Sterowanie strefą ogrzewania podłogowego KNX: Siłowniki elektrotermiczne, okablowanie rozdzielacza i sterowanie PI
Sterowanie strefowe KNX zastępuje konwencjonalne termostaty włącz/wyłącz cyfrowym zarządzaniem wartością zadaną, PI regulacją temperatury w pomieszczeniu i logiką pompy rozdzielacza — zapewniając precyzyjną regulację temperatury w każdej strefie i eliminując krótkie cykle poprzez przełączanie przekaźników z modulacją szerokości impulsu.
Przegląd mokrego systemu ogrzewania podłogowego
Mokre ogrzewanie podłogowe wykorzystuje pętle z rur PEX zatopione w wylewce betonowej w rozstawie 150–200 mm. Woda o temperaturze zasilania 35–45 °C (dostarczana przez pompę ciepła, kocioł kondensacyjny lub zawór mieszający) krąży w każdej pętli, oddając ciepło równomiernie na powierzchnię podłogi. Każda pętla jest sterowana przez siłownik elektrotermiczny (ETA) zamontowany na zaworze rozdzielacza – ETA otwiera lub zamyka zawór na podstawie sygnału z termostatu pokojowego.
Typowa specyfikacja rozdzielacza ogrzewania podłogowego
- 10–15 obwodów na rozdzielacz (jeden obwód na strefę pomieszczenia)
- Rura PEX-a 16 mm × 2 mm, długość pętli 80–120 m na obwód
- Rozstaw pętli 200 mm w wylewce (150 mm w łazienkach)
- Temperatura zasilania 35–45 °C z zaworu mieszającego lub pompy ciepła
- Jeden ETA na port rozdzielacza – przekaźnikowy siłownik KNX steruje wszystkimi ETA
KNX ogrzewanie podłogowe vs. konwencjonalne termostaty
- Cyfrowa wartość zadana z jednostki pokojowej KNX lub harmonogramu homeservera
- Regulacja PI – gładsza temperatura, mniejsze przeregulowanie niż w histerezie
- Ograniczenie temperatury podłogi (EN 1264-2: maks. 29°C)
- Logika pompy rozdzielacza: pompa działa tylko wtedy, gdy strefy żądają ciepła
- Integracja z wartością zadaną kotła/pompy ciepła poprzez kompensację pogodową
Typy siłowników elektrotermicznych
Siłowniki elektrotermiczne wykorzystują element woskowy, który rozszerza się pod wpływem ogrzewania (230V lub 24V), aby otworzyć lub zamknąć zawór rozdzielacza. Istnieją dwa typy – normalnie zamknięty (NC) i normalnie otwarty (NO) – o przeciwnym zachowaniu awaryjnym.
| Typ ETA | Stan bez zasilania | Stan pod napięciem | Bezpieczeństwo przy utracie zasilania | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| NC (Normalnie Zamknięty) | Zawór zamknięty | Zawór otwarty (ogrzewanie włączone) | Brak ogrzewania – bezpieczne ustawienie domyślne | Mieszkaniowe ogrzewanie podłogowe (najczęstsze) |
| NO (normalnie otwarty) | Zawór otwarty (ogrzewanie włączone) | Zawór zamknięty | Pełne ogrzewanie — ryzyko zalania latem | Obwody chłodzenia, gdzie otwarty = chłodzenie |
Standardowe ETAs: Danfoss TWA-A NC (24V lub 230V), Honeywell MT4-024-NC (24V), Belimo TR24A-SR (modulujące, 0-10V do regulacji proporcjonalnej). Dla wyjścia przekaźnika KNX należy określić 230V NC ETAs — przekaźnik przełącza napięcie sieciowe na ETA, otwierając zawór po zamknięciu przekaźnika.
Podłączenie Danfoss TWA-A 230V do przekaźnika MDT
MDT AKD-0824V.01 8-kanałowy przekaźnik (16A na kanał) montowany w szafie KNX. Każdy kanał steruje jednym ETA strefy. Okablowanie standardowym 3-żyłowym przewodem (L, N, PE) od szafy do skrzynki rozdzielacza.
Okablowanie kanałów MDT AKD-0824V.01 — 8-strefowe ogrzewanie podłogowe
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
Wolna odpowiedź: Danfoss TWA-A potrzebuje do 3 minut, aby całkowicie otworzyć się po zamknięciu przekaźnika (czas nagrzewania elementu woskowego). To normalne – nie myl wolnej odpowiedzi zaworu z błędem okablowania. Całka PI termostatu KNX uwzględnia to opóźnienie siłownika. Po zaniku zasilania odczekaj 5 minut, aby wszystkie ETA powróciły do pozycji NC (zamkniętej) przed testowaniem.
Siłownik modulujący (Belimo TR24A-SR)
Dla stref powyżej 20 m² lub projektów mieszkaniowych o wysokim standardzie, modulujące (proporcjonalne 0-10 V) siłowniki zaworów ogrzewania podłogowego zapewniają zmienny przepływ na strefę – poprawiając dokładność temperatury poza możliwością włącz/wyłącz siłowników NC ETA.
Okablowanie Belimo TR24A-SR i konfiguracja 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
Termostat PI w ETS6
Sterowanie proporcjonalno-całkujące (PI) eliminuje oscylacje temperatury i przeregulowanie prostych termostatów histerezowych. Ogrzewanie podłogowe ma wysoką masę termiczną – wylewka magazynuje ciepło, co czyni przeregulowanie główną przyczyną dyskomfortu. Sterowanie PI z odpowiednim czasem całkowania zapobiega temu.
Parametry PI ETS6 dla stref ogrzewania podłogowego
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%Umiejscowienie czujnika termostatu KNX
Nieprawidłowe umiejscowienie czujnika pokojowego jest najczęstszą przyczyną skarg dotyczących temperatury strefy ogrzewania podłogowego. Urządzenie pokojowe KNX mierzy rzeczywistą temperaturę pomieszczenia używaną przez regulator PI – błędy w umiejscowieniu bezpośrednio wpływają na dokładność regulacji.
Prawidłowe umiejscowienie
- 1,5 m nad podłogą na ścianie wewnętrznej
- Z dala od źródeł ciepła (grzejniki, urządzenia)
- Minimum 1m from any person's regular position
- Nie w bezpośrednim świetle słonecznym ani przeciągu z okna
- Nie w martwym kącie za meblami
Unikaj tych lokalizacji
- Za drzwiami (temperatura nieodzwierciedlająca pomieszczenia)
- Na ścianach zewnętrznych (mostki termiczne wpływają na odczyt)
- W pobliżu nawiewników (chłodne powietrze nawiewane zniekształca odczyt)
- Obok telewizora lub sprzętu AV (źródło ciepła)
- Przestrzenie otwarte: użyj czujnika sufitowego dla dużych pomieszczeń
Sterowanie pompą rozdzielacza i zaworem mieszającym
Pompa obiegowa rozdzielacza może pracować tylko wtedy, gdy co najmniej jeden zawór strefowy jest otwarty. Praca pompy przy zamkniętych zaworach marnuje energię i powoduje wzrost ciśnienia w obiegu. Logika KNX monitoruje wszystkie GA stref i odpowiednio steruje przekaźnikiem pompy.
Logika pompy rozdzielacza — 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 uruchamiania mieszkania 8-strefowego
Uruchom system KNX ogrzewania podłogowego w następującej kolejności: najpierw termostaty pokojowe, następnie siłowniki zaworów, potem logika pompy, a na końcu regulacja przepływu.
| Krok | Działanie | Kryterium zaliczenia |
|---|---|---|
| 1 | Pobierz parametry PI ETS6 do wszystkich 8 termostatów pokojowych | Każdy termostat pokazuje prawidłowy odczyt temperatury w pomieszczeniu |
| 2 | Ustawić zadany punkt każdego pomieszczenia 3°C powyżej aktualnej temperatury | Siłownik przekaźnikowy GA = 1; słyszalne kliknięcie ETA w ciągu 3 minut |
| 3 | Test logiki pompy: wszystkie strefy wyłączone → odczekać 3 minuty | Przekaźnik pompy GA = 0 (pompa zatrzymuje się po czasie wybiegu) |
| 4 | Otworzyć jedną strefę → sprawdzić, czy pompa uruchamia się w ciągu 5 sekund | Pompa GA = 1 natychmiast po otwarciu pierwszej strefy |
| 5 | Wszystkie strefy otwarte przy pełnym przepływie – zmierzyć przepływ na pętlę | Wyrównanie obwodów rozdzielacza w celu uzyskania równego przepływu za pomocą przepływomierzy rozdzielacza |
| 6 | Ustaw temperatury pomieszczeń na wartości zadane; monitoruj przez 24 godziny | Wszystkie strefy stabilizują się w zakresie ±0,5°C wartości zadanej – brak ciągłych oscylacji |
Typowe problemy i rozwiązania
Oscylacje temperatury pomieszczenia (krótkie cykle)
Przyczyna: zbyt krótki czas całkowania PI. Rozwiązanie: zwiększ Ti z 60 do 150 minut w parametrach urządzenia pokojowego ETS6. Zmniejsz również Kp do 10%. Ogrzewanie podłogowe ma bardzo wolną odpowiedź termiczną – agresywne parametry PI powodują przeregulowanie i oscylacje.
Strefy nie grzeją mimo przekaźnika GA = 1
Sprawdzenie 1: potwierdź typ wyjścia kanału przekaźnika ETS6 = Switch (nie Blind/Shutter). Sprawdzenie 2: zmierz napięcie na zaciskach ETA – powinno wynosić 230V przy zamkniętym przekaźniku. Sprawdzenie 3: polaryzacja ETA (niektóre ETA mają oznaczone L i N – odwrotne podłączenie uniemożliwia działanie).
Jedna strefa pozostaje stale otwarta
Najprawdopodobniejsza przyczyna: element woskowy ETA zablokowany (awaria mechaniczna) – wymień ETA. Sprawdź przez Group Monitor ETS6: jeśli GA = 0, ale strefa nadal przepływa, ETA jest zablokowany otwarty. Alternatywna przyczyna: telegram KNY zablokowany na 1 (sprawdź Group Monitor pod kątem powtarzających się telegramów z termostatu z błędną wartością).
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.
Potrzebujesz gotowych i uruchomionych paneli KNX do sterowania strefami ogrzewania podłogowego?
Dostarczamy płyty z przekaźnikami i siłownikami z wstępnie okablowanymi obwodami ETA, konfigurujemy termostaty ETS6 PI oraz uruchamiamy logikę pomp rozdzielaczy – dostarczane z tabelami GA dla stref i certyfikatami uruchomienia dla każdego mieszkania lub piętra.
Poproś o wycenę →