Controllo zona riscaldamento a pavimento KNX: Attuatori elettrotermici, cablaggio collettore e controllo PI
Il controllo zona KNX sostituisce i termostati ON/OFF convenzionali con gestione digitale del setpoint, controllo PI della temperatura ambiente e logica pompa collettore — garantendo una regolazione precisa della temperatura per zona ed eliminando i cicli brevi tramite commutazione relè a modulazione di larghezza d'impulso.
Panoramica sistema riscaldamento a pavimento umido
Il riscaldamento a pavimento a umido utilizza anelli di tubi PEX incorporati nel massetto con interasse di 150–200 mm. L'acqua a una temperatura di mandata di 35–45 °C (fornita da una pompa di calore, caldaia a condensazione o valvola miscelatrice) circola attraverso ogni anello, rilasciando calore uniformemente sulla superficie del pavimento. Ogni anello è controllato da un attuatore elettrotermico (ETA) montato sulla valvola del collettore — l'ETA apre o chiude la valvola in base al segnale del termostato ambiente.
Specifica tipica del collettore per riscaldamento a pavimento
- 10–15 circuiti per collettore (un circuito per zona stanza)
- Tubo PEX-a 16 mm × 2 mm, lunghezza anello 80–120 m per circuito
- Interasse anelli 200 mm nel massetto (150 mm nei bagni)
- Temperatura di mandata 35–45 °C dalla valvola miscelatrice o pompa di calore
- Un ETA per porta del collettore — un attuatore relè KNX controlla tutti gli ETA
Riscaldamento a pavimento KNX vs. termostati convenzionali
- Setpoint digitale dall'unità ambiente KNX o dal programma del homeserver
- Controllo PI – temperatura più stabile, minore overshoot rispetto all'isteresi
- Limite di temperatura del sensore a pavimento (EN 1264-2: max 29°C)
- Logica pompa collettore: la pompa funziona solo quando le zone richiedono calore
- Integrazione con setpoint caldaia/pompa di calore tramite compensazione climatica
Tipi di attuatori elettrotermici
Gli attuatori elettrotermici utilizzano un elemento in cera che si espande quando riscaldato (da 230V o 24V) per aprire o chiudere la valvola del collettore. Esistono due tipi – normalmente chiuso (NC) e normalmente aperto (NO) – con comportamento di sicurezza opposto.
| Tipo ETA | Stato non alimentato | Stato alimentato | Fail-safe in caso di perdita di alimentazione | Utilizzo tipico |
|---|---|---|---|---|
| NC (Normalmente Chiuso) | Valvola chiusa | Valvola aperta (riscaldamento acceso) | Nessun riscaldamento – default sicuro | Riscaldamento a pavimento residenziale (più comune) |
| NO (Normalmente Aperto) | Valvola aperta (riscaldamento acceso) | Valvola chiusa | Riscaldamento al massimo — rischio allagamento in estate | Circuiti di raffreddamento dove aperto = freddo |
ETA standard: Danfoss TWA-A NC (24V o 230V), Honeywell MT4-024-NC (24V), Belimo TR24A-SR (modulante, 0-10V per controllo proporzionale). Per l'uscita dell'attuatore relè KNX, specificare ETA 230V NC — il relè commuta la tensione di rete all'ETA, aprendo la valvola quando il relè si chiude.
Cablaggio Danfoss TWA-A 230V all'attuatore relè MDT
L'attuatore relè a 8 canali MDT AKD-0824V.01 (canali 16A) si monta nel quadro KNX. Ogni canale controlla un ETA di zona. Il cablaggio utilizza cavo standard a 3 conduttori (L, N, PE) dal quadro alla scatola del collettore.
Cablaggio canali MDT AKD-0824V.01 — riscaldamento a pavimento a 8 zone
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
Risposta lenta: Danfoss TWA-A richiede fino a 3 minuti per aprirsi completamente dopo la chiusura del relè (tempo di riscaldamento dell'elemento in cera). È normale – non scambiare una risposta lenta della valvola per un errore di cablaggio. L'integrale PI del termostato KNX tiene conto di questo ritardo dell'attuatore. Dopo un'interruzione di corrente, attendere 5 minuti affinché tutti gli ETA tornino alla loro posizione NC (chiusa) prima di testare.
Attuatore di valvola modulante (Belimo TR24A-SR)
Per zone superiori a 20 m² o progetti residenziali di alta specifica, gli attuatori di valvola per riscaldamento a pavimento modulanti (proporzionali 0-10 V) forniscono una portata variabile per zona – migliorando la precisione della temperatura oltre la capacità on/off degli ETA NC.
Cablaggio Belimo TR24A-SR e configurazione 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 in ETS6
Il controllo proporzionale-integrale (PI) elimina l'oscillazione della temperatura e il superamento dei semplici termostati a isteresi. Il riscaldamento a pavimento ha un'elevata massa termica – il massetto immagazzina calore, rendendo il superamento la causa principale di discomfort. Il controllo PI con il corretto tempo integrale previene ciò.
Parametri PI ETS6 per zone a pavimento
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%Posizionamento del sensore del termostato KNX
Un posizionamento errato del sensore ambiente è la causa più comune di reclami sulla temperatura della zona di riscaldamento a pavimento. L'unità ambiente KNX misura la temperatura ambiente effettiva utilizzata dal regolatore PI — gli errori di posizionamento influenzano direttamente la precisione del controllo.
Posizionamento corretto
- 1,5 m sopra il pavimento su parete interna
- Lontano da fonti di calore (radiatori, elettrodomestici)
- Minimum 1m from any person's regular position
- Non alla luce diretta del sole o in corrente d'aria da finestra
- Non in angoli morti dietro i mobili
Evita queste posizioni
- Dietro le porte (temperatura non rappresentativa della stanza)
- Su pareti esterne (ponti termici influenzano la lettura)
- Vicino a diffusori di aria di mandata (aria fredda altera la lettura)
- Adiacente a TV o apparecchiature AV (fonte di calore)
- Aree open space: utilizzare sensore a soffitto per grandi spazi
Controllo della pompa del collettore e della valvola miscelatrice
La pompa di circolazione del collettore deve funzionare solo quando almeno una valvola di zona è aperta. Far funzionare la pompa con tutte le valvole chiuse spreca energia e mette sotto pressione il circuito. La logica KNX monitora tutti i GA di zona e controlla di conseguenza il relè della pompa.
Logica pompa collettore — 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
Procedura di messa in servizio appartamento a 8 zone
Eseguire la messa in servizio del sistema KNX per pavimento radiante nel seguente ordine: prima i termostati ambiente, poi gli attuatori valvola, quindi la logica pompa, infine il bilanciamento del flusso.
| Passo | Azione | Criterio di superamento |
|---|---|---|
| 1 | Scaricare i parametri PI ETS6 su tutti gli 8 termostati ambiente | Ogni termostato mostra la lettura corretta della temperatura ambiente |
| 2 | Impostare il setpoint di ogni stanza a 3°C sopra la temperatura attuale | Attuatore relè GA = 1; clic udibile ETA entro 3 minuti |
| 3 | Test logica pompa: tutte le zone spente → attendere 3 minuti | Relè pompa GA = 0 (la pompa si ferma dopo il timer di post-funzionamento) |
| 4 | Aprire una zona → verificare che la pompa si avvii entro 5 secondi | Pompa GA = 1 immediatamente all'apertura della prima zona |
| 5 | Tutte le zone aperte a portata massima — misurare la portata per circuito | Bilanciare i circuiti del collettore per un flusso uguale utilizzando i flussometri del collettore |
| 6 | Impostare le temperature ambiente ai setpoint di progetto; monitorare per 24 ore | Tutte le zone si stabilizzano al setpoint ±0,5 °C — nessuna oscillazione continua |
Problemi comuni e soluzioni
Oscillazione della temperatura ambiente (cicli brevi)
Causa: tempo integrale PI troppo breve. Soluzione: aumentare Ti da 60 a 150 minuti nei parametri del dispositivo ambiente ETS6. Ridurre anche Kp al 10%. Il riscaldamento a pavimento ha una risposta termica molto lenta — parametri PI aggressivi causano overshoot e oscillazioni.
Le zone non riscaldano nonostante relè GA = 1
Controllo 1: verificare che il tipo di uscita del canale relè ETS6 sia Interruttore (non Tapparella/Tendaggio). Controllo 2: misurare la tensione ai morsetti ETA — dovrebbe essere 230 V a relè chiuso. Controllo 3: polarità ETA (alcuni ETA hanno L e N marcati — invertire impedisce il funzionamento).
Una zona rimane permanentemente aperta
Causa più probabile: elemento in cera ETA bloccato (guasto meccanico) — sostituire ETA. Verificare tramite Group Monitor ETS6: se GA = 0 ma la zona continua a fluire, ETA è bloccato aperto. Causa alternativa: telegramma KNX bloccato a 1 (controllare Group Monitor per telegrammi ripetuti dal termostato con valore errato).
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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