Автоматизация электрического тёплого пола

Введение

Электрический теплый пользуется большой популярностью благодаря легкости монтажа, эффективности и невысокой стоимости. Чаще всего в состав электрического теплого пола входят специальные термостаты, предназначенные для поддержания заданной температуры.

Однако, можно расширить функции управления теплым полом, например, использовать автоматическое управление по сценарию или удаленное управление со смартфона. Это можно сделать подключив теплый пол к программируемому контроллеру.

В этой статье рассказываем, как можно применить оборудование Wiren Board для управления электрическим теплым полом.

Монтаж

Монтаж
Монтаж

Электрический теплый пол заливается в бетонную стяжку или монтируется под напольное покрытие. Для заливки в стяжку используется греющий кабель, маты из греющего кабеля, или маты из карбоновых стержней. Под напольное покрытие, например, линолеум или ламинат монтируется пленочный теплый пол.

Датчик температуры в системе управления теплым полом дает обратную связь управляющему устройству для поддержания необходимой температуры.

Датчик температуры устанавливается непосредственно возле нагревательного элемента — в бетонную стяжку пола или под напольного покрытие. Для этого обычно используют гофрированную трубу или трубу из сшитого полиэтилена, чтобы датчик можно было легко заменить. Провод от датчика температуры выводится в подрозетник, где он подключается к термостату или соединяется с кабелем идущим в щиток управления.

Типы электрического тёплого пола

Принципы регулирования

Для поддержания комфортной температуры теплого пола необходимо регулировать мощность нагревательных элементов.

Для регулирования мощности можно использовать способы:

  • регулирование по датчику температуры — это способ с обратной связью, можно задать пределы температуры нагревательных элементов пола, и включая и выключая теплый пол в нужные моменты времени поддерживать температуру в этих пределах;
  • регулирование без датчика температуры — способ без обратной связи, заранее задаются промежутки времени через которые теплый пол включается и выключается.

Способы управления

Автономный терморегулятор
Автономный терморегулятор

Существует несколько способов управления теплым полом с помощью контроллера Wiren Board. Рассмотрим каждый из них.

Автономный терморегулятор

Самый простой и надежный способ. Терморегулятор устанавливается в подрозетник в помещении с теплым полом, а питание к нему подводится через реле Wiren Board. Реле используется для включения и выключения питания теплого пола, а установка температуры производится на терморегуляторе и в системе автоматизации не отображается.

С помощью такой схемы можно организовать сценарное управление теплым полом, например, по расписанию или присутствию.

Преимущества данного решения: простота, надежность, возможность легкой замены терморегулятора в случае неисправности, не требует дополнительной прокладки кабелей.

Недостатки: отсутсвие режимов работы день\ночь, отсутствие обратной связи о состоянии нагревателей в систему управления.

«Умный термостат» с Modbus

«Умный» термостат с Modbus
«Умный» термостат с Modbus

Более технологичный способ управления теплым полом. Устанавливается на стену в подрозетник. С помощью такого устройства можно настроить сценарии управления и температуру, контролировать все параметры пола в специальном мобильном приложении или передавать данные в контроллер Wiren Board по шине RS-485.

Как правило, имеет дисплей для настройки.

Преимущества: надежность и относительная простота монтажа, обратная связь, возможность как локального, так и дистанционного управления, автономность.

Недостатки: требуется дополнительная прокладка витой пары для подключения к контроллеру Wiren Board.

Температурное реле

Температурное реле
Температурное реле

По сути представляет собой тот же электронный термостат, только устанавливается в щите. Имеет несколько каналов, с помощью которых, можно управлять разными контурами теплого пола независимо.

Температурное реле подключается к контроллеру Wiren Board через RS-485. Кроме того, оно имеет кнопки на корпусе для автономного управления в случае обрыва связи. Встроены функции диагностики обрыва и замыкания датчика температуры.

Преимущества: не требуется установка термостатов в помещении, наличие функций самодиагностики, управление по Modbus.

Недостатки: занимает место в щитке, необходима прокладка кабеля датчиков температуры до щитка.

Датчик температуры и реле Wiren Board

Способ не требующий использования дополнительных устройств. В теплый пол монтируется датчик температуры 1-wire, например DS18B20, который подключается ко входам W1 или W2 контроллера, а также к модулю WB-M1W2. Питание на греющие элементы теплого пола подается через модуль реле Wiren Board.

С помощью движка правил wb-rules программируется логика управления. Здесь можно реализовать максимально гибкий сценарий управления, в том числе и ПИД-регулирование.

Преимущества: не требуются дополнительные устройства управления, максимальная гибкость и эффективность.

Недостатки: необходимы навыки программирования, необходима прокладка кабеля датчиков температуры до щитка.

Подбор модулей реле для управления

Eсть несколько видов модулей реле Wiren Board, они различаются количеством каналов и величиной максимального коммутируемого тока.

Выбирают модуль реле по максимальному коммутируемому току и необходимому количеству каналов.

Для коммутации силовой цепи теплого пола лучше всего использовать двухканальный модуль реле WB-MRWM2 с током до 20 А на канал и измерением мощности. Функция измерения мощности позволит контролировать состояние нагревательных элементов теплого пола и своевременно узнавать о возможных неисправностях.

При расчете тока через теплый пол важно учитывать, что мощность греющего кабеля зависит от температуры окружающей среды и типа кабеля. Обычно, производители предоставляют графики зависимости мощности кабеля от температуры трубы, в которой проводились испытания.

Максимальная абсолютная величина пускового тока греющего кабеля зависит от его длины, температуры окружающей среды и конструкции кабеля. В момент включения греющий кабель может потреблять ток в 2-5 раз больше чем в рабочем режиме. Снижение тока до рабочего значения происходит обычно в течение минуты. На графике «Изменение удельного тока греющего кабеля» показана зависимость удельного пускового тока греющего кабеля от времени с момента включения.

Удельный пусковой ток — это ток потребляемый греющим кабелем в момент включения, приведенный к одному метру кабеля.

При подборе модуля реле и автоматических выключателей нужно учитывать именно максимальную величину пускового тока. Несоблюдение данного требования может привести к выходу реле из строя. Если расчетный пусковой ток превышает допустимый ток канала выбранного модуля реле, можно разделить теплый пол на отдельные контуры, каждый из которых подключить к отдельному каналу.

Кроме того, если величина тока слишком большая для модулей реле, а возможности разделить греющий кабель на контуры нет, можно использовать дополнительный контактор для коммутации силовой цепи, а катушкой контактора управлять с помощью модуля реле. Например, модуля дискретных выводов WBIO-DO-SSR-8. Этот модуль имеет 8 выходов типа «сухой контакт» и подключается к контроллеру с помощью бокового разъема.

Схемы подключения теплого пола

Рассмотрим два варианта управления теплым полом с помощью контроллера Wiren Board: с помощью «умного» термостата и напрямую с помощью модуля реле Wiren Board. Некоторые термостаты приведены в таблице поддерживаемых устройств.

В первом случае нагревательный элемент теплого пола и датчик температуры подключаются напрямую термостату, который установлен на стене в помещении с управляемым им контуром теплого пола. Для связи термостата с контроллером от щитка прокладывается линия связи интерфейса RS-485.

На второй схеме контуры теплого пола управляются только устройствами Wiren Board. Нагревательные элементы теплого пола подключаются к сети через модуль реле WB-MRWM2, для контроля температуры используются датчики температуры с интерфейсом 1-wire, подключенные ко входам контроллера.

Конфигурирование контроллера и скрипты управления

Вторая схема управления демонстрирует управление теплым полом только с помощью устройств Wiren Board. Поэтому рассмотрим более подробно конфигурирование контроллера для этой схемы и приведем пример сценария.

После сборки схемы нужно «прописать» модуль реле и датчики температуры в драйвере serilal-устройств контроллера. Подробную информацию можно найти в документации на модуль и датчик температуры.

Далее нужно написать сценарий управления. Сценарии для контроллера Wiren Board пишутся при помощи движка правил wb-rules.

Для приведенной схемы мы написали пример сценария, который можно скачать в репозитории на GitHub.

Алгоритм управления в примере работает следующим образом: если температура нагревательного элемента меньше минимальной установленной границы, то включается нагрев. Нагрев продолжается до тех пор, пока температура не достигнет максимальной установленной границы, после этого нагрев выключается. То есть температура нагревательного элемента будет поддерживаться в заданных границах, которые задаются в веб-интрефейсе в параметрах виртуального устройства теплого пола.

Пример также реализует функцию защиты от короткого замыкания: в случае превышения допустимой мощности потребления, контур будет отключен и переключатель «Alarm» примет положение «On», дальнейшее продолжение работы нагрева будет возможно только после ручного переключения «Alarm» в положение «Off».

Полезные ссылки

Роман Матвеев

Условия покупки

Общие положения

1. Настоящие Правила продажи разработаны на основании Гражданского кодекса РФ, Закона РФ от 7 февраля 1992 г. № 2300-1 «О защите прав потребителей», постановления Правительства РФ от 27 сентября 2007 г. № 612 «Об утверждении правил продажи товаров дистанционным способом» и иных нормативно-правовых актов. Настоящие правила регулируют порядок розничной купли-продажи Товаров через Интернет-магазин, являясь публичной офертой, адресованной физическим и юридическим лицам («Покупателям»).

2. Покупатель принимает условия, изложенные в настоящих правилах путем оформления Заказа на сайте Интернет-магазина.

Заказ считается оформленным надлежащим образом в случае, если Покупателем предоставлена Продавцу следующая информация: Фамилия, Имя, Покупателя, телефон, адрес по которому следует доставить Товар, наименование Товара, количество.

2.1. Покупатель предоставляет Продавцу право использования всех переданных в Заказе персональных данных с целью выполнения своих обязательств перед Покупателем, формирования и развития программы лояльности для Покупателей, информирования Покупателей о новостях Интернет-магазина. Под правом использования в настоящих правилах понимается право Продавца на: сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение данных с правом передачи таких данных третьим лицам без дополнительного уведомления Покупателя.

3. При продаже товаров дистанционным способом Продавец предлагает Покупателю услуги по доставке Товаров Службами доставки. При этом конкретная Служба доставки для каждого Заказа определяется Покупателем при оформлении заказа.

Доставка осуществляется в будние дни с 9:00 до 18:00. Сроки доставки зависят от выбранного региона и составляют от 1 до 14 рабочих дней (не считая дня заказа). Срок доставки может быть увеличен в случаях, предусмотренных правилами работы Службы доставки. Доставка осуществляется без демонстрации. Если Вы не согласны со сроками доставки, то Вы вправе отказаться от своего заказа в любое время до его получения.

Ознакомиться с тарифами на доставку по регионам можно на сайте курьерских служб: СДЭК, КСЭ, EMS.

В случае отказа Покупателя от Товара с Покупателя взимается стоимость доставки в соответствии с тарифом согласно пункту 21 Постановления Правительства Российской Федерации от 27.09.2007 № 612 «Об утверждении правил продажи товаров дистанционным способом».

При получении Товара от Службы доставки Покупатель обязан проверить внешний вид упаковки Товара (на отсутствие деформации, вскрытия). При получении Товара Покупатель ставит свою подпись в квитанции о доставке в графе: «Я подтверждаю, что отправление принято в закрытом виде, отсутствуют внешние повреждения упаковки, перевязи, печатей (пломб), вес отправления соответствует весу, определенному при его приеме».

В случае обнаружения каких-либо дефектов на упаковке Товара Покупатель обязан сделать об этом отметку в квитанции курьера в графе доставка. После получения Заказа и проставления подписи Покупателем в квитанции в графе доставка без указания претензии к внешнему виду упаковки Товара, претензии к внешним дефектам упаковки (ее вскрытию и возможной некомплектности Товара) не принимаются.

4. Оплата заказанных Товаров осуществляется:

  • Банковским переводом по счету выставленному для Покупателя.
  • Пластиковой картой по ссылке, сгенерированной для Покупателя.
  • Оплата по QR-коду, сгенерированному для Покупателя (оплачивая заказ данным способом, вы соглашаетесь с условиями Договора публичной оферты).

5. Обработка заказов производится в рабочие дни с 10:00 до 18:00 по Московскому времени. В случае если Вы оформили заказ после 18:00 по Московскому времени, менеджеры свяжутся с Вами на следующий рабочий день после 10:00 часов утра.

6. Товар надлежащего качества, Вы можете вернуть согласно условиям возврата.

Для этого необходимо написать электронное письмо с заявлением на возврат/обмен на info@wirenboard.com.

Обращаем внимание, что при отказе Покупателя от Товара, Продавец возвращает сумму, уплаченную Покупателем за Товар, за исключением расходов Продавца на доставку от Покупателя возвращенного Товара, не позднее, чем через 10 дней с даты предъявления соответствующего требования.

7. Гарантийный срок на Товар устанавливается в размере 24 месяцев с даты отгрузки.

8. Риск случайной гибели или случайного повреждения Товара переходит к Покупателю в момент передачи ему Товара и проставления Покупателем подписи в документах, подтверждающих доставку Заказа. Право собственности на Товар переходит к Покупателю в момент передачи Товара, при условии его полной оплаты.

9. К отношениям между Покупателем и Продавцом применяется законодательство Российской Федерации.

10. Продавец оставляет за собой право вносить изменения в настоящие Правила продажи, в связи с чем Покупатель обязуется регулярно отслеживать изменения в Правилах, размещенных на сайте Интернет-магазина. Уведомление об изменении настоящих Правил продажи Продавец обязан разместить не позднее, чем за 7 (семь) календарных дней до даты их вступления в силу.

11. Покупатель гарантирует, что все условия настоящих Правил продажи ему понятны, и он принимает их безусловно и в полном объёме.

12. Недействительность какого-либо положения настоящих Правил не влечет за собой недействительность остальных положений.

13. Все возникающее споры Стороны будут стараться решить путем переговоров, при недостижении соглашения спор будет передан на рассмотрение в арбитражный суд г. Москвы в соответствии с действующим законодательством РФ.