:

• Ширина плёнки (50, 80, 100см)
• Длина (от 2-ух метров) (где-то была информация, что при ширине 50см максимально допустимо использовать до 6 метров плёнки в одном отрезке на одно подключение (источника данных нет))
• Наличие в комплекте термостата
• Наличие в комплекте поставки креплений (типа крокодил) для подключения питания к плёнке (судя по комментариям — важный момент, поскольку некоторые типы китайских креплений со временем ослабевают и контакт ухудшается вплоть до полного исчезновения)

Комментарий продавцов плёнки в моём городе: гарантия на плёнку может составлять до 10 лет, однако гарантия на термостат и, особенно, на датчик температуры не превышает 2 года. Датчик температуры слабое место и устанавливать его рекомендуется таким образом, чтобы обеспечить возможность замены в ходе эксплуатации. Обычно в пол монтируется трубка небольшого диаметра, а датчик просто вставляется в трубку позже при установке.

Для эксперимента мне требовался лишь небольшой кусок «волшебной» плёнки, поэтому главным критерием для покупки была цена и минимальность комплектации (без термостата и креплений).

Проверив цены, я остановился на одном предложении на AliExpress. Продавец предлагал 2 метра плёнки шириной 50 сантиметров за 8€, без термостата и креплений, однако за доставку просил ещё столько же. Это получался самый приемлемый вариант. Я сделал заказ и стал ждать посылки. Примерно через 3 недели кусок плёнки уже лежал у меня дома.

Первый тест

После того как плёнка оказалась у меня, я поставил себе первую задачу: проверить работает ли это вообще. Для сборки первого прототипа я использовал три доски ламината, оставшиеся после недавнего ремонта.

Процесс сборки элементарен:

1. Отрезал плёнку нужной длины (мне хватило примерно 100см. теоретически можно резать почти в любом месте)
2. Подключил клеммы (Здесь интересный момент, что плёнка ламинирована полностью с обоих сторон. Даже если контактная полоса выглядит как большой медный контакт с одной стороны плёнки (смотри фото после получения посылки) – прямого доступа к контакту всё равно нет. Если использовать свои клеммы, то сначала нужно проковырять ламинированный слой)
   

Приклеил плёнку скотчем к ламинату

Поверх плёнки закрепил слой фольгированного теплоотражателя

Подсоединил два провода к обычной вилке для розеток на 220-250В

Включил, замерил потребление. Мощность, потребляемая моим куском плёнки, составила 105 Ватт. Если кто-то решит использовать подобную плёнку, может рассчитывать потребление как 200-210 Ватт на квадратный метр. Никаких «пусковых токов» я не наблюдал, потребление стабильно, пока есть питание и со временем не уменьшается. Конечно, не забываем, что использование термостата введёт свой коэффициент в конечные расчёты потребления.

Я встал на пол и стал ждать эффекта. Во время теста периодически переходил на обычный пол, чтобы не упустить изменения, если температура будет подниматься плавно. По прошествии нескольких минут я ощутил приятную теплоту, идущую от пола. Минут через 15 пол уже жарил так, что находиться на нём было некомфортно. Эксперимент можно было считать удачным, так как было ясно видно, что плёнка может дать необходимый уровень теплоотдачи, чтобы обеспечить мои потребности.

Реализация «умной» части

За время ожидания посылки у меня в голове сложилась довольно чёткая картина того, как будет работать мой тёплый пол. Так как это уже не первый мой проект — я решил по максимуму использовать уже существующие наработки. По сути, к управлению температурой пола я решил применить тот же алгоритм и схемы, что и для автоматического управления светом.

Сравним основные правила алгоритмов:
Свет

1. Мы включаем свет, если уровень освещения ниже заданного
2. Мы включаем реле на определённый промежуток времени
3. Мы включаем реле, только если есть информация от датчика движения

Обогрев пола

1. Мы включаем подогрев, если уровень температуры ниже заданного
2. Мы включаем реле на определённый промежуток времени
3. Мы включаем реле, только если есть информация от датчика движения

Своего рода блок-схема всего решения. Прошу не судить схему строго – нарисовал её специально для публикации, чтобы был понятен способ подключения и не заморачивался с подбором правильных иконок.

Реле питания пола

Для управления питанием используется связка из двух плат.

Первая плата добавляет к Arduino Nano:

• Места крепления в мою стойку автоматики (4 креста по бокам)
• Разъём RJ-45 для портов входа/выхода (разговора про сеть нет — просто я использую эти разъёмы для коммутации)
• Вход для 12В (если используется в подключаемой плате)
• Два сопротивления на 10 кОм для подключения аналоговых датчиков

Вторая плата:

• Места крепления в мою стойку автоматики (4 креста по бокам)
• Содержит JK-триггер для запоминания последней команды
• Мост питания L298D, чтобы передавать повышенный ток на катушку реле
• Реле 5В или 12В в зависимости от версии
• Несколько светодиодов для отображения состояния

Заранее отвечу на вопросы, которые могли возникнуть после ознакомления с платами.

• Почему две платы? Реализация скопирована из уже существующего управления светом, где мне так удобнее. Если бы делал с нуля – скорее всего плата была бы одна.
• Зачем триггер? Действительно, для данного решения мне кажется он излишен. Просто в одной из предыдущих версий системы управляющий контроллер не был подключен к мосту L298D постоянно, а подключался мультиплексором. Поэтому существовала необходимость помнить установленное состояние.
• Почему L298D, если можно использовать оптическую развязку? Опять же наследие и пачка давно купленных по 3€ L298D.

Датчики температуры и движения

Делать отдельную плату для датчиков движения и температуры я не стал. Датчик движения поставлялся с удобными контактами и крепить его на дополнительную плату было бы нелогично. Подключение датчика температуры задача тоже не сложная — требуется только одно дополнительное сопротивление. В итоге, можно сказать «на скрутке», я собрал часть с датчиками.

Датчик температуры засунут внутрь оплётки CAT5 кабеля, так как имел очень тонкие контакты и на ощупь казался очень хрупким.

Корпус

Предполагалось, что все управляющие элементы будут валяться под столом на полу. Из этого следовало, что будет не лишним сделать нечто похожее на корпус, чтобы систему нельзя было легко повредить, случайно задев ногой. Для корпуса была использована коробочка, предназначенная для хранения мелких вещей.

Корпус в сборе

Сбоку прорезаны отверстия для датчиков

Конечный вариант.

Вот так всё выглядит после установки. Примерная зона срабатывания датчика движения обведена. Рисовал по ощущениям – когда срабатывает, а когда нет.

Снимок экрана с окном управляющей программы на компьютере
(Как упоминалось, управляющая логика была скопирована с системы управления светом, поэтому на форме можно заметить надписи «Light» вместо «Temperature»)

Заключение

Как во время тестирования, так и во время работы данного решения в собранном виде обнаружились некоторые проблемы и нюансы. Большинство из них связано с электрическими и физическими характеристиками применённой схемы и их описание выходит за рамки данной публикации. Возможно позднее я опишу нюансы более детально в отдельном посте. Инфракрасная плёнка показала себя как интересный материал, и я вполне могу рекомендовать её для применения. Возможно ли применить её как единственный источник отопления в помещении и какое будет при этом потребление электроэнергии – я не знаю.

В общем, с момента «запуска» проекта прошло уже несколько месяцев. Мой «почти умный» тёплый пол работает отлично и выполняет своё предназначение на 100%, хотя иногда и приходится подстраивать желаемую температуру.