Control de zona de calefacción por suelo radiante KNX: Actuadores electrotérmicos, cableado de colector y control PI
El control de zona KNX reemplaza los termostatos ON/OFF convencionales con gestión digital de consigna, control PI de temperatura ambiente y lógica de bomba de colector — proporcionando una regulación precisa de la temperatura por zona y eliminando los ciclos cortos mediante conmutación de relés por modulación de ancho de pulso.
Resumen del sistema de suelo radiante húmedo
La calefacción por suelo radiante húmedo utiliza bucles de tubería PEX embebidos en la solera con una separación de 150–200 mm. El agua a una temperatura de impulsión de 35–45 °C (suministrada por una bomba de calor, caldera de condensación o válvula mezcladora) circula a través de cada bucle, liberando calor uniformemente sobre la superficie del suelo. Cada bucle es controlado por un actuador electrotérmico (ETA) montado en la válvula del colector — el ETA abre o cierra la válvula según la señal del termostato de ambiente.
Especificación típica del colector de suelo radiante
- 10–15 circuitos por colector (un circuito por zona de habitación)
- Tubería PEX-a 16 mm × 2 mm, longitud de bucle 80–120 m por circuito
- Separación de bucles de 200 mm en la solera (150 mm en baños)
- Temperatura de impulsión 35–45 °C de la válvula mezcladora o bomba de calor
- Un ETA por puerto del colector — un actuador de relé KNX controla todos los ETA
Suelo radiante KNX vs. termostatos convencionales
- Consigna digital desde unidad de sala KNX o programación del homeserver
- Control PI – temperatura más suave, menos sobreimpulso que histéresis
- Límite de temperatura del sensor de suelo (EN 1264-2: 29°C máx.)
- Lógica de bomba de colector: la bomba solo funciona cuando las zonas demandan calor
- Integración con consigna de caldera/BC mediante compensación climática
Tipos de actuadores electrotérmicos
Los actuadores electrotérmicos utilizan un elemento de cera que se expande al calentarse (por 230V o 24V) para abrir o cerrar la válvula del colector. Existen dos tipos – normalmente cerrado (NC) y normalmente abierto (NO) – con comportamiento de seguridad opuesto.
| Tipo ETA | Estado sin alimentación | Estado alimentado | A prueba de fallos por pérdida de alimentación | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| NC (Normalmente Cerrado) | Válvula cerrada | Válvula abierta (calefacción encendida) | Sin calefacción – valor predeterminado seguro | Suelo radiante residencial (más común) |
| NO (Normalmente Abierto) | Válvula abierta (calefacción encendida) | Válvula cerrada | Calefacción al máximo — riesgo de inundación en verano | Circuitos de refrigeración donde abierto = frío |
ETAs estándar: Danfoss TWA-A NC (24V o 230V), Honeywell MT4-024-NC (24V), Belimo TR24A-SR (modulante, 0-10V para control proporcional). Para salida de actuador de relé KNX, especifique ETAs 230V NC — el relé conmuta la tensión de red a la ETA, abriendo la válvula cuando el relé se cierra.
Cableado Danfoss TWA-A 230V al actuador de relé MDT
El actuador de relé de 8 canales MDT AKD-0824V.01 (canales de 16A) se monta en el cuadro KNX. Cada canal controla una ETA de zona. El cableado utiliza cable estándar de 3 conductores (L, N, PE) desde el cuadro hasta la caja del colector.
Cableado de canales MDT AKD-0824V.01 — suelo radiante de 8 zonas
Panel terminal block: L (230V live) → MDT relay channel 1–8 Common (COM) N (neutral) → Manifold junction box N bus bar PE (earth) → Manifold junction box PE bus bar Per channel output: MDT relay channel N (NO contact) → Danfoss TWA-A Live wire TWA-A Neutral wire → manifold N bus bar When relay channel N closes: 230V flows through TWA-A wax element Element heats → expands → pushes valve open Valve opens within 3 minutes (TWA-A response time) ETS6 channel configuration: Output type: Switch (not blind/shutter) GA: 8/4/room_no (heating valve, DPT 1.001) Inverted: No (1 = relay closed = valve open = heat on) For 8 zones: 1× MDT AKD-0824V.01 controls all 8 ETAs
Respuesta lenta: Danfoss TWA-A necesita hasta 3 minutos para abrirse completamente después de que el relé se cierre (tiempo de calentamiento del elemento de cera). Esto es normal – no confunda una respuesta lenta de la válvula con un fallo de cableado. La integral PI del termostato KNX tiene en cuenta este retardo del actuador. Después de un corte de energía, espere 5 minutos para que todos los ETA vuelvan a su posición NC (cerrada) antes de probar.
Actuador de válvula modulante (Belimo TR24A-SR)
Para zonas de más de 20 m² o proyectos residenciales de alta especificación, los actuadores de válvula de suelo radiante modulantes (proporcionales 0-10 V) proporcionan un caudal variable por zona – mejorando la precisión de la temperatura más allá de la capacidad on/off de los ETA NC.
Cableado del Belimo TR24A-SR y configuración ETS6
KNX analogue output module: MDT AMS-0816V.01 (8-channel analogue output, 0-10V) Per zone channel wiring: MDT analogue output 0-10V+ → Belimo TR24A-SR Y(+) signal GND (0V) → Belimo TR24A-SR G0(-) signal 24VAC → Belimo TR24A-SR power supply Signal scaling: 0V → valve fully closed (0% flow) 10V → valve fully open (100% flow) ETS6 group address: GA 8/4/zone_no (DPT 5.001, 0–100%) → MDT analogue output converts to 0-10V PI thermostat heating demand (0–100%) → GA 8/4/zone_no Cost consideration: Belimo TR24A-SR: ~4× cost of Danfoss TWA-A NC Justified for zones > 20m² or where ±0.3°C room temperature accuracy is required
Termostato PI en ETS6
El control proporcional-integral (PI) elimina la oscilación de temperatura y el sobreimpulso de los termostatos simples de histéresis. El suelo radiante tiene una alta masa térmica – la solera almacena calor, haciendo del sobreimpulso la principal causa de incomodidad. El control PI con el tiempo integral correcto evita esto.
Parámetros PI de ETS6 para zonas de suelo radiante
Device options:
MDT SCN-HCA.02 (heating actuator, integrated PI)
ABB Logic Module PI function block
Theben RAMSES 870 KNX room unit (built-in PI)
Recommended PI parameters for wet UFH:
Proportional gain (Kp): 20% per °C deviation
Integral time (Ti): 150 minutes
Control output: 0–100% DPT 5.001 (heating demand)
Output to valve:
Option A (on/off ETAs): PWM 15-minute cycle
Relay closes for (heating demand × 15) minutes per cycle
Example: 40% demand → relay closed 6 min, open 9 min
Reduces short-cycling vs. pure hysteresis control
Option B (modulating): 0–10V analogue output
Direct proportional valve opening (Belimo TR24A-SR)
No PWM needed — actuator follows demand signal
Floor sensor limit (EN 1264-2: 29°C max floor surface):
Enable floor sensor in KNX room unit ETS6 parameters
Floor sensor input: NTC 10kΩ embedded in screed
If floor sensor > 29°C → thermostat overrides room
setpoint and reduces heating demand to 0%Ubicación del sensor del termostato KNX
La ubicación incorrecta del sensor de ambiente es la causa más común de quejas sobre la temperatura de zona en calefacción por suelo radiante. La unidad de ambiente KNX mide la temperatura real de la habitación utilizada por el controlador PI — los errores de ubicación afectan directamente la precisión del control.
Ubicación correcta
- 1,5 m sobre el suelo en pared interior
- Alejado de fuentes de calor (radiadores, electrodomésticos)
- Minimum 1m from any person's regular position
- No a la luz solar directa ni en corriente de aire de ventana
- No en esquinas muertas detrás de muebles
Evite estas ubicaciones
- Detrás de puertas (temperatura no representativa de la habitación)
- En paredes exteriores (puente térmico afecta la lectura)
- Cerca de difusores de aire de suministro (aire frío distorsiona la lectura)
- Junto a televisores o equipos AV (fuente de calor)
- Áreas abiertas: use sensor de techo para espacios grandes
Control de bomba de colector y válvula mezcladora
La bomba de circulación del colector solo debe funcionar cuando al menos una válvula de zona esté abierta. Hacer funcionar la bomba con todas las válvulas cerradas desperdicia energía y presuriza el circuito. La lógica KNX monitorea todas las GA de zona y controla el relé de la bomba en consecuencia.
Lógica de bomba de colector — MDT Logic Module
Zone GAs: 8/4/0 through 8/4/7 (8-zone apartment) Pump GA: 8/5/0 (Manifold Pump relay, DPT 1.001) Relay output → pump contactor 230V coil Logic: IF any of (GA 8/4/0 OR 8/4/1 OR 8/4/2 ... OR 8/4/7) = 1 THEN GA 8/5/0 = 1 (pump on) IF all of (GA 8/4/0 AND 8/4/1 AND 8/4/2 ... AND 8/4/7) = 0 FOR 3 minutes continuously THEN GA 8/5/0 = 0 (pump off — run-on delay elapsed) Pump run-on timer: 3 minutes after last zone closes Purpose: distribute residual heat in pipes and screed Prevents thermal shock to pump (sudden stop with hot water) Mixing valve control: KNX 0-10V analogue output → mixing valve actuator (Belimo) 35°C flow in mild weather → 45°C in cold weather Weather compensation GA 8/2/0 (outdoor temp) → MDT Logic PI → mixing valve setpoint GA 8/5/1
Procedimiento de puesta en marcha de apartamento de 8 zonas
Ponga en marcha el sistema KNX de suelo radiante en el siguiente orden: primero los termostatos de ambiente, luego los actuadores de válvula, después la lógica de la bomba y finalmente el equilibrado de caudal.
| Paso | Acción | Criterio de aprobación |
|---|---|---|
| 1 | Descargar parámetros PI de ETS6 a los 8 termostatos de ambiente | Cada termostato muestra la lectura correcta de temperatura ambiente |
| 2 | Ajustar el punto de consigna de cada habitación 3°C por encima de la temperatura actual | Actuador de relé GA = 1; clic audible del ETA en 3 minutos |
| 3 | Probar lógica de bomba: todas las zonas apagadas → esperar 3 minutos | Relé de bomba GA = 0 (la bomba se detiene después del temporizador de post-marcha) |
| 4 | Abrir una zona → verificar que la bomba arranque en 5 segundos | Bomba GA = 1 inmediatamente cuando se abre la primera zona |
| 5 | Todas las zonas abiertas a caudal máximo — medir caudal por circuito | Equilibrar los circuitos del colector para un caudal igual mediante caudalímetros del colector |
| 6 | Ajustar las temperaturas ambiente a los puntos de consigna de diseño; monitorizar durante 24 h | Todas las zonas se estabilizan en el punto de consigna ±0,5 °C — sin oscilación continua |
Problemas comunes y soluciones
Oscilación de la temperatura ambiente (ciclos cortos)
Causa: tiempo integral PI demasiado corto. Solución: aumentar Ti de 60 a 150 minutos en los parámetros del dispositivo de ambiente ETS6. Reducir también Kp al 10%. La calefacción por suelo radiante tiene una respuesta térmica muy lenta — los parámetros PI agresivos causan sobreimpulso y oscilación.
Las zonas no calientan a pesar del relé GA = 1
Verificación 1: confirmar que el tipo de salida del canal de relé ETS6 sea Conmutador (no Persianas/Cortinas). Verificación 2: medir tensión en bornes ETA — debe ser 230 V cuando el relé está cerrado. Verificación 3: polaridad ETA (algunos ETA tienen L y N marcados — invertir impide el funcionamiento).
Una zona permanece abierta permanentemente
Causa más probable: elemento de cera ETA atascado (fallo mecánico) — reemplazar ETA. Verificar mediante Group Monitor de ETS6: si GA = 0 pero la zona sigue fluyendo, ETA está atascado abierto. Causa alternativa: telegrama KNX atascado en 1 (comprobar Group Monitor en busca de telegramas repetidos del termostato con valor incorrecto).
Floor overheating (floor surface > 29°C)
Verify floor sensor limit is enabled in KNX room unit ETS6 parameters — parameter group "Floor sensor" must be active with maximum 29°C. Check floor sensor resistance against NTC table at room temperature. If sensor reads incorrectly, floor limit will not activate.
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