Актуально начиная с версии xiot 14.1-1.

Тёплый пол

Тёплый пол — виртуальное устройство 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.

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.

Создание устройства

В редакторе добавляем виртуальное устройство Тёплый пол и назначаем его в нужную комнату.

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) — чтобы видеть, греет пол сейчас или нет;
процент открытия сервопривода — если используется водяной пол с сервоприводом;
ошибка работы — для диагностики датчиков, реле и нагрева.

Привязка устройств

После создания тёплого пола привязываем устройства в соответствующие блоки.

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.

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 используется как ограничение поверхности в режиме комфорт воздуха.

Если тёплый пол работает по воздуху, он может продолжать греть, пока воздух не достигнет цели. Датчик пола при этом нужен как защита поверхности: когда температура пола выше указанного значения, нагрев ограничивается.

Если датчика пола нет, этот параметр не может реально ограничить поверхность. В таком случае ограничение делаем физически: температурой подачи, смесительным узлом или настройкой коллектора.

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.

Это полезно для электрического пола, особенно если нет полноценного датчика поверхности или нужно снизить риск перегрева.

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

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.

Обычно начинаем с параметров по умолчанию. Если привод слишком резко открывается и закрывается, уменьшаем пропорциональный коэффициент. Если система долго не доходит до температуры, аккуратно увеличиваем интегральный коэффициент.

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

Типовые настройки

Электрический пол с датчиком пола

Используем:

тип пола — электрический;
режим управления — комфорт пола;
датчик температуры пола — обязательно;
реле — обязательно;
ограничение по воздуху — по задаче.

Такой вариант подходит для плитки в санузле, прихожей, зоне кухни.

Водяной пол с сервоприводом и датчиком пола

Используем:

тип пола — водяной;
режим управления — комфорт пола;
датчик температуры пола — желательно;
датчик температуры воздуха — желательно;
сервопривод — обязательно для плавного регулирования;
ограничение по воздуху — включаем, если пол не должен перегревать помещение.

Это хороший вариант для зон, где пол должен быть тёплым как поверхность, но не должен бороться с кондиционером или радиаторами.

Водяной пол без датчика пола

Если датчика пола нет, не используем режим комфорт пола как точное управление поверхностью: устройству нечем измерить температуру пола.

В таком случае выбираем:

тип пола — водяной;
режим управления — комфорт воздуха;
датчик температуры воздуха — обязательно;
сервопривод — желательно;
ограничение поверхности — физически на смесительном узле или коллекторе.

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.

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 обычно выключается;
летом пол в режиме комфорт пола может оставаться включённым для комфорта плитки или холодного цокольного этажа.

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

Проверка после настройки

После настройки проверяем:

устройство включено;
датчик пола показывает реальную температуру поверхности;
датчик воздуха показывает реальную температуру помещения, если он используется;
при снижении целевой температуры нагрев выключается или сервопривод закрывается;
при повышении целевой температуры реле включается или сервопривод открывается;
при превышении желаемой температуры воздуха в режиме комфорт пола нагрев ограничивается;
в отладке нет ошибок датчиков и ошибок работы реле.

Для проверки реле задаём целевую температуру выше текущей и смотрим, что нагрев включился. Затем задаём цель ниже текущей и проверяем выключение.

Для проверки сервопривода смотрим на процент открытия сервопривода. При большом недогреве процент должен расти, при приближении к цели — уменьшаться.

Underfloor-heating