Какие недостатки у теплого пола

Достоинства и недостатки теплого пола

Не каждый из нас способен реально представить, что собой представляет система отопления теплый пол. Одно название дает только первоначальное, поверхностное преставление о том, каким образом осуществляется обогрев помещений в данном случае. Для тех, кто уже на себе ощутил эффект применения обогрева жилых помещений с помощью теплых полов, могут смело говорить о преимуществах, которые дает подобная схема в сравнении с другими видами отопления. Водяной теплый пол является одной из разновидностей и вариантов обогрева, которые сегодня используются в быту. Об электрическом аналоге поговорим в другой раз.

Сейчас подробно рассмотрим, что представляет собой теплый водяной пол, какие преимущества обитателям жилища дает применение такого варианта обогрева. Каковы плюсы у данного варианта, существуют ли минусы теплого водяного пола.

Теплый водяной пол – главные отличия от других видов отопления

Существующие на сегодняшний день системы отопления «теплый пол» делятся на два подвида: электрические и водяные. По способу применения такие системы могут выступать в качестве основного источника обогрева помещений или быть вспомогательным отопительным оборудованием. Нередко электрические нагревательные элементы используются для локального обогрева технологических помещений, балкона, лоджии, ванной комнаты и санузла. Напротив, водный отопительный контур может быть уложен по всей квартире или использоваться в одной из комнат, к примеру, в детской комнате.

Такой вариант обогрева обычно выбирается в угловых комнатах, где высока вероятность появления холодных зон. Благодаря своему принципу действия такой вариант подогрева способен обеспечить максимально комфортный температурный режим. Несмотря на то, что в сравнении с другими способами отопления водяной теплый пол имеет свои плюсы и минусы, в общем контексте этот вид обогрева заслуживает большего внимания. В любом случае, всегда есть в бытовой обстановке аспекты и ситуации, позволяющие оценить преимущества системы, или наоборот, свидетельствующие о техническом несовершенстве выбранного варианта.

Для справки: пол, оборудованный водяным контуром, позволяет использовать в отличие от электрических матов, самые разнообразные напольные покрытия.

К примеру: что бы сохранить нормальную циркуляцию в системе домашнего отопления, используя технологию подогреваемые полы, потребуется монтаж не только трубопровода, но и установка дополнительного оборудования. Циркуляционный насос, коллектор – смеситель, целый набор трехходовых клапанов (по числу водных контуров), все это является обязательными атрибутами и аксессуарами в данном случае, вне зависимости от отапливаемой площади. Наличие специальных приспособлений позволит избежать падения давления теплоносителя в центральном отопительном контуре, предотвратит перебои с циркуляцией горячей воды бытового назначения.

Следует помнить так же, что подобная система запрещена для установки в многоквартирном доме, который изначально рассчитывался на централизованное теплоснабжение. Для жителей частного сектора и владельцев загородных домов, наоборот, такой вариант предпочтительнее традиционных вариантов обогрева.

Необходимо знать, что бы реализовать в своем доме или в квартире такой вид отопления, потребуются немалые затраты, связанные с большим объемом работы и расходными материалами. На рисунках – схемах показан температурный режим внутри помещения, достигаемый в результате использования тепловой завесы и при работе подогреве напольного покрытия системы.

Наглядно видно, на основе какого принципа осуществляется обогрев внутреннего пространства. В случае с водяным полом, источник тепла расположен в нижней части помещения. За счет этого тепловая энергия равномерно распространяется по всей площади пола, передавая воздушным массам, циркулирующим внутри жилого помещения необходимое тепло. При использовании радиаторного обогрева, в процессе которого за счет конвекции происходит внутренний воздухообмен, пол является самым холодным местом в жилом помещении.

Недостаточный обогрев, особенно в угловых комнатах и с большой застекленной поверхностью, компенсируется установкой дополнительных нагревательных приборов. Водяной пол полностью способен решить эту проблему, равномерно отапливая весь внутренний объем помещения. Немаловажной является и эстетическая сторона вопроса. Отсутствие радиаторов отопления положительно сказывается на качестве интерьера жилых помещений. Теплый пол распределяет тепло равномерно по всему пространству, нагревая тем самым все предметы, находящиеся в комнате.

Для справки: наиболее приемлемая температура внутри помещения для комфортного проживания + 18 0 С. За счет нагрева теплоносителя в водяном отопительном контуре до температуры +35-45 0 С, достигается оптимальная температура нагрева напольного покрытия 25 0 С. Соответственно, самый нижний напольный слой воздуха нагревается сильнее, тогда как верхние слои имеют комфортную температуру.

Конструкция теплого пола. Сфера применения

Основное преимущество, на которое следует обратить внимание при изучении системы отопления теплый пол, это экономичность и высокая эффективность. Внутренние помещения большой площади, особенно в частных домах, рассчитанные под автономный обогрев, можно успешно обогреть подобным образом. Даже монтаж и обустройство теплых полов во всех жилых помещениях многокомнатного жилого дома большой площади, будет вполне рентабельным предприятием. Для той категории граждан, которые имеют водяное газовое отопление или рассчитывают использовать твердотопливные агрегаты, водяной пол практически идеальный вариант решения вопроса организации отопления.

Сравнение данной схемы отопления с электрическими полами в данном случае неуместно. Последний вариант, даже с учетом сравнительной легкости монтажа и простоты в эксплуатации, явно проигрывает водяному полу по экономическим показателям. Электрический пол можно установить в отдельных местах, где возникает необходимость в подогреве небольших площадей.

Прежде чем подводить итоги, оценивая преимущества и недостатки водяного теплого пола, попробуем разобраться с его конструкцией и технологическими особенностями.

Основной принцип работы в данном случае заключается в следующем:

• источник тепла — жидкий теплоноситель, котловая вода, которая может поступать в трубопровод, проложенный в полу;
• нагретая вода может поступать как из стояка центральной магистрали теплоснабжения, так и из автономного нагревательного прибора.

Благодаря особенностям конструкции и новым технологиям на сегодняшний день существуют несколько способов оборудовать теплые полы. В качестве идеального напольного покрытия лучше всего использовать керамические, бетонные или комбинированные материалы (плитка, декоративный камень, бетонная стяжка). Преимущества и недостатки в данной ситуации субъективные. Керамическая плитка или бетонная стяжка обладают высокой теплопроводностью, соответственно нагреваясь от нагретого теплоносителя, лучше отдают тепло внутрь помещения. И наоборот, ламинат, паркет, линолеум являются удобными и комфортными напольными покрытиями, играют роль дополнительной изоляции, снижая интенсивность теплообмена во внутренних пространствах.

Эффективность работы теплого водяного пола напрямую зависит от качества слоеного пирога, т.е. от состава подложки теплого пола. В состав подложки обычно входят:

• Гидроизоляция;
• Металлическая монтажная сетка;
• Теплоизоляция;
• Демпферная лента;
• Сухая или мокрая стяжка.

На заметку: как правило, традиционная толщина слоеного пирога варьируется в диапазоне 50-150 мм. Конечные параметры пирога определяются в зависимости от диаметра труб для водяного контура, толщиной перекрытий, качества напольного покрытия и мощности системы отопления теплый пол.

Основным действующим инструментом в данном случае выступает трубопровод, изготовленный из металлопластиковых труб. Соединенные в отдельные фрагменты или отрезки (контуры) трубы укладываются на подушку, после чего подключаются к коллекторам, через которые осуществляется подача теплоносителя в отопительный контур и возврат обратки.

В конструкции системы отопления заключается и принцип работы. Расстояние между стяжкой и напольным покрытием является местом прокладки теплого водяного контура, посредством которого происходит нагрев всей поверхности пола до необходимой температуры. За счет незначительной нагрева (оптимальная температура нагрева теплоносителя составляет 35-45 0 С) система отопления «теплый пол» является низкотемпературной.

Очевидные преимущества, которыми обладает теплый пол

Если не брать во внимание сложности с монтажом, теплый пол по праву считается одной из самых эффективных систем обогрева. Низкотемпературный режим работы теплых полов способен дать реальную и существенную экономию расходов на отопление. В среднем на 20-40% в сравнении с радиаторным вариантом отопления. Отсутствие перегрева воздушной массы внутри помещений обеспечивает хорошую насыщаемость внутреннего пространства положительными ионами.

К другим очевидным преимуществам можно смело отнести следующие качества:

• высокая экологическая безопасность системы, полное соответствие санитарно-гигиеническим нормам обогрева жилых помещений;
• основная часть тепловой энергии передается в результате теплового излучения, что положительно сказывается на организме человека;
• реальная экономия тепла в жилых зданиях с высокими потолками ( до 50% при высоте потолков более 3-х метров);
• отсутствие открытой разводки и радиаторов существенно упрощает внутреннюю отделку жилых помещений;
• реальная последующая экономия затрат на отопление в сравнении с электрическим обогревом (в среднем в 5-7 раз);
• в отличие от электрических теплых полов, водяной пол не дает мощного электромагнитного поля, негативного сказывающегося на самочувствии обитателей жилья.

Очевидные недостатки данной системы отопления

Основной недостаток, который может омрачить вас, если вы надумали оборудовать в своем доме теплые полы, заключается скорее в наличии административных запретах на использование подобной системы отопления. Обойти запреты можно, если вы ориентируетесь на небольшую площадь обогрева и у вас первый этаж. В противном случае ситуация чревата в дальнейшем административными штрафами и восстановлением демонтированного оборудования.

Вторым аргументом, который можно отнести к недостаткам этой системы отопления, является длительный и кропотливый монтаж оборудования. Минус водяного пола в процессе монтажа заключается в невольном утяжелении конструктивных особенностей здания. За счет слоеного пирога, используемого для подложки, масса перекрытия может увеличиться на 10-15%, что крайне опасно для жилых многоэтажных домов старой постройки.

Соблюдая технологию укладки и монтажа, владельцам жилья придется столкнуться с довольно крупными финансовыми затратами. В отличие от электрических полов, водяные теплые полы трудоемкие в процессе обслуживания и ремонта. В плане безопасности водяной пол уступает другим вариантам домашнего отопления.

Заключение

Есть много плюсов в данной системе отопления, присутствуют и некоторые минусы, когда разговор заходит о теплых полах. Однако ситуация выглядит следующим образом. В любом случае, если вы решили установить в своем доме или квартире теплые водяные полы, преимуществ, которые вы получите в дальнейшем, будет явно больше, чем недостатков. Высокая эффективность, экономичность и практичность являются основными козырями данной системы отопления.

Электро-водяной теплый пол — недостатки и преимущества отопления.

Несколько лет назад на нашем рынке появился новый вид отопления под названием электро-водяной теплый пол.

Все мы хорошо знаем в отдельности про электрические и водяные теплые полы. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки.

А что же это за чудо такое – эл.водяной теплый пол? Неужели он действительно способен объединить все плюсы двух типов отопления?

Давайте разберёмся как раз с теми параметрами, которые чаще всего и прописывают в рекламных буклетах как явные преимущества, за счет которых вы, собственно говоря, и должны сделать свой однозначный выбор в пользу новинки.

Что вообще такое электро водяной теплый пол? По сути, это труба из сшитого полиэтилена с греющим кабелем внутри.

Диаметр трубки 20мм, толщина 2,5мм. Сама трубка заполнена незамерзающей жидкостью. Для предотвращения теплового расширения в трубу также помещен компенсатор.

Вся конструкция надежно герметизирована с двух сторон и имеет заданную длину (7м-14м-21м-28м-35м-42м-56м-70м-84м).

Цена всей этой системы существенно дороже обычных теплых полов. И тут возникает закономерный вопрос, за что мы переплачиваем и стоит ли оно того?

Так как внутри трубы есть теплоноситель, то вся система якобы лучше сохраняет тепло, чем обычный греющий кабель под стяжкой.

Конкретно, на два часа дольше. У простых теплых полов это время равняется 2 часам, у электро-жидкостных – 4 часа.

То есть, чтобы вы понимали – площадь поверхности пола никак не меняется, материал и толщина стяжки тоже.

Кабель в трубе отдает тепло стяжке, обычный греющий кабель без трубы тоже отдаёт тепло стяжке.

В обоих случаях пол совершенно одинаково прогревается. И только за счет добавления в трубочку жидкости, каким-то магическим образом показатели должны измениться в несколько раз.

Вот так чудо система с КПД в 200%!

Когда помещению с его теплопотерями условно нужно 1кВт/ч тепловой энергии для поддержания 25С, то абсолютно без разницы откуда вы получите этот кВт (газ, электричество, твердое топливо) и как его передадите — конвекцией или инфракрасным излучением, теплым полом, водяным или электрическим, камином, радиаторами или тепловой пушкой!

Если взять трубу d-20мм (толщиной 2,5мм) и посчитать общий объем теплоносителя внутри нее, для стандартной длины электро-жидкостной системы в 56 метров получится примерно 10 литров.

В качестве эксперимента поставьте в комнате ведро воды, нагретой до 40 градусов, и дайте ему остыть до 20 градусов.

Даже один домашний кот со своей стабильной температурой тела в 38-39С привнесет в ваш дом гораздо больше тепла

У нагревателя типа – “кот домашний, обыкновенный”, тепловыделение в котоВт/часах постоянно, если не считать режимов повышенного энергопотребления, а у ведра с водой оно снижается по мере остывания.

Теперь понимаете, почему некоторые люди держат дома так много кошек

В качестве одного из главных преимуществ системы выставляется ее хорошая ремонтопригодность. При выходе из строя кабеля его без особых проблем можно заменить, просто вытянув из трубки старый и затянув туда новый.

С греющим кабелем, напрямую замурованным в стяжку, такой фокус не пройдет. В реальных условиях лучшая ремонтопригодность системы “немножко” отличается.

Спросите любого электрика, сможет ли он заменить кабель, проложенный в гофре под штукатуркой?

Первый вопрос, который он вам задаст – “А сколько будет поворотов и под каким углом?”.

Если там более трех изгибов, то сделать это будет уже не реально. А теперь вспомните змейку, которой укладываются теплые полы.

Сколько вы насчитаете закруглений и поворотов на площади хотя бы в 10м2, не говоря уже о гораздо больших величинах?

При наличии эксклюзивной спецмашинки с насосом (она меняет кабель в трубе за счет циркуляции жидкости под давлением) это еще можно сделать.

А вот самостоятельная замена на сухую, без специнструмента вам не светит. Также возникнут проблемы при наличии дырки в трубе.

Вот так выглядит труба, прожженная сгоревшим кабелем. Нагнетаемая жидкость попросту будет уходить через нее.

Кроме того, при коротком замыкании на обычном греющем кабеле, можно найти это место повреждения, локально вскрыть пол и установить там ремонтную муфту.

Кабель, замурованный в трубе с жидкостью, локально уже не отремонтируешь. Придется менять целиком и платить за него целиком.

Прибавьте сюда вероятность повреждения самой трубки, отдельно от кабеля (случайно просверлили или вбили гвоздь). В итоге появляются дополнительные разъемные соединения в стяжке.

Как думаете, это нормально для дальнейшей эксплуатации системы?

Вот и получается, что надежность из-за всех этих факторов заметно снижается.

Даже хваленая ремонтопригодность труб при их нагреве феном не спасает. Как гласит реклама, при изломе любого участка, достаточно его нагреть феном, и стенка трубки вернется в изначальное состояние.

На самом деле на всех картинках при таком ремонте разогревается пустая труба, без теплоносителя. А значит у вас появляется еще одна головная боль.

Как слить и залить антифриз, сохранив при этом заводскую надежность герметизации всего отопления?

Кроме того, как “восстановилась” стенка трубки мы можем визуально проконтролировать только снаружи. Что происходит с ней внутри, никто не знает.

Приличный производитель не даст вам никакой гарантии после такого залома.

Еще одно преимущество – так как данная система разделена по комнатам (одна труба – один терморегулятор), то и выставлять температуру в разных помещениях можно по-разному, без лишних теплопотерь от источника (котла).

Во-первых, по поводу теплопотерь при отоплении от котла. На протяженных транзитах от коллектора до помещения, все трубы, как правило изолируются. Но даже если тепло и “теряется” на этом участке, то оно все равно остается внутри дома!

Вы же не прокладываете трубы снаружи здания и не греете улицу?

По поводу регулировки температуры — а кто вам сказал, что другие системы не могут делать то же самое?

У тех же водяных теплых полов с простейшим термостатом (по воздуху!) и термоэлектрической головкой на коллекторе, решается проблема поддержания заданной температуры с точностью до 1-2 градусов.

В системе с эл.водяными теплыми полами регулировка ТОЛЬКО по воздуху как раз запрещена. О чем и говорится в инструкции.

Вам нужно точно контролировать температуру нагрева трубок, иначе вы их сожжете. Сделать это можно только с датчиком, проложенным в стяжке рядом с трубкой, а не с воздушным терморегулятором на стенке.

Вот показательный пример одного пользователя, который дважды! спалил свои электро-водяные теплые полы подобным образом.

В связи с ненадобностью котельной, капитальные затраты на все оборудование для эл.водяных теплых полов должны быть меньше в 2-3 раза. Но так говорится в рекламных буклетах.

На практике, если подбить все цифры, картинка получается обратная. Вот данные для жилого дома в 100м2 с длиной труб в 300м (это расчеты с ценой без “электрики”, цены на начало 2021г).

Если сюда добавить стоимость 11 термостатов + 11 автоматических выключателей + диф.автоматы или УЗО + медный кабель до каждого контура + распредшкаф, то получится цифра около 300 тыс. рублей.

трубы 360м (с транзитом) – 40 тыс.

котел – 50 тыс.

коллектор – 23 тыс.

Итого с материалами из не самой дешевой ценовой категории получается сумма в 133 тыс. рублей.

Фактически система эл.водяного теплого пола обойдется вам минимум в 2 раза дороже, чем оборудование обычного теплого пола вместе с котельной!

При этом не забывайте, что котел помимо отопления можно еще приспособить и под горячее водоснабжение, без которого в своем доме никак.

Заявленный срок службы системы более 50 лет!

Возникает логичный вопрос, откуда это взято и как подсчитано? Скорее всего информация получена исходя из того, что любой производитель полимерных материалов (трубы) автоматически закладывает для своей продукции 50 лет безаварийной работы (при соблюдении рабочей температуры).

А если случится утечка жидкости или сбой в работе терморегулятора? А такое запросто может произойти из-за скачка напряжения.

Во что превратятся ваши трубы после неконтролируемого нагрева?

То есть, тут изначально нужно учитывать несколько факторов, а не только материал изготовления и его заводской срок службы.

Во-вторых, не забываем, что внутри трубы имеется компенсатор теплового расширения. Кто рассчитывал сколько времени проработает он?

В-третьих, неизвестно каким образом химический состав незамерзающей жидкости скажется на свойствах стенок трубки. Свойства самого антифриза с годами также меняются.

А значит и его придется как-то сливать-заливать. Никто вам про эти нюансы обычно не рассказывает.

Вы должны просто ПОВЕРИТЬ в красивую цифру 50.

Продавцы уверяют, что эл.водяной теплый пол в отличие от обычного, можно укладывать под любую поверхность.

Однако, если обратиться к инструкции, то там черным по белому написано: “Запрещена укладка под пробку, доску пола, паркет и теплоизоляционные материалы”.

А это уже как бы не бьется с формулировкой “любое”. Отступите от инструкции – навсегда потеряете гарантию.

Предположим, у вас в комнате вдоль всей стены есть большой шкаф с глухим цоколем. Циркуляция воздуха под ним, естественно отсутствует, а значит и съема тепла в этом месте никакого нет.

Обычный электрический теплый пол в такой ситуации просто перегреется и сгорит. Поэтому при его монтаже и рекомендуется всячески обходить мебель.

А вот электро-водяной аналог, согласно рекламным буклетам, укладывать под мебель можно.

Но что нам говорит опять же инструкция, а не реклама? А в инструкции присутствует сразу несколько пунктов, в которых четко оговорено, что данный вид отопления боится перегрева и допускать его нельзя!

То есть, производитель напрямую вам запрещает помещать трубу в такие условия, где возможен перегрев. Продажники же говорят об обратном.

И кому здесь верить?

Существенным недостатком системы является кратная длина отрезков. Электроводяной теплый пол можно монтировать участками кратными 7 метрам (7м-14м-21м и т.д.).

На больших длинах размеры скачут уже через 14 метров! Отрезать кусочек поменьше вы не сможете.

В итоге у вас будет оставаться либо длинный “хвост” (актуально для небольших санузлов и ванных комнат), либо будет не хватать пары метров. Все зависит от площади помещения.

Не надейтесь, что вы сможете просто поплотнее уложить “змейку”. Минимально допустимый шаг укладки в 200мм никто не отменял.

Сократите его, последует перегрев, нарушение инструкции, потеря гарантии и т.д.

С водяными теплыми полами такой проблемы не возникает. Режьте трубу где хотите.

Жизнеспособна ли данная система? Конечно, да. Тысячи людей ей успешно пользуются и не собираются переходить на что-то другое.

В первую очередь из-за отсутствия хлопот с обслуживанием котла, коллектора и т.п. Тратить все свободное время на себя, а не на “кочегарку”, это конечно подкупает.

Вот отзывы от реальных пользователей и монтажников.

Однако вы должны четко понимать, что система вовсе не обладает теми явными преимуществами, о которых так ярко говорится в рекламе.

Главный недостаток электрических теплых полов перед водяными в том, что они имеют постоянную мощность, а не постоянную температуру на единицу площади. То есть, пол имеет разную температуру в зависимости от покрытия, мебели, сквозняка и т.д.

Электрожидкостный пол, который должен был побороть этот недостаток, никоим образом не решает данного вопроса. Что дает наличие сантиметра теплоносителя вокруг кабеля, кроме головняка, вообще непонятно.

Минус обычного водяного – сложный монтаж, зато плюс, что к нему можно подключить любой котел – газовый, дровяной, электрический, да хоть тепловой насос.

“Чудо технология” имеет все минусы монтажа обычного водяного пола, при этом лишает вас возможности выбора источника нагрева (только электричество).

Вот и получается, что данная система – это по сути обычный (но более дорогой) электропол, с гипотетической возможностью полной замены кабеля без вскрытия стяжки. Остальная его “суперэффективность”, мягко говоря сильно преувеличена.

Плюсы и минусы теплых полов

Представьте, как утром встаете с кровати в своем загородном доме, ступаете по мягкому ковру в направлении кухни, для того чтобы заварить кофе и начать новый день и вот в один момент теплый ворс заканчивается, и ваша нога оказывается на ледяном кафеле. Не самое приятное начало дня, не правда ли?

Этого можно избежать, продумав на этапе строительства монтаж теплых полов. Тогда каждый день, хотя бы в одном из помещений дома, у вас не будут мерзнуть ноги.

Особенности технологии

За счет того, что теплый воздух поднимается, как известно из школьного курса физики, снизу вверх, подобная система отопления позволит в несколько раз быстрее прогреть помещение. А также подобный способ поступления тепла намного полезнее с физиологической точки зрения.

Виды теплых полов

На данный момент, есть два вида теплых полов:

• водяные,
• электрические.

Каждый из них имеет свои специфические черты, о которых мы подробно рассказали в этой статье.

Плюсы и минусы водяных теплых полов

Водяной теплый пол получил свое название за счет того, что имеет некое сходство с классической для многоэтажных домов системой отопления – радиаторной. В случае пола, все, с одной стороны, проще, с другой – сложнее.

Трубы, по которым идет горячая вода монтируются на стяжку, заливаются бетоном, а сверху кладется напольное покрытие. Подобные манипуляции сложно произвести самостоятельно, если, конечно, не иметь соответствующего опыта и специализации, но стоит признаться, что подобные мастера живут не в каждой квартире. К тому же есть определенные проблемы с монтажом подобной системы отопления в городской квартире – нужно согласовать это с управляющей компанией, а в частных домах лучше всего принять решение об использовании теплого пола на этапе котлована, а еще лучше на момент проектирования. В последнем случае, наша компания может на производстве изготовить плиты со специальными выемками под провода и терморегуляторы.

Плюсы

У теплого пола есть большое количество плюсов:

1. Наиболее экономичная система отопления дома. За счет того, что у самого теплоносителя относительно небольшая температура (до 50 градусов) в помещениях с высокими потолками расход средств на прогрев комнаты снижается ровно вдвое.
2. Равномерное распределение тепла. Из-за того, что прогрев идет от пола достигается оптимальное распределение – около 23 градусов на уровне ног и 18 у головы.
3. Безопасность эксплуатации. Все нагревательные элементы надежно спрятаны под половым покрытием, что позволяет спокойно оставлять маленьких детей в помещении и не волноваться о том, что они получат ожоги.
4. Эстетичность. Отсутствие на виду видимых элементов отопления позволяет создавать современные интерьеры без привязки к тому, как лучше всего скрыть, например, радиаторы или конвекторы.
5. Полезность. В доме с теплыми полами намного сложнее простудиться или чувствовать себя некомфортно. Особенно это актуально для семей с маленькими детьми, которых можно просто оставлять на полу без теплых ползунков или шерстяных носков.

Минусы

Помимо большого количества преимуществ у теплых полов есть и свои минусы:

1. Как уже говорилось выше, одним из главных недостатков водяного пола является то, что его монтаж должны проводить профессионалы. А также его нельзя монтировать с нагревом от газового котла, потому что пол будет слишком горячим и все его преимущества нивелируются одним эти минусом.
2. В случае неправильной укладки труб возможна протечка, которую будет сложно устранить. Это связано с тем, что трубы на одном из этапов монтажа заливаются бетонной смесью и соответственно, в случае чего, приходится разбирать всю конструкцию.
3. Специалистами не рекомендуется использовать теплый пол, как единственную систему отопления в доме. В идеальном варианте, она должна дублироваться дополнительными обогревателями. Сюда же можно добавить такой минус, как невозможность регулирования температуры, если от пола стало жарко, то его можно только выключить и ждать, когда он остынет.
4. Помимо всего прочего, всегда остаются места, в которых невозможен монтаж водяного пола, и соответственно там необходимо будет все равно устанавливать, например, конвекторы.
5. На подобную систему отопления нельзя устанавливать сверху тяжелую мебель, то есть под шкафом – пол не будет выделять тепло.

Плюсы и минусы электрических теплых полов

Электрические теплые полы, в отличие от водяных иметь несколько вариантов реализации:

• кабель,
• пленка,
• маты.

И соответственно каждый из них имеет свои преимущества перед остальными, а также и свои недостатки.

Кабельный пол

Подобная система отопления из электрических считается одной из самых популярных и достаточно бюджетных. Она состоит из специальных, термостойких кабелей, которые нагреваются при воздействии на них небольшого тока и отдают тепло напольному покрытию. Как и водяные полы, этот вид укладывается в стяжку, что может создать некоторые затруднения при уже выполненном под ключ ремонте.

Основным минусом можно назвать то, что если в процессе эксплуатации кабель повредится, то заменять придется весь участок также мало кому понравится вариант, что пользоваться полами можно будет только через две недели после монтажа.

Нагревательные маты

Формально, это те же нагревательные кабели, просто в заводских условиях разложенные «змейкой» и запаянные в специальное полотно. Вследствие этого их монтаж упрощается в несколько раз. Нет необходимости делать стяжку, маты кладутся на специальный клей. Единственное что, на уже существующем бетонном поле, делаются дополнительные канавки для лучшего сцепления клея и полотна.

И данный вид обладает тем же недостатком, что и предыдущий – при выходе из строя датчика или повреждения небольшого участка, придется перестилать весь пол или забыть про то, что такое, когда ногам тепло.

Инфракрасная пленка

Из всех вариантов теплого пола инфракрасный является одним из самых эффективных способов обогрева помещения. При использовании подобной пленки создается впечатление, что в комнате температура выше, чем показывает градусник. А также многими будет оценено то, что подобную систему можно монтировать не только в пол, но и в стены, и даже в потолок, что серьезно расширяет горизонты создания теплого и уютного дома.

Сложно найти у него и недостатки – данная система устанавливается за один день, использовать все ее ресурсы обогрева можно сразу же после монтажа, при выходе из строя одной из секций не нужно менять весь участок, а просто заменить неработающий и снова начать наслаждаться теплом.

Общие недостатки и достоинства электрических теплых полов

Говоря о плюсах электрических теплых полов перед водяными нельзя не упомянуть:

1. Быстрый и комфортный нагрев помещения.
2. Безопасность в плане эксплуатации. Подобная система не протечет и не испортит ремонт на нижних этажах.
3. Относительная простота монтажа. Как уже сказано выше, некоторые из вариантов даже не требуют того, чтобы находиться на полу.

Но, как и у всех, у электрического пола есть и свои недостатки:

1. Высокое потребление электричества для обогрева. Хотя и есть решение по снижению затрат и нивелированию этого минуса – теплый пол делается только на кухне, ванной и детской – все равно, удар по кошельку может быть довольно весомым.
2. По сравнению с достаточно бюджетным водяным полом – большие затраты на монтаж и сами нагревательные элементы.

Какой лучше?

В выборе теплого пола для дома из СИП-панелей стоит ориентироваться на свои финансовые возможности, а также, конечно же, доверять монтаж только профессионалам. Как уже сказано выше неправильный монтаж, например, водяной системы отопления может повлечь за собой еще большие расходы и большое количество неприятностей.

У нас на сайте вы можете посмотреть проекты СИП-домов и на их планировках сразу решить, где именно пол будет греть ноги.

Теплые полы: виды, плюсы и минусы установки системы

На данный момент установка теплых полов в квартире перестала быть редкостью и диковинкой. Современный ремонт рассматривает теплые полы как основной или дополнительный источник отопления. Но выбор теплых полов настолько широк, что покупатель теряется в разнообразии. Какую систему теплых полов выбрать, чем они отличаются, рассмотрим в этой статье.

Устройство теплых полов

Система теплых полов известна еще с древних времен. Конечно, устройство тех лет намного примитивнее современных аналогов. Например, замки китайских владык устилались полами с двойным дном. Нижний уровень представлял собой жаровню, разогреваемую углями, благодаря чему, верхний уровень всегда был теплым и комфортным. В Древнем Риме люди создали целую систему обогрева пола, получившую название гипокауст. Особенность системы гипокауст заключалась в специальных полостях, проложенных в стенах и полу дома. В подвале помещения топили печку, горячий воздух, поднимаясь наверх, проходил по системе полостей и прогревал весь дом. Как понятно из названия, теплые полы – это система отопления помещения снизу, непосредственно от поверхности пола. В зависимости от теплоносителя различают несколько видов теплых полов, но все они схожи по принципу работы. Устройство теплых полов представляет собой согревающий элемент, положенный на теплосберегающий материал, слой бетонной стяжки (некоторые виды нагревателей не нуждаются в стяжке), и финальное напольное покрытие.

Вам могут пригодиться

Плюсы и минусы теплых полов

Наличие теплого пола в доме – сам по себе уже плюс. Но давайте разберемся подробнее в достоинствах системы теплого пола.

• Равномерное распределение тепла. Обратимся к законам физики. Теплый воздух легче холодного, поэтому радиаторная система отопления качественно прогревает средние слои комнаты и потолок. Воздух, остывая, опускается вниз. На полу образуется холодный поток. Стена, удаленная от стены с радиатором, получает минимум тепла. Теплые полы прогревают помещение снизу и по всей площади.
• Комфортное самочувствие человека. Никогда не замечали, что, будучи одеты тепло, но с холодными ногами – мерзнет все тело? Так устроен организм, при согреве ног комфортно всему телу.
• Совместимость с системой отопления. Возможность регулировать отопление от радиатора и пола, не пересушивая воздух.
• Безопасность. Нагревательные элементы спрятаны в большинстве технологий укладки теплого пола под бетонной стяжкой, они недоступны для ожога и пожаробезопасны.
• Подходят семьям с детьми. Наличие детей, проводящих большую часть времени на полу – прямое показание к монтажу теплых полов.

Недостатки у теплых полов имеются, но их немного.

• Сложность монтажа. Положить теплый пол возможно только во время ремонта с полным перестиланием покрытия.
• Не может являться единственным источником тепла в помещениях с низкой сопротивляемостью стен холоду. Необходима установка радиаторов отопления.
• При установке водяного теплого пола потребуется место для насосного и фильтрующего оборудования. Возможно снижение давления в трубах с водой, если много квартир в доме подключит водяную систему обогрева пола.

Разновидности теплых полов

Основное деление на виды теплых полов производят по виду теплоносителя.

• Электрические теплые полы. Питание системы происходит за счет электричества, и это является плюсом и минусом полов одновременно. Плюс в автономности отопления от служб ЖКХ. Минус в стоимости электричества, счета за такой элемент отопления увеличатся в несколько раз.
• Водяные теплые полы. Этот вид системы менее затратен в обслуживании, но монтаж займет больше времени и финансов. Еще один плюс водяного отопления пола в отсутствии даже минимальных доз излучения.

В свою очередь принято делить на 3 вида электрические теплые полы.

• Пленочный теплый пол. Инфракрасный теплый пол нагревает предметы в помещении, а не воздух. Разрешен монтаж под любое покрытие, кроме керамической плитки.
• Кабельный теплый пол. Греющий кабель прокладывается под бетонную стяжку. Универсален в применении.
• Термоматы. Тонкий кабельный теплый пол на сетке. Термоматы удобны для установки под керамическую плитку, поскольку покрытие равномерное и не широкое.

В следующих статьях я подробнее расскажу о каждом из видов, чтобы помочь вам определиться с выбором теплых полов в квартиру или дом.

Предлагаю к ознакомлению остальные статьи цикла “Теплые полы”:

Схемы, принцип работы, виды электросчетчиков

Уютная и комфортная жизнь ныне означает не только полный холодильник или погреб продуктов, но еще тепло среды обитания, ее освещение, наличие доступной воды и удобство использования элементарных вещей. К примеру, разведение огня в целях приготовления пищи. Все названое, на текущий момент обеспечивается энергоносителями — горячей водой в батареях, электричеством, газовым топливом в колонках и плитах.

Добыча названых элементов и доставка их конечному потребителю, в жизни обывателя возлагается на сторонние организации. Последнее автоматически назначает цену энергоносителю, связанную непосредственно с обслуживанием транспортной структуры и не конечной стоимостью изначального получения ресурса.

Решение вопроса о затраченном количестве того или иного элемента обеспечения, возлагается на различные счетчики, которые в зависимости от объема потребления электричества, тепла, воды или газа, производят учет расхода. Впоследствии названая информация становится основой предъявляемых счетов конечному потребителю.

В теле статьи будет рассмотрен принцип работы электросчетчика, как наиболее распространенного прибора учета. Он используется практически во всем жизненном пространстве человека, определяя затраченную энергию бытовыми приборами, освещением или промышленным оборудованием.

Разновидности

Существует много градаций, по которым различают приборы учета электроэнергии. Среди них:

1. На какую линию рассчитано устройство — одно или трехфазную.
2. Внутренний механизм — индукционный или полностью электронный.
3. Метод подключения к нагрузке — прямой или через токовый трансформатор.
4. Класс точности.
5. Учет одного или нескольких тарифов.
6. Функциональные возможности по снятию показаний — только непосредственное или комбинированное с удаленным. Сюда же относится и возможность контроля работы прибора с отдельного пульта управления.

Менее важным различием электросчетчиков, но использующихся в некоторых документах, можно назвать потребляемую мощность самим прибором учета. Он тоже расходует определенное количество энергии, необходимой для его работы.

Тем не менее, основополагающим различием стоит считать конструктивные особенности — индукционного типа электрический счетчик либо полностью электронный. От названого фактора зависит класс точности прибора, его функциональные возможности и количество учитываемых тарифов.

Индукционный счетчик «изнутри»:

В сущности, индукционные счетчики просты, дешевы и надежны. Их основа — механика и электрика. К сожалению, названный фактор вводит и определенные ограничения на возможности устройства. К примеру, без сильного усложнения конструкции, от прибора нельзя получить больших сервисных функций.

Электронные структурно сложнее и могут выполнять множество дополнительных действий, таких как отправка показаний удаленным образом, отключение линии потребления с пульта находящегося вдали от прибора, ведение нескольких тарифов цены электроэнергии в зависимости от времени суток. Кроме того, они обладают большей точностью, в отличие от предыдущего варианта прибора учета. И еще один фактор, которым безусловно хороши электронные счетчики — возможность ретроспективы. Суть ее в хранении показаний за несколько отчетных периодов. И названая информация легко доступна к получению, от конкретного устройства.

Потребление энергии в зависимости от времени суток:

Основа цифрового электросчетчика — полностью электронная схема, без движущихся механических элементов. В ней несколько микросхем, трансформаторы тока и миниатюрный компьютер управляющий всем перечисленным хозяйством. Последний называется микроконтроллером. Всё монтируется на единую плату еще на заводе, что исключает повреждение связей элементов в процессе эксплуатации.

Что учитывает прибор учета

Вне зависимости от того, как устроен электросчетчик, он в своей основе измеряет мощность потребителя, в зависимости от которой и производится расчет количества затраченной энергии за конкретный период времени. Сам показатель сопротивления (нагрузки) в сетях переменного тока, бывает активным и реактивным. А в корне суммы квадратов значений обоих видов потребления (формула — P=√ ((U I cosθ)2+ (U I sinθ)2) он дает полную мощность нагрузки цепи. Разница показателей в том, что при активной мощности выполняется какая-либо работа, а при реактивной, энергия впустую циркулирует между связанными элементами сети. Последний фактор возникает в тех случаях, когда к цепям переменного тока подключен конденсатор или катушка трансформатора.

Из-за своего устройства индукционные счетчики способны определять или активную нагрузку, или только реактивную, что использовалось некоторыми недобросовестными потребителями для искажения показаний в приборах учета старых моделей. Электронные оперируют обеими характеристиками, вычисляя полную мощность по специальной формуле, используя в качестве основы текущие характеристики нагрузки сети.

Индукционные счетчики

Внутреннее строение индукционного счетчика:

Основой функциональности у названых счетчиков служит физический закон магнитной индукции. В конструкции, для создания эффекта используются два электромагнита разной формы и ориентации относительно друг друга, для каждой фазы потребителя. Один из них подключен непосредственно к питанию сети, а второй в разрыв линии нагрузки. Генерируемые ими поля инициируют возникновение вихревых токов на диске из проводящего металла, за счет которых последний и приводится в движение, совершая обороты вокруг своей оси. Причем чем сильнее нагрузка на линию, к которой подключен один из генераторов поля, тем больше электронов скапливается на подвижном элементе, отчего он и вращается быстрее. В целях ограничения момента движения, — чтобы скорость не стала равна применяемой в электродвигателе — используется установленный рядом с поверхностью алюминиевого диска постоянный магнит.

На приведенном изображении видны магнитные поля, циркулирующие в процессе работы прибора. Они обозначены ФI, ФU1 и ФU2. Остальные элементы схемы указаны цифрами. Под номером 1 с обмоткой, отмеченной 2, идет электромагнит наведения. Якорь второго маркирован 3 с силовой линией 4, подключаемой к нагрузке. За 6 закреплен алюминиевый проводящий диск, 7 — ось, на которой он находится. 8 — редуктор, передающий вращательный момент на счетный механизм 9.

Устройство электросчетчика аналогичного плана настолько простое, что индукционные приборы учета электроэнергии изготавливались и применялись еще в 19 веке.

Электронные счетчики

В своем большинстве, электронные приборы учета не содержат движущихся механических частей. Исключением выступают некоторые виды табло, показания которых изменяются за счет работы шагового электродвигателя, приводящего в действие соответствующие шестерни внутреннего редуктора[Ю.П.1] .

Разрабатывались и даже выходили на рынок гибридные варианты приборов учета, содержащие дополнительную функциональность, интегрированную с обычным индукционным счетчиком. Речь идет о системах связи, хранения и удаленного управления. Они не прижились по причине слишком высокой сложности работы, приводящей к снижению общей надежности устройства.

Более простым вариантом стало изготовление прибора учета целиком с использованием электронных компонентов, в число которых входит и «умная» управляющая часть в лице микроконтроллера. Последний, мало того, что выполняет названные функции, так еще и обеспечивает много дополнительных возможностей. К примеру, делает расчет полной мощности нагрузки, используя поступающие данные об активных и реактивных затратах тока от соответствующих датчиков.

Блок-схема внутреннего устройства электронного счетчика:

Для каждой фазы используется своя комбинация трансформаторов тока и напряжения с сенсорами, показания которых поступают на вход микросхемы аналого-цифрового преобразователя, откуда уже в виде кодовых последовательностей идут в микроконтроллер. В свою очередь, он подсчитывает затраченный ток, выводя результат в киловатт-часах. Полученные значения отправляются дальше — на устройство отображения и систему связи (при наличии). Также происходит постоянное сохранение вычисленной информации в энергонезависимую память. Причем в определенные, указанные настройками периоды, микроконтроллер помещает суммарно накопленное потребление в отдельные ячейки, что позволяет получить график мощностей нагрузки за определенные промежутки времени.

Также на «умную» часть прибора учета ложится управление линией, ведущей к конечным клиентским устройствам электронного электросчетчика. Он может по удаленной или прямой команде отключить потребителей или выполнить действие в разрезе условия ограничения мощности. То есть, когда потребление на линии будет больше установленного предела. Названую функциональность обеспечивает непосредственно подключаемое к микроконтроллеру реле, управляющее разрывом линии питания клиентских устройств.

Внутренности электронного счетчика:

Схема электросчетчика в упрощенном варианте, представленном еще в устройстве от Texas Instruments, выглядит следующим образом:

На ней видны все основные элементы, включая трансформатор тока, отмеченный «CT», цифровое табло и обязательный тактовый генератор, нужный всем видам микроконтроллеров. Именно последний и задает скорость работы и время реакции у логической части.

В сущности, любой существующий электронный счетчик электроэнергии построен на тех же элементах, которые и указаны в приведенном приборе. Конечно с тем условием, что у разных производителей будет отличаться элементарная база и могут быть добавлены некоторые компоненты, расширяющие конечную функциональность.

Преимущества и недостатки конкретных видов приборов учета

Главное преимущество импульсных приборов учета: их простота, надежность и низкая цена. На этом плюсы оканчиваются. Механика изначально подвержена сторонним воздействиям и не обеспечивает нужного уровня точности. Не говоря уже о функциональном объеме. Главным из последнего можно назвать отсутствие автоматической передачи данных оператору-поставщику энергоносителя. Требуется непосредственное участие людей в процедуре съема показаний, отключении или активации устройства.

Снятие показаний работниками ЖКХ:

У электронного счетчика нет таких проблем. Отсутствуют движущиеся части, сложнее компоновка, наличествуют внутренние логические элементы. Все названое позволяет производить контроль работы счетчика удаленно, получая информацию о текущих показаниях в режиме онлайн и управлять самой подачей энергии потребителям. Последние две функции нужны не только управляющим компаниям, но и позволяют интегрировать прибор учета в систему «умного» дома, с целью предоставления информации потребителю. Который в свою очередь, может, к примеру, при условии наличия нужного программного обеспечения, выполнять не только контроль ситуации в общем, но и оплачивать счета в автоматическом режиме.

Кроме названых плюсов, можно вспомнить и о том, что физические принципы, заложенные в основу того, как работают счетчики аналогичного плана, не дадут осуществить искажение поступающих данных от устройств потребления методами, применяемыми в отношении импульсных приборов учета.

У цифровых счетчиков есть и минусы. В сущности, выход любого из элементов схемы приведет к его полной неработоспособности, что достаточно актуально из-за низкого качества применяемых деталей. На практике срок эксплуатации электронного счетчика ниже, чем у индукционного.

Подключение прибора учета электроэнергии

Рассмотрев функциональные принципы работы электронного счетчика, пора перейти к практической части. Речь пойдет о том, как производится правильная установка одно- и трехфазного прибора учета.

Схема монтажа в существующую энергосеть, непосредственно указана на корпусе устройства или его документации. Она различна для сетей 220 В и 380 В (соответственно — одной или трех фаз). В общем виде электросчетчик, вне зависимости от его вида (электронный или индукционный), — в том случае, если он предназначен для работы на одной фазе — подключается по следующей схеме:

Монтаж трехфазного счетчика электроэнергии, выполняется немного иначе:

Последовательность контактов разных моделей может отличаться.

Кроме того, есть частные случаи, когда электросчетчик соединяется с линией не напрямую, а через трансформаторы тока:

После установки прибора учета, (если конечно она не производится в интересах личной информативности) нужно обратиться к обслуживающему персоналу поставляющей электроэнергию организации. Последний выполнит проверку правильности соединения, снимет начальные показания прибора и зафиксирует его заводские данные. После проводится обязательное пломбирование устройства учета, с целью предотвращения последующего внесения изменений в схему подключения.

Примечания по классу точности

Ранее было упомянуто о классе точности электросчетчика. Обычно он указан на корпусе устройства и определяет, насколько последний чувствителен к линии потребления. Чем меньше значение, тем его показания точнее даже при малых нагрузках. Это и плюс, и минус прибора учета. Для контролирующих организаций – чем чувствительнее устройство, тем больше дохода. В отношении потребителей обратная картина. Никому не нужно, чтобы счетчик оценивал телевизор, микроволновую печь, стиральную машину или холодильник, находящиеся в режиме ожидания, когда они не выполняют никаких активных действий и расходуют только «каплю» электроэнергии.

Слева внизу на табло, в круге — класс точности устройства:

С практической стороны, нельзя устанавливать приборы учета ниже второго класса точности. Но такая чувствительность идеальна для бытовых целей. В случае организаций лучше использовать счетчик первого класса.

Видео по теме

Принцип действия и устройство счётчиков электрической энергии

С помощью электросчетчиков осуществляется учет израсходованной электрической энергии. Электросчетчики бывают индукционные и электронные.

Измерительный механизм индукционного однофазного счетчика электрической энергии (электроизмерительный прибор индукционной системы) состоит из двух электромагнитов, расположенных под углом 90° друг к другу, в магнитном поле которых находится легкий алюминиевый диск. Схема устройства счетчика электрической энергии показана на рисунке 1.

Для включения счетчика в цепь его токовую обмотку соединяют с электроприемниками последовательно, а обмотку напряжения – параллельно. При прохождении по обмоткам индукционного счетчика переменного тока в сердечниках обмоток возникают переменные магнитные потоки, которые, пронизывая алюминиевый диск, индуцируют в нем вихревые токи.

Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками электромагнитов создает усилие, под действием которого диск вращается. Последний связан со счетным механизмом, учитывающим частоту вращения диска, т.е. расход электрической энергии.

Рис. 1. Схема устройства счетчика электрической энергии: 1 – обмотка тока, 2 – обмотка напряжения, 3 – червячный механизм, 4 – счетный механизм, 5 – алюминиевый диск, б – магнит для притормаживания диска.

Рис. 2. Устройство индукционного электросчетчика

Для учета потребленной электроэнергии в сетях переменного трехфазного тока применяются трехфазные индукционные электросчетчики , принцип действия которых аналогичен однофазным.

В настоящее время все более широкое применение получили электронные (цифровые) электросчетчики . Электронные счетчики обладают рядом преимуществ по сравнению с индукционными счетчиками:

– малые габаритные размеры,

– отсутствие вращающихся частей,

– возможность учета электроэнергии по нескольким тарифам,

– измерение суточных максимумов нагрузки,

– учет как активной, так и реактивной мощности,

– возможность дистанционного учета электроэнергии.

Рис. 3. Схема устройства электронного счетчика электроэнергии

В настоящее время учёт электроэнергии, в основном, производится по одному тарифу (то есть стоимость электроэнергии одинакова независимо от времени потребления). Однако, начинает вводится многотарифные системы оплаты, при которых стоимость электрической энергии различна по часам суток или по дням недели.

Указанный подход обеспечит более равномерное потребление электроэнергии потребителями и снижение максимальной нагрузки энергосистемы. Поэтому уже выпускаются электронные счётчики со встроенными часами, которые питаются от аккумуляторной батареи, что обеспечивает учёт электроэнергии по разным интервалам времени, задаваемым программно.

Как правило, электронные счётчики имеют жидкокристаллический индикатор, на котором отображаются потребляемая электроэнергия по каждому из тарифов, текущая потребляемая мощность, текущее время и дата и другие измеряемые прибором параметры.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Как устроен и работает электронный счетчик электроэнергии

Основное назначение этого прибора сводится к постоянному измерению потребляемой мощности контролируемого участка электрической схемы и отображению ее величины в удобном для человека виде. Элементная база использует твердотельные электронные компоненты, работающие на полупроводниках или микропроцессорных конструкциях.

Такие приборы выпускают для работы с цепями тока:

1. постоянной величины;

2. синусоидальной гармонической формы.

Приборы учета электроэнергии постоянного тока работают только на промышленных предприятиях, эксплуатирующих мощное оборудование с большим потреблением постоянной мощности (электрифицированный железнодорожный транспорт, электромобили…). В бытовых целях они не используются, выпускаются ограниченными партиями. Поэтому в дальнейшем материале этой статьи их рассматривать не будем, хотя принцип их работы отличается от моделей, работающих на переменном токе, в основном конструкцией датчиков тока и напряжения.

Электронные счетчики мощности переменного тока изготавливаются для учета энергии электрических устройств:

1. с однофазной системой напряжения;

2. в трехфазных цепях.

Конструкция электронного счетчика

Вся элементная база располагается внутри корпуса, снабженного:

клеммной колодкой для подключения электрических проводов;

панелью ЖКИ дисплея;

органами управления работой и передачи информации от прибора;

печатной платой с твердотельными элементами;

Внешний вид и основные пользовательские настройки одной из многочисленных моделей подобных устройств, выпускаемых на предприятиях республики Беларусь, представлен на картинке.

Работоспособность такого электросчетчика подтверждается:

нанесенным клеймом поверителя, подтверждающим прохождение метрологической поверки прибора на испытательном стенде и оценке его характеристик в пределах заявленного производителем класса точности;

ненарушенной пломбой предприятия энергонадзора, ответственного за правильное подключение счетчика к электрической схеме.

Внутренний вид плат подобного прибора показан на картинке.

Здесь нет никаких движущихся и индукционных механизмов. А наличие трех встроенных трансформаторов тока, используемых в качестве датчиков с таким же количеством явно просматриваемых каналов на монтажной плате, свидетельствуют о трехфазной работе этого устройства.

Электротехнические процессы, учитываемые электронным счетчиком

Работа внутренних алгоритмов трехфазных или однофазных конструкций происходит по одним и тем же законам, за исключением того, что в 3-х фазном, более сложном устройстве, идет геометрическое суммирование величин каждого из трех составляющих каналов.

Поэтому принципы работы электронного счетчика будем преимущественно рассматривать на примере однофазной модели. Для этого вспомним основные законы электротехники, связанные с мощностью.

Ее полная величина определяется составляющими:

реактивной (суммы индуктивной и емкостной нагрузок).

Ток, протекающий по общей цепи однофазной сети, одинаков на всех участках, а падение напряжения на каждом ее элементе зависит от вида сопротивления и его величины. На активном сопротивлении оно совпадает с вектором проходящего тока по направлению, а на реактивном отклоняется в сторону. Причем на индуктивности оно опережает ток по углу, а на емкости — отстает.

Электронные счетчики способны учитывать и отображать полную мощность и ее активную и реактивную величину. Для этого производятся замеры векторов тока с напряжением, подведенных на его вход. По значению отклонения угла между этими входящими величинами определяется и рассчитывается характер нагрузки, предоставляется информация обо всех ее составляющих.

В различных конструкциях электронных счетчиков набор функций неодинаков и может значительно отличаться своим назначением. Этим они кардинально выделяются от своих индукционных аналогов, которые работают на основе взаимодействия электромагнитных полей и сил индукции, вызывающих вращение тонкого алюминиевого диска. Конструктивно они способны замерять только активную или реактивную мощность в однофазной либо трехфазной цепи, а значение полной — приходится вычислять отдельно вручную.

Принцип измерения мощности электронным счетчиком

Схема работы простого прибора учета с выходными преобразователями показана на рисунке.

В нем для замера мощности используются простые датчики:

тока на основе обычного шунта, через который пропускается фаза цепи;

напряжения, работающего по схеме широко известного делителя.

Сигнал, снимаемый таким датчиками, мал и его увеличивают с помощью электронных усилителей тока и напряжения, после которых происходит аналогово-цифровая обработка для дальнейшего преобразования сигналов и их перемножения с целью получения величины, пропорциональной значению потребляемой мощности.

Далее производится фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на устройства:

Применяемые в этом схеме входные датчики электрических величин не обеспечивают измерения с высоким классом точности векторов тока и напряжения, а, соответственно, и расчет мощности. Эта функция лучше реализуется измерительными трансформаторами.

Схема работы однофазного электронного счетчика

В ней измерительный ТТ включен в разрыв фазного провода потребителя, а ТН подключен к фазе и нулю.

Сигналы с обоих трансформаторов не нуждаются в усилении и направляются по своим каналам на блок АЦП, осуществляющий преобразование их в цифровой код мощности и частоты. Дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, осуществляющий управление:

ОЗУ — оперативным запоминающим устройством.

Через ОЗУ выходной сигнал может передаваться дальше в канал информации, например, с помощью оптического порта.

Функциональные возможности электронных счетчиков

Низкая погрешность измерения мощности, оцениваемая классом точности 0,5 S или 02 S разрешает эксплуатировать эти приборы в целях коммерческого учета использованной электроэнергии.

Конструкции, предназначенные для замеров в трехфазных схемах, могут работать в трех или четырехпроводных электрических цепях.

Электронный счетчик может непосредственно подключаться к действующему оборудованию или иметь конструкцию, позволяющую использовать промежуточные, например, высоковольтные измерительные трансформаторы. В последнем случае, как правило, осуществляется автоматический перерасчет измеряемых вторичных величин в первичные значения тока, напряжения и мощности, включая активную и реактивную составляющие.

Счетчик фиксирует направление полной мощности со всеми ее составляющими в прямом и обратном направлении, хранит эту информацию с привязкой ко времени. При этом пользователю можно снимать показания энергии по ее приращению за определенный период времени, например, текущие или выбранные из календаря сутки, месяц или год либо — накоплению на определенное назначенное время.

Фиксация значений активной и реактивной мощности за определенный период, например, 3 или 30 минут, как и быстрый вызов ее максимальных значений в течение месяца значительно облегчает анализ работы энергетического оборудования.

В любой момент можно просмотреть мгновенные показатели активного и реактивного потребления, действующего тока, напряжения, частоты в каждой фазе.

Наличие функции многотарифного учета энергии с использованием нескольких каналов передачи информации расширяет условия коммерческого применения. При этом создаются тарифы для определенного времени, например, каждого получаса выходного либо рабочего дня по сезонам или месяцам года.

Для удобства работы пользователя на дисплее выводится рабочее меню, между пунктами которого можно перемещаться, используя рядом расположенные органы управления.

Электронный счетчик электроэнергии позволяет не только считывать информацию непосредственно с дисплея, но и просматривать ее через удаленный компьютер, а также осуществлять ввод дополнительных данных или их программирование через оптический порт.

Защита информации

Установка пломб на счетчик производится в два этапа:

1. на первом уровне доступ внутрь корпуса прибора запрещается службой технического контроля завода после изготовления счетчика и прохождения им государственной поверки;

2. на втором уровне пломбирования блокируется доступ к клеммам и подключенным проводам представителем энергоснабжающей организации или энергонадзора.

Все события снятия и установки крышки оборудованы сигнализацией, срабатывание которой фиксируется в памяти журнала событий с привязкой ко времени и дате.

Система паролей предусматривает ограничение пользователей к доступу информации и может содержать до пяти ограничений.

Нулевой уровень полностью снимает ограничения и позволяет просматривать все данные местно или удаленно, синхронизировать время, корректировать показания.

Первый уровень пароля дополнительного доступа предоставляется работникам монтажной или эксплуатационной организации систем АСКУЭ для наладки оборудования и записи параметров, не оказывающих влияние на коммерческие характеристики.

Второй уровень пароля основного доступа назначается ответственным работником энергонадзора на счетчике, прошедшем наладку и полностью подготовленном к работе.

Третий уровень основного доступа дается работникам энергонадзора, осуществляющим снятие и установку крышки со счетчика для доступа к его клеммным зажимам или проведению удаленных операций через оптический порт.

Четвертый уровень предоставляет возможности установки аппаратных ключей на плату, удаление всех установленных пломб и возможность работы через оптический порт для усовершенствования конфигурации, замены калибровочных коэффициентов.

Приведенный перечень возможностей, которыми обладает электронный счетчик электроэнергии, является общим, обзорным. Он может выставляться индивидуально и отличаться даже на каждой модели одного производителя.