По-порядку: Водяные тёплые полы и управление температурой.
Система отопления «тёплый пол», привлекающая всё больше людей, подсказана самой природой. В природе солнце нагревает поверхность, а от поверхности нагревается воздух. Система получила такое название потому что отопительным прибором в ней служит сам пол. Низкотемпературный - потому что температура поверхности пола лежит в диапазоне 20-29°С в местах постоянного пребывания людей, а в помещениях душевых, ванных комнат и бассейнов не превышает 35°С.
Когда температура воздуха на улице ниже, чем в помещении, здание теряет тепловую энергию. Чем больше разница температур воздуха в помещении и на улице, тем больше потери тепла. Компенсацию тепловых потерь обеспечивает тепло, поступающее от поверхности пола. Увеличение разницы между температурой пола и воздухом в помещении, способствует интенсивной передаче тепловой энергии от поверхности пола. При уменьшении этой разницы интенсивность снижается, стремясь к нолю. При равенстве температуры в помещении, внешней температуры и температуры тёплый пол прекращает подогреваться. Этот эффект называется пассивной саморегуляцией. Управление системой отопления «тёплый пол» основано на изменении интенсивности теплового потока с поверхности пола, которая находится в прямой зависимости от температуры теплоносителя и скорости его циркуляции. Предполагаем, что скорость циркуляции теплоносителя неизменна, а температура теплоносителя задаётся и до следующей корректировки поддерживается на заданном значении.
Классика водяного напольного отопления – в конструкцию пола встроены полимерные трубы, по которым тепловая энергия переносится в пол жидкостью.
По мере отдачи тепла теплоноситель остывает и к теплоносителю, возвращающемуся из контуров тёплого пола, подмешивается теплоноситель из теплоснабжающей магистрали или из котла. Подмешивание осуществляет насосно-смесительный узел, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в системе отопления и поддержание его температуры на заданном значении.
В следствии расположения греющих трубопроводов в конструкции пола, контроль за температурой теплоносителя доступен только на участках подачи или возврата теплоносителя. Технически доступны оба варианта.
Рассмотрим оба принципа управления.
1. Поддержание на заданном уровне температуры теплоносителя подаваемого в контуры тёплого пола.
Привычный принцип управления, традиционно используемый в насосно-смесительных узлах. Главное слово - «привычный», что далеко не означает оптимальный или правильный.
Контроль температуры теплоносителя осуществляется на входе в контуры тёплого пола, до участка воздействия погодных факторов. Данное обстоятельство не позволяет корректировать количество подмешиваемого теплоносителя, с учётом изменения внешних условий. Термодатчик располагается до участка воздействия внешних погодных факторов. Способ поддерживает температуру теплоносителя на входе в контуры тёплого пола на заданном значении исходя из предполагаемых погодных условий.
2. Поддержание на заданном уровне температуры теплоносителя возвращающегося из контуров тёплого пола.
Давно известный, но незаслуженно забытый, принцип управления водяными тёплыми полами. До недавнего времени не применялся для управления насосно-смесительными узлами по причине отсутствия соответствующих конструктивных решений их компоновки.
Контроль температуры теплоносителя осуществляется на выходе из контуров тёплого пола. Термодатчик располагается после участка воздействия внешних погодных факторов и насосно-смесительный узел оперативно учитывает фактические события, например, солнечную активность, воздействие ветра или изменение влажности. Способ автоматически управляет температурой теплоносителя на входе в обогревающий контур, отслеживая изменения температуры на выходе из тёплого пола, обеспечивая компенсацию изменения тепловых потерь. Сочетание контроля температуры теплоносителя на выходе из контуров тёплого пола с эффектом саморегуляции позволяет нивелировать «перетоп» помещений в период потеплений, особенно весной.
Сравним в таблице рассмотренные способы: