Зональне керування підлоговим опаленням: як термостати, приводи, насос і котел працюють разом

С. Вачко
Інженер технічного відділу «HERZ УКРАЇНА»

Найменший будинок складається з декількох кімнат і має розгалужену систему опалення, незалежно радіаторну або панельно-променеву. При цьому нерідко один котел та циркуляційний насос.

Кожна кімната має свій температурний режим, тому потребує систему керування, яка визначає, коли відкрити контур, увімкнути насос і подати команду джерелу тепла. Зональне керування виконує це завдання за допомогою термостатів, термоелектричних приводів і блока керування, який об’єднує їхні сигнали. Прикладом такого рішення є система HERZ Thermiq: блок керування FloorHub, кімнатні термостати Dualis і Radex, радіаторні головки HeatCap, датчик Window Guard і термоелектричні приводи з дротовим або бездротовим зв’язком. У статті розглянуто, як ці пристрої взаємодіють, а також схему підключення, монтаж і пусконалагодження

Як влаштований ланцюг сигналів

Зональне керування складається з п’яти ланок:

1. Термостат вимірює температуру в кімнаті й формує запит на опалення для блока керування.
2. Блок керування подає напругу 230 В на привід тієї зони, з якої прийшов сигнал.
3. Термоелектричний привід відкриває клапан контуру на розподільнику.
4. Циркуляційний насос вмикається блоком після надходження запиту на опалення від будь-якої зони, у FloorHub через 3 хв.
5. Котел отримує команду через безпотенційний релейний контакт, який самостійно не формує напругу, у FloorHub теж через 3 хв.

У документації виробника цей ланцюг показано на схемі. Вона містить три варіанти термостата за способом зв’язку з блоком: Wi-Fi, дротовий і ZigBee. Wi-Fi-термостат (HERZ Thermiq FanNova) має вбудований Wi-Fi-модуль і з’єднується з хмарою через домашній роутер без шлюзу, а до блока керування FloorHub підключається дротами до контактів COM і NO. Далі на схемі показано зони блока керування, приводи (до шести на одну зону), насос і котел.

Рис. 1. Схема підключення термостатів, приводів, насоса і котла до блока керування FloorHub

Така схема описує підлогові контури. Радіатори в цій самій системі можуть працювати за окремою гілкою: термостат Radex керує електронними головками HeatCap і сам подає команду на котел, минаючи блок керування. Про неї йдеться в розділі про радіаторну гілку.

У статті часто трапляється пара контактів COM/NO. Це вихід реле без напруги: поки немає команди, контакти COM і NO розімкнені, а коли термостат чи реле дає команду, вони замикаються. Саме так термостат чи блок «вмикає» котел, не подаючи на нього жодної напруги.

Термостати: що вони вимірюють і чим керують

Блок керування лише виконує команди, а рішення «гріти чи ні» ухвалює термостат. Тому від вибору термостата залежить, за яким параметром працює кімната і як вона зв’язана з котлом. У системі HERZ Thermiq для цього є п’ять пристроїв.

Пристрій	Артикул	Живлення	Зв’язок	Для чого
Термостат Dualis	3 F820 21 / 3 F820 22	230 В	ZigBee 3.0, дротовий вихід COM/NO	Підлогова зона: повітря, підлога з межами, зовнішній датчик
Термостат Radex	3 F820 31 / 3 F820 32	230 В, 50 Гц	ZigBee 3.0 до шлюзу, RF 868 МГц до головок	Радіатори: до шести головок у кімнаті
Термостат Fannova	3 F820 41 / 3 F820 42	230 В, 50 Гц	Wi-Fi, 2,4 ГГц	Фанкойли з вентилятором
Головка HeatCap	3 F820 58	2 батареї AA	RF 868 МГц до Radex	Регулює потік через радіатор, різь M28×1,5
Датчик Window Guard	3 F820 68	2 батареї CR1632	ZigBee 3.0, потрібен шлюз	Повідомляє про відкриття вікна чи дверей
Реле MultiSwitch ZigBee	3 F820 65	230 В	ZigBee 3.0	Замикає контакт COM/NO на котел чи насос, 16(5) А

Позначення на кшталт 3(1) А чи 16(5) А вказують на номінальний та максимальний струм (навантаження), який може витримати електричний пристрій при різних типах навантаження. При запуску різних приладів (насосів, приводів) виникає високий пусковий струм, тому вимикач має бути розрахований на значно менше постійне навантаження. Наприклад: 16(5) А - до 16 Ампер пусковий струм (приблизно до 3,5 кВт при 220В), та до 5 Ампер при постійній роботі (приблизно до 1,1 кВт при 220В).

Dualis: як обрати режим датчика

Термостат Dualis призначений для підлогового опалення і має вхідні клеми S1/S2 для зовнішнього датчика. Режим входу задає параметр P07 в налаштуваннях інсталятора. Виробник наводить чотири значення. У третій колонці наведено редакційні приклади, а не дані нормалі:

P07	Що це (за нормаллю)	Приклад застосування (редакційний)
1	Вхід вимкнено (заводське значення)	Кімнатний термостат контролює виключно температуру повітря в приміщені
2	Зовнішній датчик як датчик підлоги	Потрібно обмежити температуру підлоги: паркет, ламінат, чутливе покриття
3	Зовнішній датчик як датчик повітря	Термостат змонтовано там, де його показ не відображає температуру кімнати
4	Датчик присутності (вхід «увімк./вимк.»)	Є сигнал присутності від зовнішнього контакту

Що дає режим 2, нормаль описує через межі: P08 (макс. для опалення, за замовчуванням 35 °C): коли датчик підлоги показує більше, опалення вимикається. P09 (мін. для опалення, 10 °C): коли підлога холодніша, підігрів вмикається. P10 (макс. для охолодження, 15 °C) і P11 (мін. для охолодження, 7 °C) діють в охолодженні. Усі чотири межі налаштовують у діапазоні 5-45 °C. Для опалення потрібні P08 і P09, а P10 і P11 стосуються лише режиму охолодження. Нормаль не пише, що в режимі «2» кімнату можна вести лише за підлогою, тому стаття цього не стверджує.

Алгоритм керування задає параметр P03. Нормаль пропонує три варіанти TPI: UFH (підлогове опалення), RAD (радіатори) і ELE (електричне опалення). TPI (Time Proportional and Integral) - це алгоритм із вбудованою пам’яттю, завдяки якій термостат «навчається» того, як саме в приміщенні досягається та підтримується температура. Це свого роду «інтелектуальне керування»: тепло подається рівно стільки, скільки необхідно для досягнення заданого значення, після чого нагрівання вимикається, що підвищує енергоефективність.

Є й варіант «гістерезис»: вихід вмикається нижче заданої температури і вимикається вище неї, діапазон налаштування від ±0,1 до ±2,0 °C. Для підлогового опалення підходить режим UFH, але остаточний вибір залежить від об’єкта.

Як Dualis підключають

Є два шляхи. До FloorHub Wireless його додають по ZigBee, як описано в розділі про пусконалагодження. До FloorHub Wired або до двох дротових входів A і B у Wireless його підключають дротом: вихід COM/NO термостата йде на клему SL відповідної зони (рис. 2в). Окрім блока, вихід COM/NO дозволяє підключити термостат напряму до котла (рис. 2а) або до насоса чи привода з навантаженням до 3 А (рис. 2б).

Рис. 2. Підключення термостата Dualis: а) до газового котла; б) до насоса або привода; в) до блока керування з додатковим датчиком

Радіаторна гілка: Radex і HeatCap

Підлогове опалення нерідко комбінують з радіаторним опаленням, наприклад на другому поверсі або нежитлових кімнатах. Для керування радіаторами у системі є пара «термостат Radex плюс електронні головки HeatCap».

Як це працює

Radex живиться від мережі 230 В, вимірює температуру повітря вбудованим датчиком (діапазон +5,0 - 45,0 °C, точність ±0,5 °C) і передає команди головкам HeatCap радіоканалом RF 868 МГц. До одного термостата в одній кімнаті або зоні опалення можна підключити до шести електронних головок. Головка HeatCap (2 батареї AA, різь M28×1,5) відкриває або закриває потік теплоносія через радіатор. Для синхронізації термостата з головкою шлюз Connect не потрібен, і така пара може працювати без інтернету. Шлюз додає дистанційне керування й планування через застосунок.

Захисні функції головки

HeatCap має функцію «Відкрите вікно»: за раптового падіння температури на 1,5 °C головка закриває клапан, а через 15 хв система сама відновлює нормальне керування. Це зменшує втрати тепла в режимі провітрювання кімнати. Є й захист від замерзання: якщо головка закрита, а її датчик показує нижче 5 °C, головка відкривається, щоб подати тепло до радіатора.

Як подати запит на котел

Запит на опалення від Radex не потрапляє у FloorHub, якщо Radex не додано до нього як зону. Тому вихід котла блока FloorHub не враховує радіаторну вітку при формуванні сигналу, і Radex має подавати команду сам. Залежно від ситуації є два варіанти:

1. Контакт самого термостата. Radex має безпотенційний вихід COM/NO (3(1) А), який підключають до входу котла. Цей спосіб провідний і працює без шлюзу.
2. Другий спосіб потребує додаткового компонента - Реле MultiSwitch ZigBee або Wi-fi. Реле отримує команду від Radex по ZigBee і замикає контакт COM/NO (16(5) А). Radex і MultiSwitch мають бути додані до одного шлюзу, тож без шлюзу цей спосіб недоступний. Якщо зв’язок між термостатом і реле втрачено, реле вимкнеться через 50 хв.

Рис. 3. Радіаторна гілка: термостат Radex, головки HeatCap (868 МГц) і реле MultiSwitch для команди котлу

Що слід врахувати під час проєктування

• Radex можна додати і як зону FloorHub Wireless. Тоді синхронізація з головками HeatCap неможлива: для термостата, який уже підключено до бездротового блока керування або релейного модуля, її не активують. Отже, кімната керується або через FloorHub, або парою Radex і HeatCap.
• Паузу запуску та вимкнення 3 хв, виходів FloorHub, на команду від Radex чи MultiSwitch не поширено. Цю паузу можна прописати в мобільному застосунку з довільним значенням.
• Якщо котел отримує команди і від FloorHub, і від радіаторної гілки, обидва контакти зводять до одного входу котла. Синхронізувати подачу сигналу для котла від радіаторної вітки і підлогового опалення можна в застосунку створивши відповідний сценарій роботи.

Датчик відкриття вікон і дверей Window Guard

Термостат дізнається про відкрите вікно опосередковано: температура в кімнаті мусить помітно впасти. Головка HeatCap реагує саме так, за різким падінням температури. Датчик Window Guard (3 F820 68) повідомляє про подію безпосередньо: магнітний контакт змінює стан, і датчик, негайно надсилає сигнал у застосунок.

Основні параметри датчика:

• зв’язок ZigBee 3.0, 2,4 ГГц, потрібен шлюз HERZ Thermiq ZigBee;
• живлення від двох батарей CR1632;
• максимальна відстань між датчиком і магнітом 15 мм;
• світлодіод блимає синім у режимі сполучення, одинарний синій спалах означає виявлення відкриття чи закриття.

Датчик інтегрується в систему через застосунок і сценарії автоматизації. Наприклад: коли вікно відчиняють, термостати перемикаються в режим захисту від замерзання. Сценарій запускається від зміни статусу датчика, тобто зміна стану вікна. Коли датчик має статус «закрито» система опалення працює в штатному режимі. Якщо статус «відкрито» система переходить в режим захисту від замерзання у відповідному приміщенні.

Датчик і функція «Відкрите вікно» головки HeatCap

Це два окремі механізми. Головка діє автономно за падінням температури на 1,5 °C, їй не потрібен шлюз. Датчик реагує на сам стан вікна, але потребує шлюзу й застосунку.

Приклад: блок керування HERZ Thermiq FloorHub

У лінійці HERZ Thermiq роль центрального блока виконує FloorHub. Він випускається у двох виконаннях: бездротовому (артикул 3 F820 11) і комбінованому (3 F820 12). Обидва керують підлоговим опаленням і мають виходи для увімкнення/ вимкнення насоса й котла. У бездротовому (або комбінованому) виконанні блок має можливість підключити 2 термостати дротовим способом і шість по мережі ZigBee. Координатором такої мережі є шлюз HERZ Thermiq Connect, і саме до нього додають блок та термостати. Для віддаленого керування й інтеграції в систему HERZ Thermiq також потрібен інтернет-шлюз. У дротовому виконанні термостати підключають кабелем, шлюз для цього не потрібен.

Параметр	FloorHub Wireless (3 F820 11)	FloorHub Wired (3 F820 12)
Кількість зон	8 (6 бездротових ZigBee 3.0 і 2 дротові)	8 дротових
Загальне навантаження	макс. 10(1) А	макс. 6(3) А
Вихід насоса	230 В, макс. 3 А
Вихід котла	безпотенційний NO/COM/NC, макс. 6 А
Навантаження привода	макс. 2 А
Навантаження термостата	макс. 1 А
Запобіжник картриджний	5×20 мм, 10 А	5×20 мм, 6,3 А

Блок живиться від мережі 230 В і має клас захисту IP20, тому його встановлюють у сухому місці на DIN-рейку або на плоску поверхню. Бездротове виконання постачається з магнітною антеною на кабелі завдовжки 1 м.

Привід на розподільнику

Виробник пропонує термоелектричні приводи з різним розміром різі підключення: 3 F820 51 (різь M28×1,5 мм) і 3 F820 52 (M30×1,5 мм). Тому ще до замовлення потрібно визначити, яка різь на клапанах розподільника.

Основні параметри приводу:

• тип NC (нормально закритий), живлення 230 В змінного струму;
• споживання 2 Вт;
• пусковий струм до 300 мА протягом 200 мс;
• зусилля замикання 100 Н ±15%;
• максимальний хід 4,5 мм;
• час відкриття і закриття 2-3 хв;
• клас захисту IP 54/II, довжина кабелю 90 см.

Монтаж приводу на клапані відбувається вручну:

1. Розмістіть привід вертикально на корпусі клапана й вирівняйте різьбове з’єднання.
2. Затягніть накидну гайку вручну за годинниковою стрілкою до надійного закріплення. Перевірте, що клапан правильно встановлено на розподільнику.
3. Вийміть білий монтажний штифт.
4. Перевірте правильність установлення: після видалення штифта індикатор положення має рухатися вниз.

Рис. 4. Монтаж термоелектричного приводу на клапан розподільника

Підключення блока керування

Блок підключають за схемою, розміщеною на наклейці на внутрішній стороні кришки корпусу. Нижче наведено порядок підключення обох виконань, а де позначення відрізняються, це вказано окремо. Клеми SL1…SL8 і входи 1-8 на рис. 5 стосуються FloorHub Wired. У FloorHub Wireless два дротові входи позначено A і B (клеми SLA і SLB), а шість бездротових зон мають клеми приводів SL1…SL6 (рис. 1).

Порядок роботи:

1. Переконайтеся, що блок не підключений до живлення, і зніміть верхню кришку.
2. Зніміть відповідну частину ізоляції з проводів і підключіть жили до клем згідно зі схемою.
3. Закрийте кришку й подайте 230 В. Червоний світлодіод Power свідчить, що блок підключено до джерела живлення.

Перерізи проводів, які вказує виробник:

Призначення	Мінімум	Максимум
Котел і термостати з живленням від батарей	2×0,75 мм²	2×1,0 мм²
Термостати	230 В 3×0,75 мм²	3×1,0 мм²
Живлення блока і насос	3×1,0 мм²	3×1,5 мм²

Термостати

До дротового входу FloorHub Wired можна підключити термостат за однією з трьох схем, залежно від способу живлення та типу вихідного сигналу: на 230 В із безпотенційними контактами COM/NO, термостат із контактами COM/NO і термостат на 230 В із вихідним сигналом SL. Клеми N і L подають напругу 230 В, SL1…SL8 є сигналами керування зонами.

Рис. 5. Варіанти підключення термостатів до входів блока керування FloorHub Wired

Приводи

Дроти приводів підключають до вставних клемних колодок відповідної зони. Навантаження кожної зони розраховане на роботу до шести приводів по 2 Вт. Якщо в зоні їх більше, виробник вимагає додаткове реле, щоб вихід приводів не перевантажувався.

Насос

Насос на 230 В із навантаженням до 3 А підключають безпосередньо до клем виходу насоса.

Котел

Котел підключають до контактів безпотенційного виходу COM-NO (нормально розімкнений) або COM-NC (нормально замкнений). Вихід працює як двопозиційне реле, і на котел напруга не подається. Конкретні контакти слід вибирати за інструкцією до котла.

Послідовність вмикання насоса й котла

Алгоритм роботи блока визначають кілька правил:

• Привід відкривається за 2-3 хв. Вихід насоса активується завжди через 3 хв після надходження запиту на опалення від будь-якого термостата.
• Вихід котла спрацьовує через 3 хв після сигналу від термостатів.
• Котел вимикається одразу, коли жодна зона не подає сигнал на опалення, а насос зупиняється, коли останній термостат перестає повідомляти про потребу в теплі.
• Для бездротового виконання можна налаштувати витримку вимкнення насоса й джерела тепла: 0, 3, 5 або 15 хв. Значення 0 означає вимкнення без витримки.

Світлодіоди на корпусі показують стан кожної ланки: індикатори 1-8 відповідають зонам, а окремі індикатори насоса й котла світяться постійним зеленим кольором, коли відповідний вихід активовано.

Скільки приводів можна підключити: приклад розрахунку

Розрахунок виконують за паспортними даними приводу. Візьмемо зону «вітальня» з трьома контурами і по одному приводу на контур (та сама зона є в практичній схемі нижче). Числа умовні, а ліміти взято з документації.

Сталий режим зони. 3 × 2 Вт = 6 Вт, або приблизно 6 Вт / 230 В ≈ 0,03 А (оцінка за P/U без коефіцієнта потужності).
Пуск. Пусковий струм кожного привода до 300 мА триває 200 мс, для трьох приводів сума граничних значень становить до 0,9 А.
Межа зони. Виробник дозволяє до шести приводів на зону. Навіть для шести сума пускових струмів, 6 × 0,3 А = 1,8 А, не перевищує 2 А навантаження привода. Для семи і більше приводів у зоні потрібне додаткове реле.

Практична схема: підлога, радіатор і вікно в одному будинку

Розглянемо умовний будинок. На першому поверсі підлогове опалення в чотирьох зонах (серед них вітальня з трьома приводами), на другому в спальні радіатор із двома головками, а на вікні спальні стоїть датчик. Нижче наведено, хто кого викликає.

Подія	Хто діє	Що відбувається далі	Статус
У вітальні холодніше за задану температуру	Термостат Dualis (зона FloorHub)	Привід відкривається 2-3 хв, через 3 хв FloorHub вмикає насос і котел
Підлога у вітальні досягла межі P08	Датчик підлоги Dualis (P07 = 2)	Опалення вимикається, коли температура датчика перевищує P08
У спальні холодніше за задану температуру	Термостат Radex Головки HeatCap відкриваються,	Radex замикає свій COM/NO, котел отримує команду
У спальні відчинили вікно	Window Guard через шлюз і сценарій	Термостати переходять у режим захисту від замерзання; закриття головок
Обидві гілки просять тепла одночасно	FloorHub і Radex (два джерела команди)	Котел працює, поки є хоча б одна команда, якщо контакти зведено до одного входу

На такій схемі вирішують чотири питання.

Хто командує котлом. Підлога через FloorHub, радіатор через Radex або MultiSwitch. По застосунку користувач вказує термостат Radex як продовження зон FloorHub. Відповідно котел вмикається, якщо є хочаб один запит на тепло для радіаторів або теплої підлоги.

Хто командує насосом. Для підлоги це FloorHub. Для радіаторної гілки команду на насос можна подати через MultiSwitch, а температуру подачі виставити на котлі. Для підлогового опалення потрібно передбачати свій змішувальний вузол.

Яким шляхом пов’язано термостат із блоком. Для FloorHub Wireless підійде ZigBee, для FloorHub Wired провід. Для радіаторної гілки зв’язок Radex із головками йде по RF 868 МГц, а Radex із загальною системою ZigBee.

Чи потрібен шлюз. Шлюз і застосунок потрібен для комунікації елементів по протоколу ZigBee та прописання сценаріїв роботи.

Підсумок

Зональне керування підлоговим і радіаторним опаленням дає змогу автоматизувати роботу системи відповідно до температурних потреб кожного приміщення. Завдяки взаємодії кімнатних термостатів, термоелектричних приводів, електронних радіаторних головок і блока керування забезпечується регулювання подачі теплоносія до окремих зон, а також узгоджена робота циркуляційного насоса та джерела тепла.

Використання системи HERZ Thermiq дає можливість поєднувати підлогове й радіаторне опалення, контролювати температуру повітря та підлоги, автоматизувати реакцію на відкриття вікон і реалізовувати сценарії керування через застосунок. Правильний вибір обладнання, налаштування алгоритмів роботи, коректне підключення та професійне пусконалагодження є ключовими умовами надійної й ефективної роботи системи.

Таким чином, зональне керування перетворює опалення з єдиної системи подачі тепла на гнучкий комплекс, який враховує потреби окремих приміщень, допомагає уникати зайвого нагрівання та раціональніше використовувати енергоресурси.

---

---

💬 Поставити запитання AI-асистенту AW-Therm