Underfloor-heating

Главная страница → Каталог устройств → Тёплый пол

Тёплый пол — термостат XIOT для управления электрическим или водяным тёплым полом. Мы настраиваем его как самостоятельный терморегулятор: указываем датчики, исполнительные устройства, режим управления и параметры регулирования.

Устройство может работать отдельно или под управлением климат-контроля. Если тёплый пол привязан к климат-контролю и скрыт из пользовательского приложения, пользователь работает с единой системой климата, а тёплый пол получает уставки от климат-контроля.

Инструкции по настройке

Выберите схему своего объекта:

• Настройка электрического тёплого пола — отдельные реле и датчик пола, привязка каналов WB-MR6CU и WB-MAI6, подтверждение физического состояния реле, параметры термостата и проверка с телефона и панели.
• Настройка водяного тёплого пола — реле Wiren Board, термоэлектрический сервопривод, НЗ/НО, медленный ШИМ, датчики, комфорт пола или воздуха и PID-регулятор.

На этой странице собрана общая справка об устройстве. Последовательность создания устройств, физические привязки и проверка результата находятся в выбранной инструкции.

Основная идея

У тёплого пола есть два разных сценария работы:

• комфорт пола — мы поддерживаем температуру поверхности пола;
• комфорт воздуха — мы используем тёплый пол как отопительный прибор для поддержания температуры воздуха.

Это разные режимы. В режиме комфорта пола целевая температура означает температуру пола. В режиме комфорта воздуха целевая температура означает температуру воздуха.

Характеристики устройства

Устройство относится к выбранной комнате. Набор характеристик определяет доступные измерения, управление и диагностику.

Минимально включаем характеристику:

• включение.

Дополнительно включаем характеристики по составу системы:

• температура пола — если есть датчик температуры пола;
• температура воздуха — если тёплый пол должен учитывать воздух или работать по воздуху;
• целевая температура — если нужно задавать температуру пола или воздуха;
• состояние реле (нагрева) — запрос нагрева термостата; он не заменяет подтверждение физического состояния реле;
• процент открытия сервопривода — если используется водяной пол с сервоприводом;
• расписание работы — только для электрического пола, если нагрев должен быть разрешён в заданные дни и интервалы;
• ошибка работы теплого пола — для диагностики датчиков, реле и нагрева.

Привязка устройств

Термостат получает измерения и передаёт команды через связанные устройства. Физические топики назначаются отдельным реле и датчикам. У самого тёплого пола адреса управления и состояния остаются пустыми; галочку рядом с адресом состояния ставить не нужно. У физического реле с обоими адресами эта галочка включает ожидание ответа оборудования — настройка и проверка приведены в инструкциях выше.

Блок в редакторе	Что добавляем	Для чего используется
Датчики температуры пола	Один или несколько датчиков температуры пола	Измеряют поверхность пола. Нужны для режима комфорт пола и для ограничения перегрева пола.
Датчики температуры воздуха	Один или несколько датчиков температуры воздуха	Нужны для режима комфорт воздуха и для ограничения нагрева пола по температуре помещения.
Реле	Реле включения электрического пола или насоса/клапана	Используется для включения и выключения нагрева.
Сервопривод	Сервопривод водяного коллектора	Используется для плавного открытия контура водяного пола.

Если датчиков несколько, устройство усредняет актуальные значения.

Тип тёплого пола

В параметре Тип тёплого пола выбираем:

• электрический;
• водяной.

Для электрического пола важна защита по датчику пола. Если нужный датчик в ошибке, нагрев блокируется, чтобы не перегреть покрытие.

Для водяного пола обычно используем сервопривод и плавное регулирование. Если датчика пола нет, мы можем управлять только по воздуху, а ограничение температуры поверхности должно обеспечиваться гидравликой: температурой подачи, смесительным узлом или настройкой коллектора.

Режим управления

В параметре Режим управления выбираем, что является основной целью.

Комфорт пола

Выбираем комфорт пола, когда нужно поддерживать приятную температуру поверхности: плитка в санузле, кухня в цоколе, холодная зона у входа.

В этом режиме:

• целевая температура означает желаемую температуру пола;
• основное регулирование идёт по датчику пола;
• если включено ограничение по воздуху, пол не будет перегревать помещение.

Пример:

желаемая температура воздуха в комнате: 22 °C
смещение пола от климат-контроля: +2 °C
тёплый пол получает целевую температуру: 24 °C

Пол стремится к 24 °C по поверхности, но при превышении желаемой температуры воздуха сам ограничивает нагрев.

Комфорт воздуха

Выбираем комфорт воздуха, когда тёплый пол является отопительным прибором для помещения.

В этом режиме:

• целевая температура означает желаемую температуру воздуха;
• основное регулирование идёт по датчику воздуха;
• датчик пола, если он есть, используется как ограничитель максимальной температуры поверхности.

Такой режим подходит для водяного пола без отдельной задачи «сделать поверхность тёплой». Летом при работе через климат-контроль такой пол обычно выключается, чтобы не конфликтовать с охлаждением.

Расписание работы

Характеристика расписание работы доступна только для электрического пола. Она добавляет к включению термостата условие по дням и времени: внутри активного периода регулирование разрешено, вне периода нагрев прекращается. При наступлении следующего периода работа возобновляется без повторного включения термостата.

Если характеристика выключена, расписание игнорируется. Если включена, но подходящего активного периода нет, нагрев запрещён. Для водяного пола расписание не применяется.

Настройка периодов и перехода через полночь: Расписание электрического пола.

Ограничение по воздуху

Параметр Ограничивать нагрев при превышении желаемой температуры воздуха в помещении используется в режиме комфорт пола.

Если параметр включён, тёплый пол продолжает держать поверхность, но не даёт помещению перегреваться. Уставка воздуха берётся из комнаты, в которой находится тёплый пол.

Для релейного управления это работает как ограничение включения нагрева: если воздух выше желаемой температуры с учётом гистерезиса, нагрев выключается.

Для водяного пола с сервоприводом начиная с xiot 14.1-1 ограничение работает плавно:

• сначала рассчитывается допустимое открытие по температуре воздуха;
• отдельно рассчитывается открытие по температуре пола;
• итоговое открытие сервопривода берётся как меньшее из двух значений.

То есть если воздух ещё допускает нагрев на 100%, пол регулируется по температуре поверхности. Если воздух приближается к желаемой температуре, он начинает ограничивать открытие сервопривода.

Максимальная температура пола

Параметр Макс. температура пола задаёт ограничение температуры поверхности. Для релейного управления при активных характеристиках температуры пола и цели он действует в обоих режимах: при достижении лимита или превышении его нагрев отключается.

При управлении реле в режиме комфорт пола уставка для расчёта нагрева также ограничивается этим максимумом. В режиме комфорт воздуха воздух остаётся основной целью, но нагрев прекращается при достижении допустимой температуры пола, даже если воздух ещё холоднее цели. Верхний гистерезис не разрешает превышать этот предел.

Должен быть выбран датчик пола и включена характеристика температуры пола. Число в поле настройки не заменяет измерение температуры. Для водяного пола без такого датчика ограничение поверхности обеспечивается гидравликой: температурой подачи, смесительным узлом и настройкой коллектора.

Для управления через сервопривод в описываемой версии предел Макс. температура пола учитывается PID в режиме комфорт воздуха. В комфорте пола его нельзя считать отдельным независимым ограничителем сервопривода. Подробности и требования к датчикам приведены в инструкции по водяному полу.

Гистерезис реле

Для релейного управления используются два параметра:

• Верхний гистерезис для реле;
• Нижний гистерезис для реле.

Значения задаются в десятых долях градуса.

Пример:

значение 5 = 0.5 °C

Нижний гистерезис определяет, насколько температура должна опуститься ниже цели, чтобы нагрев включился. Верхний гистерезис определяет, насколько температура должна подняться выше цели, чтобы нагрев выключился.

Импульсный режим реле

Параметр Импульсный режим работы реле ограничивает непрерывную работу реле.

Если режим включён, нагрев работает циклами:

• Макс. время непрерывной работы реле — сколько секунд реле может быть включено;
• Мин. пауза в работе реле — сколько секунд реле должно быть выключено.

Импульсный режим применяется дополнительно к разрешению нагрева и температурным ограничениям. Он не заменяет датчик и не гарантирует температуру поверхности. Для электрического пола в режиме «комфорт пола» в описываемой схеме нужны активные температура пола и цель, а также корректное измерение от выбранного датчика.

Если у электрического пола есть корректный датчик пола и требуется обычное термостатическое управление, импульсный режим можно выключить.

Контроль прогрева электрического пола

Для электрического тёплого пола доступен параметр Время ожидания прогрева до ошибки. По умолчанию используется 240 минут.

Когда нагрев включается, PLC запоминает текущую температуру пола и запускает контроль прогрева. Если за заданное время температура пола не выросла, фиксируется ошибка работы теплого пола с кодом ошибки нагрева, нагрев отключается и реле выключается.

Эта защита применяется только для электрического пола. Для водяного тёплого пола контроль прогрева не используется: водяной контур инерционный и такая ошибка не является признаком опасной работы. При выборе типа водяной таймер контроля прогрева сбрасывается, а ошибка нагрева очищается.

Если значение параметра равно 0, контроль прогрева отключается. Проверка относится к текущему включению нагрева: при выключении нагрева ожидание сбрасывается. Поэтому 240 минут — не счётчик суммарной работы нескольких коротких включений.

Сервопривод и PID

Если вместо реле используется сервопривод, тёплый пол регулируется плавно. Мы привязываем сервопривод в блок Сервопривод и включаем характеристику процент открытия сервопривода.

Параметры PID:

• Время цикла PID регулирования сервопривода;
• Пропорциональный коэффициент PID сервопривода;
• Интегральный коэффициент PID сервопривода;
• Дифференциальный коэффициент PID сервопривода.

Для начала наладки задайте P = 10, I = 0, D = 0 и период полного расчёта 10 минут. При этих коэффициентах ошибка 0,1 °C даёт запрос 10%, 0,5 °C — 50%, 1 °C — 100%. Это итоговый запрос, а не прибавка на каждом расчёте. Ранее сохранённые настройки не заменяются автоматически; если ваша версия подставляет 1 / 0,1 / 0,05, введите стартовые значения вручную.

Смысл коэффициентов, выбор периода и порядок наладки описаны в инструкции по водяному полу. Период расчёта PID в термостате и период медленного ШИМ в сервоприводе — разные параметры.

Полный расчёт PID выполняется по параметру Время цикла PID регулирования сервопривода. На полном расчёте накапливается интегральная часть и вычисляется дифференциальная поправка. Обычные обновления температуры и цикл работы не заменяют этот результат быстрым расчётом по P: процент сохраняется до следующего полного расчёта или отдельного события. Быстрая реакция по P используется при изменении цели, включения, режима и флагов ошибок. Числовые примеры и особенности этих событий приведены в указанной инструкции.

Когда пользователь меняет целевую температуру, включение или режим управления, тёплый пол реагирует сразу: регулятор сбрасывает накопленную ошибку и делает быстрый расчёт по пропорциональной части. Если приходит то же самое значение, сброс не выполняется.

Для водяного пола не стоит делать слишком короткий цикл PID: пол инерционный, и быстрые пересчёты могут давать лишние движения сервопривода без реального эффекта.

Работа с климат-контролем

Если тёплый пол привязан к климат-контролю, управление отдельным устройством можно скрыть из пользовательского приложения. Пользователь меняет только климат комнаты, а тёплый пол получает команды от климат-контроля.

Для электрического пола расписание остаётся локальным дополнительным разрешением. Климат-контроль может включить устройство и передать ему уставку, но нагрев начнётся только внутри активного периода расписания. На водяной пол это ограничение не распространяется.

При этом режим самого тёплого пола остаётся важной инженерной настройкой:

• если выбран комфорт пола, климат-контроль задаёт температуру поверхности пола через смещение от желаемой температуры воздуха;
• если выбран комфорт воздуха, климат-контроль передаёт тёплому полу желаемую температуру воздуха;
• летом пол в режиме комфорт воздуха выключается, чтобы не работать против кондиционера;
• летом пол в режиме комфорт пола может оставаться включённым для комфорта плитки или холодного цокольного этажа;
• зимой климат-контроль может дать тёплому полу небольшой приоритет перед радиаторами и конвекторами.

Ограничение по воздуху в самом тёплом полу оставляем включённым, если поверхность должна быть тёплой, но помещение не должно перегреваться.

Уставки от климат-контроля

Климат-контроль рассчитывает уставку тёплого пола от желаемой температуры воздуха:

целевая температура тёплого пола = желаемая температура воздуха + смещение

Для лета и зимы задаются отдельные смещения, а внутри каждого сезона — отдельные значения для дня и ночи.

Пример для лета:

желаемая температура воздуха: 22 °C
смещение пола летом днём: +2 °C
уставка тёплого пола: 24 °C

Если тёплый пол работает в режиме комфорт пола, это будет уставка поверхности пола. Если пол работает в режиме комфорт воздуха, зимой это будет уставка воздуха для пола как отопительного прибора.

Летний режим

Летом климат-контроль может:

• выключать все привязанные тёплые полы;
• включать только те тёплые полы, где выбран режим комфорт пола.

Полы в режиме комфорт воздуха летом выключаются. Такой пол считается отопительным прибором, поэтому при включённом кондиционере он не должен пытаться догревать помещение.

Для пола в режиме комфорт пола летом обычно включаем ограничение по воздуху. Тогда пол может держать приятную температуру поверхности, но сам будет поджимать нагрев, когда воздух подходит к желаемой температуре.

Зимний режим и каскад

Зимой климат-контроль включает привязанные тёплые полы и передаёт им уставку с зимним смещением.

Если включён приоритет тёплого пола, радиаторы и конвекторы не выключаются полностью. Они получают пониженную уставку, а их собственная логика плавно закрывает или открывает сервоприводы.

Радиаторы и конвекторы получают полную уставку, если:

• воздух заметно ниже желаемой температуры;
• тёплый пол уже дошёл до своей уставки, но воздух ещё не достиг цели.

Такой режим полезен, когда тёплый пол должен быть первым источником тепла, но радиаторы или конвекторы должны быстро помогать при большом недогреве.

Управление и диагностика

Пользователь включает термостат, меняет целевую температуру и видит текущие измерения в XIOT-APP или на панели. Состав элементов зависит от включённых характеристик и доступа к комнате. Примеры экранов приведены в инструкции по электрическому полу.

Включение разрешает регулирование и не означает постоянный нагрев. Состояние реле (нагрева) показывает запрос термостата, а процент открытия сервопривода — запрос к приводу. Фактическое исполнение проверяется по обратному состоянию оборудования и работе установленного привода.

Характеристика ошибка работы теплого пола различает ошибки включения реле (1), выключения реле (2), датчика температуры (3) и прогрева электрического пола (4). Ошибки обратной связи реле требуют проверки физического канала; они не означают, что само реле гарантированно выключено. При ошибке нужного температурного датчика электрический пол блокирует нагрев. Подробности причины смотрите в журнале XIOT.

Проверка команды включения, выключения и ответа физического реле описана в проверке электрического пола. Для цепочки с сервоприводом используйте проверку водяного пола.

См. также

• Каталог устройств XIOT
• Реле
• Сервопривод
• Датчик температуры
• Привязка топиков к устройствам
• Настройка драйвера Wiren Board в XIOT
• Сохранение резервной копии проекта