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地暖温控器的种类、选型及应用

摘要：本文浅析了低温地面辐射采暖系统中温控器的种类、选型及应用，阐述了如何正确选配地暖温控器，确保地暖系统的节能、舒适、自动化之特点。

    关键字：地暖温控器、周编程时段控制温控器、温度传感器、地探头、控温与限温。

    1 引言
    地暖从供热源形式分为“电采暖”与“水采暖”两种。前者主要的组成：发热电缆（或电热膜及其他铺设于地面的电热负载）＋温控器，系统组成较于简单；后者主要的组成：热水源设备＋分集水器（及末端配件）＋地暖管材＋电动阀门与执行器（或电热阀门）＋温控器，选材、施工工艺及运行维护较前者考究。两者的共性都需配备温控器，本文定义为“地暖温控器”，可见地暖温控器在地暖系统中的至关重要。
我们从事地暖温控器的研发与引进自主创新、推广与技术服务多年，从中吸取了欧美国家地暖温控器控制理念与本土产品的特点，结合中国市场因素与多数用户在实际应用中提出的问题。有必要就地暖温控器与各位读者、业内专家交流一下个人见解。
    2 地暖温控器种类及相关分析

    2.1机械式:
    采用敏感气体膜盒或热敏双金属片为感温元件，构成机械触点的温控开关。这类温控器在欧美市场较多，国内只有很少部分厂家推广此类产品。机械式地暖温控器通常触点电流不大于8A，适合水采暖系统中控制阀门的开与关。其优点在于成本低、安装与使用简单、长期可靠性好；缺点为控温开关偏差大（一般大于±3℃）、显示不够直观、功能较单一；而输出触点电流只有8A，也限制了它在电采暖工程中的应用。
    2.2电子式
    感温元件为负温度系数的热敏电阻（NTC），继电器触点控制输出。按触点电流大小来区分，常规的规格有3A、5A、8A、16A，能满足水采暖系统与大负载（3500W以下）的电采暖系统控制要求。具有成本较低、操作简单、控温精度高（±1℃）等优点。在功能方面优于机械式温控器，如温度传感器安装位置可以多样化，有内置（产品面板内带）与外置（外接式地探头）或同时内置控温与外置限温；个别品牌产品还具备节能编程功能，只需增加一个百元左右的时控编程器，将同一区域的几十台温控器的节能控制点接于时控编程器上，就能实现合理的节能控制。当你不在家时，能将设定温度自动降低5℃。
    电子式温控器延续了机械式温控器的所有优点，在功能方面大大改善了机械式温控器的不足，智能化控制程度基本满足所有应用场合。因此，在我国应用非常广泛，尤其适合于儿童、老龄化人群使用。由于操作简单、长期可靠性好，也有很多理性的“简约派”年轻家庭特别青睐。
     2.3液晶显示式

    液晶显示温控器在地暖系统得以应用，全面体现了地暖系统的智能化、自动化、个性化消费理念。在我国的受欢迎程度远远高于欧美国家，因此在我国形式多样、品种繁多，质量也参差不齐。液晶显示式地暖温控器的优点想必各位行家也了解不少，本文不再加以论述，在此章节我们更愿意分析我国液晶显示地暖温控器现状，以便选型时参考。
    2.3.1 早期的液晶地暖温控器，我们不难发现多数厂家直接将中央空调盘管温控器改型而成，这样容易存在诸多问题。如：
    1）液晶界面过大或显示符号不相称、不标准。
    2）控制输出的接线端子或电路（元件）无法承受大电流。
    3）外置传感器（地探头）线缆为细软线，无法插入预埋管内，日后维护也是隐患。
    4）控制逻辑与地暖系统要求不符，造成功能不专用、不实用。
    5）只有一路控温电路，无法实现“内控外限”。即无法做到测控房间空气温度，同时又对地面温度的限制。
    6）外形整体单薄，结构不合理。安装初调故障率较高，长期稳定性更差。
    2.3.2低价恶性竞争，品牌意识淡薄，故障率极高，终端技术服务几乎为零。直接导致部分用户宁愿化好几倍的价格去买欧美产品。
    2.3.4产品没有统一的行业或国家标准，生产、验收无公认依据。注：我们已就此问题与国家相关机构磋商，并建议将地暖温控器列入国家CCC强制认证电工产品范围，力争尽早从根本上解决问题。
    2.4  周编程时段控制地暖温控器

    周编程时段控制地暖温控器，是液晶显示式地暖温控器中的一种。以一周为循环周期，每天可以设置6个时段与对应的设定温度，并可以改变为人工或临时控制运行模式。下表列举一种较为普遍的出厂默认时段设置参数：
    采用周编程时段控制方式，是采暖自控中又一次节能革命。既保证了舒适度，又体现节能、环保、健康。并具有很多个性化需求功能，如：工作模式的选择（单休或双休、无休息）、提前预加热、能耗监测、按键锁定等功能。
    我们试验所得，正确使用时段控制温控器，节约能源将大于30％（与非时段控制温控器比较），其实增加部分的投资一年内可以得以回收。如在电价峰谷收费城市，电采暖系统中应用节能更加显著。
    2.5无线控制地暖温控器
    采用射频无线433MHz传输，外国有成熟的产品但应用很少，在我国使用甚少。无线控制温控器，受安装距离、接收稳定性不好控制，成本高、电池寿命短等因素限制；加之我国基本属新建物业，初装时布线（有线）非常方便；因此现阶段基本没有市场需求。
    2.6远程（集中）控制温控器
    小型系统一般借助互联网、固话通讯、GPRS实行远程监控。现在比较典型的应用实例为：电话远程控制，住户使用电话、手机监测或设定自家温控器开关时间、设定温度等。
    大型系统用于大型建筑物，控制点为几百至几千不等，实现终端区域集中控制。利用计算机网络技术、上微机软件，在控制机房监控、分析、
管理、记录整个系统的运行。
    将远程（集中）控制技术应用到地暖温控系统中，在国外实施很少，国内有过应用的实例。笔者认为选用前务必谨慎。
    3 地暖温控器安装应注意的问题
    3.1墙面安装，高度为1.2米左右，一般与家居的电气照明开关在同一水平行线上。
    3.2安装在周围空气自由流动的墙面上，不受其他热源（例如阳光）、门窗气流或外墙温度等的影响    3.3事先预埋电气暗盒，选用标准86型暗盒，建议暗盒的深度应达到50mm。特别因注意欧美温控器与我国86型暗盒，尺寸不相匹配，预埋前请加以确认。保持暗盒内腔清洁，清除装修遗留杂物。
    3.4外置传感器（地探头）安装需预埋套管，确保安装、维护时拔插方便。套管的地面处应封口，防止潮气、杂物进入。
    3.5切勿将温控器安装于卫生间、桑拿房、蒸汽房（高湿度或可能溅水的墙面），此种场合必须将温控器安装于外面，采用加长地探头的引线，控制地面温度。
    3.6水采暖系统温控器可以提供一个与阀门控制同步（或可编程的）无源联动口，可以实现与壁挂炉、系统泵的联动控制。
    3.7电采暖系统温控器总负载不应大于3500W（电流小于16A）。特别要注意负载电缆与端子的连接务必可靠。
    3.8根据用电负载功率，预留足够电流的线缆。
    3.9地暖系统的供电电源，务必加装独立的电气线路，具备安全切断、
漏电保护功能。
    3.10由于墙面暗盒空间限制，初装温控器将可能遇到空间小、走线难、压不平等诸多问题。请耐心、仔细查看说明书，按正确的步骤进行，或电询生产厂家。
    4 地暖系统中的控温与限温
   “控温”是指控制房间空气温度，使房间达到设定的舒适温度。“限温”是指限制地面温度，防止地面温度过高造成对住户舒适度的影响，长期生活在过高温度的地面将严重影响健康；同时存在对地板结构的破坏。欧美国家对地面限温温度有明确的规定，设定为28℃，不得高于30℃。
    4.1“内置控温”为产品自身带有测控房间空气温度的传感器；这时外置传感器是 无效的（没有或不接），也就是我们通常所说的“单温控”，适合于在水采暖系统中的应用。
    4.2“外置控温”为外置式传感器（地探头）来测控地面温度，也属“单温控”的一种，适合于电采暖系统中应用。
    4.3 “内控外限” 是指温控器具有2路独立测控电路，在内置控温的同时，外置限温仍然有效；空气温度与地面温度，任何一个达到设定温度，温控器都将停止供热。
    5 理性选配（使用）地暖温控器的建议
    5.1温控器已不算是高科技产品，无须不惜代价盲目选择“原装进口”。应注重控制方案的设计、选型，尤其是做到正确安装，详细向用户讲解使用方法。
    5.2 避免选型时过于强调功能，甚至是一些“花俏的功能”。要讲究实
用，便于日后操作使用。我们发现有很多用户选购时追求“全功能、智能化”，但真正交付他们使用时又抱怨“功能太复杂、不会用、太麻烦”。这需要经销商对用户正确导向、理性分析，切莫把温控器当成“隐性暴利点”。
    5.3 电采暖发热负载功率的分配，墙面式安装的温控器控制电流不宜大于16A，因此设计时单组负载最大不能超过3500W。如单组负载过大，一方面启停时瞬间电流波动过大，将影响其他电气设备的正常使用，也可能对电网造成损伤。单组负载如超过3500W，需加装电气控制箱由电控箱集中供电，或分配交叉控制。
    5.4 除特殊场所外，我们强烈建议采用具有“内控外限”功能的地暖温控器，在控制房间空气温度的同时，又限制地面温度过高。
    5.5 地暖温控器实现的是“舒适性温度控制”，不是高精度的温控仪表。有些不了解情况的客户要求控温精度达到±0.5-1℃，这其实是不可能的，也是没有必要的。
    6 列举几种地暖温控器节能的方案
    6.1选用周编程时段控制温控器，这是目前最具节能的选择。
    6.2水采暖系统中在分集水器或供暖水管上，加装电动阀门由温控器控制开与关。
    6.3用温控器的无源联动口，控制壁挂炉与系统泵。
    6.4地探头位置尽量靠近地面，使所测到温度最能代表地面温度，切勿将地探头靠近发热体。
    6.5房间的设定温度不宜高于20℃，地面限温温度不高于30℃。