Regulátor podlahového kúrenia a úžitkovej vody.

Predložený regulátor rieši jednoduchým spôsobom ovládanie podlahového kúrenia rodinného domu v súčinnosti s ovládaním ohrevu úžitkovej vody.

Pôvodné riešenie (ešte v štádiu návrhu) rozvodu teplej vody bolo stratového typu (cirkuláciou) - zdroj tepla umiestnený v práčovni spolu s kombinovaným boilerom ležatého typu a odtiaľ asi 12m k najbližšiemu odberu teplej vody až k posledným batériám vzdialeným dalších 10m. Ako regulátor kúrenia mal byť KOMEXTERM s ekvitermickou reguláciou, ovládajúci zmiešavací ventil DUOMIX.

Pretože toto riešenie ma ani zdaľeka neuspokojovalo, umiestnil som boiler zvislého typu do kuchyne (ťažisko spotreby) a prívod teplej vody z kotla je zaistený čerpadlom. Tým sa otvorila možnost ovládať aj boiler. Regulátor KOMEXTERM mi tiež nevyhovoval, pretože som sa stretol v niekoľkých rodinných domoch s dlhodobou nemožnosťou správne vyregulovat systém. (Pre upresnenie - ekvitermická regulácia riadi vnútornú teplotu pomocou vhodnej regulačnej krivky podla vonkajšej teploty.) Rátal som aj s možnostou dostatočne veľkých tepelných ziskov pomocou okien orientovaných na juhozápad.

Filozofia celého regulátora je nasledovná:

V obývacke (najväčšia a najslnečnejšia miestnost) je umiestnený izbový termostat s lineárnym výstupom, teplomerom, so spínacími hodinami a prepínačom určujúcim základný režim práce. Výstup z neho ide do vlastného regulátora v kotolni, kde sa k nemu pripočítava teplota vody v kotli a teplota vonkajšieho prostredia. Výstupným napätím je ovládaná medzera medzi impulzami dvojice monostabilných klopných obvodov, ktoré zapínajú pomocou triakov striedavý servomotor na zmiešavacom ventile. V prípade, že servomotor príde do krajnej polohy (zavrie ventil), vypne koncový spínač a zároven s ním (pomocou relé R) i kotol a obehové čerpadlo. To znamená, že pri dostatočných tepelných ziskoch od slnečného žiarenia sa DUOMIX postupne zatvára, pri jeho definitívnom uzavretí sa vypne i kotol a obehové čerpadlo a je ticho obvykle až do večera, keď sa DUOMIX postupne začne otvárať a znovu nabehne kotol a čerpadlo. Pretože mám použitý boiler obojživelník, zachoval som možnost kúrenia na nočný prúd (pomocou stykaca KM). Ak ho nepoužívam (je vypnutý predradený istič 16A), pomocou termostatu boilera zapínam čerpadlo boilera zároveň s kotlom. Samozrejme iba vtedy, ked to dovolia spínacie hodiny v izbovom termostate. Z toho vyplýva, že mám teplú vodu prakticky stále a nie, ako pri pripojení boilera na elektrinu, iba ráno a čerstvo poobede, zatial co večer ešte stále nie je. Toto bol priblížený režim zimný – prepínač SA v izbovom termostate je v polohe 2 – zatiaľ čo pri letnom režime (prepínac v polohe 1) je odstavený regulátor kúrenia a funguje iba ohrievanie úžitkovej vody. V letnom režime iba prestavím spínacie hodiny na iný čas (deň), obvykle stačí, aby sa boiler smel nahrievať medzi 17:00 až 20:00 (hlavný čas spotreby). Posledný režim je vypnutý (poloha prepínača 0), kedy je vypnuté kúrenie i teplá voda.

Popis regulátora

Vopred chcem upozornit, že tento návod nie je absolútny, nie je v ňom napríklad výkres dosky s plošnými spojmi. Najvhodnejšie ho bude spraviť na univerzálnej doske. Regulátor som spravil v priebehu rokov 1994 až 1995 a je poplatný vtedajšej súčiastkovej základni. Uvediem možné náhrady, ale žiadna súčiastka nemusí byť presnej hodnoty.

Izbový termostat je pomerne jednoduchý, hlavne vďaka tomu, že ako zobrazovacia jednotka teplomera je použitý modul AD prevodníka ADM2000 z produkcie TESLA. Nieco podobné sa dá kúpiť i v GM Electronic alebo SOS.
Spínacie hodiny sú tie najbežnejšie, akurát som im musel orezať obal, aby sa vošli do inštalačnej krabice. Pretože majú vstavaný akumulátor, pomocou R8 a D2 sa tento trvale dobíja malým prúdom.
Ako termistor R14 môže byť použitý ľubovoľný typ, je totiž funkčný iba v úzkom pracovnom rozsahu, kde prípadná nelinearita neškodí (21 ±2°C). R47 nastavuje 0 pre digitálny teplomer, R48 nastavuje maximum.
Potenciometer R44 nastavuje teplotu v miestnosti počas denného režimu, R45 určuje nočný pokles teploty.

OZ3B je vo funkcii zosilňovača odchylky, na velkosti R13 závisí celková presnosť regulátora. Na jeho hodnote síce veľmi nezáleží, ale je dobre si to aspon vyskúšať. OZ3A je indikátor odchylky - nemusí sa použiť.

Výstup z izbového termostatu je privedený do regulátora s OZ2B, kde je porovnávaný s teplotou vonkajšieho vzduchu a s teplotou vody kotla. Snímače sú použité z regulátora KOMEXTERM. Ani tento stupeň nie je nevyhnutný, ale pri jeho vynechaní sa musí zvýšit zosilnenie OZ3B.

Podľa veľkosti výstupného napätia a jeho polarity dáva príslušný MKO OZ1A a OZ1B impulz kladnej alebo zápornej polarity, ktorý cez prúdový zosilňovač Q1, Q2 zapne triak. Ten už rovno poháňa jeden z dvojice striedavých motorov na servopohone z KOMEXTERMU, natáčajúci zmiešavací ventil. Tieto servopohony majú koncový spínač, ktorý je použitý nasledovne: pri prítomnosti striedavého napätia (t.j. spínač nie je rozpojený) je cez D5, R42 nabíjaný C6 a otvorený Q4, Q5, relé R. To zároven drží kontaktom R1 zapnuté obehové čerpadlo a kontaktom R2 kotol. Pri dobehnutí servopohonu do koncovej (minimálnej) polohy sa relé R vypne a tým sa odstaví aj kotol a obehové čerpadlo.

Pri zapnutí kontaktu SPH spínacích hodín zapne relé K a jeho kontakt K1 umožní pomocou termostatu boilera spustiť čerpadlo boilera. Zároveň s tým je spustený aj kotol (ak ešte nebol spustený pomocou relé R). Je potrebné správne určiť výkon a odpor rezistoru R40, pretože cezeň preteká štartovací prúd kotla i čerpadla boilera!

Servomotor vyžaduje k spoľahlivej činnosti striedavé napätie 24V, ale po usmernení je to jednosmerné napätie viac ako 30V, preto by sa použité relé na 24V prehrievali. Pri 17V sú spoľahlivo zapnuté, keby to nestačilo, môžu byť napájané z nestabilizovaných 30V cez zrážací rezistor. Použitý transformátor je na daný účel predimenzovaný, preto som na zníženie strát použil zrážací rezistor R38.

Pôvodne som obehové čerpadlo v nočnom režime napájal zníženým výkonom cez triakový regulátor výkonu, ale časom sa ukázalo, že nemá opodstatnenie, preto som ho vyradil. Vlastne skoro od začiatku kúrenie v noci nepracuje, pretože od večera do rána neklesne teplota v miestnosti (ani pri -15°C vonku) viac ako o 2°C, takže kúrenie v nočnom režime nemá dôvod nabehnúť.

Zoznam súciastok

Zapojenie bolo uverejnené v časopise Praktická elektronika 11/2001, s.16