Какие системы управления бывают
Сегодня в большинстве отопительных систем строится на работе узлов автоматики, которые контролируют заданный диапазон температур наиболее комфортный для нахождения в квартире или дома. Это может быть автомат управления с термодатчиком или устройство входящее непосредственно в состав базового оборудования отопительного котла. Как вариант управления температурным режимом можно рассматривать и терморегулирующие устройства на отдельных приборах, например, на отдельных батареях. Этот вариант основывается на контроле температуры внутри помещения, и назвать его погодозависимыми можно условно. Даже использование самых современных электронных программаторов с функциями задания температуры в квартире в зависимости от дня недели или конкретно указанных часов на протяжении суток такие приборы существенно облегчают жизнь, но при этом не дают возможности существенно сэкономить на энергоресурсах.
Второй вариант управления системой отопления основан на учете не только температуры внутри помещения, но и что очень важно учете той температуры снаружи здания. Эта система позволяет более объективно оценивать ситуацию и оперативно делать корректировки в работе отопительного котла, системы теплого пола и работе оборудования горячего водоснабжения.
Устройство погодозависимой автоматики
Одним из ведущих производителей высокотехнологичного отопительного оборудования является компания BAXI. Кроме этого фирма занимается выпуском систем погодозависимой автоматики подходящей не только для котлов BAXI, но и для оборудования иных производителей.
Система способная осуществлять контроль над отоплением, опираясь на данные изменений текущей погоды, представлена в виде ряда основных элементов:
- контроллер управления;
- температурные датчики;
- элеватор — регулирующий клапан, оборудованный насосом.
Управляющий контроллер, который регулирует температуру, производит смену режима отопления, основываясь на данных, передаваемых 4-мя датчиками, регистрирующими изменения температуры:
- датчик наружной температуры;
- в помещении;
- на подаче котла;
- на обратке.
Учитывая разницу температурных показаний всех подконтрольных датчиков, система управления избирает оптимальный режим работы отопительного агрегата.
Устройство и принцип работы погодозависимой автоматики
Механическая часть отопительной автоматики – насос с клапаном регулировки. Управляет оборудованием компьютер на основе данных с 4 температурных датчиков, реагирующих на температуру на улице и в помещении. Программа умного регулирования погодозависимого управления котлом вшита в контроллер. Контур настраивается по условиям эксплуатации и типу помещения.
Существующие схемы регулирования основаны на трех принципах:
- Гидравлический элеватор использует обратную воду, смешивая с нагретой в котле. Управляет прибором погодозависимый регулятор отопления, подавая команду на перемещение конусного затвора по показаниям датчиков.
- Схема с циркуляционным насосом и клапаном на три положения ограничивает нагретый поток и возвращает в систему отработанный теплоноситель. Управление трехходовым краном выполняет процессор по заданной программе.
- Запорный кран на обратном трубопроводе перекрывается клапаном. Управляет прибором погодозависимый контроллер системы отопления по данным температурных датчиков.
Датчики погодозависимой автоматики для систем отопления многоквартирного дома (МКД) устанавливают в жилой комнате.
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) находится в подвальном помещении, где легче обслуживать оборудование.
Принцип погодозависимого регулирования отопления
Поясним, каким образом осуществляется поддержание комнатной температуры с учетом изменений уличной. При настройке контроллера устанавливается так называемая температурная кривая, отражающая зависимость температуры теплоносителя в отопительном контуре от изменения погодных условий снаружи. Эта кривая представляет собой линию, одна точка которой соответствует +20°С на улице (при этом температура теплоносителя в отопительном контуре тоже равна +20°С, поскольку считается, что при таких условиях в отоплении нет необходимости). Вторая точка — это температура теплоносителя (скажем, 70°С), при которой даже в самые холодные сутки отопительного сезона температура в комнате будет оставаться заданной (например, 23°С). В случае, если здание утеплено недостаточно, для компенсации теплопотерь потребуется несколько большая температура теплоносителя в отопительном контуре. Соответственно, наклон кривой будет крутым. И наоборот, если с теплоизоляцией дома все в порядке. При изготовлении контроллера в память прибора вносят множество подобных кривых, чтобы можно было потом выбрать из всего семейства подходящую линию конкретно для условий вашего жилища.
Как правило, для создания максимального уровня теплового комфорта, а также для экономии топлива одного-единственного уличного датчика бывает недостаточно. Поэтому часто монтируют дополнительный датчик внутри обогреваемого помещения. Наличие сразу двух датчиков, и комнатного и уличного, позволяет точно отслеживать и оперативно корректировать температуру в помещениях дома.
Обычно датчик комнатной температуры устанавливается в так называемом эталонном помещении — температура в нем будет соответствовать вашему понятию о комфортном тепловом фоне. Это помещение не должно нагреваться прямыми солнечными лучами и продуваться сквозняками. Как правило, в качестве эталона выбираются детские и спальни. Установка комнатного датчика делает возможным включение режима самоадаптации, при котором отопительная кривая подбирается под соответствующее помещение автоматически — самим микрокомпьютером панели управления. Кроме того, часто комнатный датчик интегрируют в термостат, с помощью которого можно задавать нужную температуру и ее средний уровень во всем доме. Локальная регулировка температуры в отдельно взятом помещении при этом достигается установкой на радиаторы термостатических клапанов с термоголовками.
Очень важным аспектом применения термостата является опять же экономия топлива. Поясним, каким образом она осуществляется. Допустим, в помещении, где установлен датчик, собрались гости и произошло повышение температуры на 2°С вследствие естественного тепловыделения людей. Панель управления улавливает эти изменения и дает команду на снижение температуры теплоносителя в данном контуре, хотя уличный датчик может требовать как раз обратного. Уменьшение расхода тепла на обогрев этого помещения естественным образом экономит топливо. Но существуют здесь и проблемы. Если затопить в комнате, где установлен термостат, камин или надолго оставить открытым окно, это может привести к изменению температуры во всем доме. Для учета подобных факторов во многих системах предусматривают возможность внесения поправок в алгоритм управления путем установки коэффициента влияния комнатного датчика на характер отопительной кривой. Но вообще специалисты просто не рекомендуют устанавливать устройства измерения комнатной температуры вблизи каминов, входных дверей, окон и других источников тепла или холода, способных внести погрешность в результаты измерений.
Следует обратить внимание и на то, что установка одного только комнатного термостата, без датчика наружной температуры, существенно увеличивает инерционность системы терморегулирования. Изменения в тепловом фоне будут происходить с запозданием, поскольку автоматика начнет действовать лишь тогда, когда температура в доме, например, понизится, а это произойдет уже позже реального похолодания на улице
Современные контроллеры не только следят за погодой, но и обладают достаточно большим количеством функций, часть из которых — пользовательские, а часть — сервисные. Если первые стоят на страже комфорта, то вторые следят за состоянием системы и обеспечивают правильную и безопасную работу оборудования.
Типы систем автоматического управления
У владельцев квартир при использовании индивидуального обогрева часто встречается проблема с регулировкой температурного режима. Ручной способ настройки неточен, избыточно расходует топливо. Применение автоматического погодозависимого регулирования системы отопления экономит ресурсы и освобождает личное время.
Типы автоматики:
- термостат, соединенный проводом с зависимым механизмом;
- беспроводное управление системой сохранения тепла в зависимости от погоды.
Функции приборов регулирования:
- удержание термостатом температуры в помещении на заданном уровне;
- программная установка уровня отопления по времени суток на срок до одной недели.
Типы приборов:
- механический термостат – включает электрическую сеть при изменении окружающей температуры;
- электронный прибор – точно регулирует нагрев по сигналам датчиков;
- электромеханический аппарат – температурное реле управляет приводом клапана.
Термостаты, управляющие обогревом, могут подключаться к насосу, котлу или механическому запирающему приводу.
Особенности установки
Погодозависимая автоматика имеет ряд особенностей установки. Главные из них- это выбор места монтажа внешнего и внутреннего датчика температуры.
Внешний датчик монтируют так, чтобы он был защищен от прямых солнечных лучей. Он также не должен быть закрыт от ветра какими-либо строительными конструкциями. Чаще всего выбирают северо-восточную сторона здания, на высоте приблизительно метр-полтора от земли. Датчик должен быть вынесен со стены дома, чтобы теплопотери не влияли на его показания.
Внутренний датчик устанавливают в так называемом эталонном помещении. В нем должна быть средняя по дому температура, и колебания ее должны быть минимальными. В помещении не должно находится много людей, нежелательно пользоваться камином. Оно не должно находиться под прямыми солнечными лучами или рядом с входной дверью. Лучше всего под эти условия подходит спальня или детская комната.
Внутренний датчик нужно монтировать в эталонном помещении
Если в частных домах система напрямую управляет мощностью котла, то в больших многоквартирных или общественных зданиях система управляет работой возвратного клапана, пускающего большую или меньшую часть отработанного теплоносителя снова в отопительный контур.
Виды регулировки систем отопления
Регулировка системы отопления многоквартирного дома может осуществляться путем использования в системе труб различного диаметра. Как известно, скорость прохождения и давление жидкости и пара в трубопроводе зависят от диаметра отверстия трубы. Это и позволяет осуществлять регулировку давления в системе путём комбинирования труб с различным диаметром друг с другом.
Трубы с диаметром 100 мм обычно ставятся на входе в подвальных помещениях домов.
Это максимальный диаметр труб, используемый в системе отопления. В подъездах для распределения тепла используются трубы диаметром 76-50 мм. Выбор зависит от размеров здания. Монтаж стояков производится из труб диаметром 20 мм. Концевики «лежаков» закрываются шаровыми кранами с диаметром 32 мм, которые устанавливаются обычно на расстоянии 30 см от крайнего стояка.
Однако такая регулировка системы отопления здания не позволяет эффективно выравнивать гибкое давление в системе. Таким образом, температура в жилых помещениях верхних этажей заметно понижается. Поэтому используется гидравлическая система отопления, которая включает в себя циркуляционные вакуумные насосы и автоматические системы регулирования давления.
Их монтаж производится в коллекторе каждого здания. При этом меняется схема разводки теплоносителя по подъездам и этажам.
При этажности домостроения выше двух этажей использование системы с подкачкой для циркуляции воды обязательно. Регулировка системы отопления многоквартирных зданий осуществляется чаще всего вертикальными системами водяного отопления, которые называются однотрубными.
Регулировка системы отопления при помощи работы насосов
Среди известных схем устройства систем отопления с управлением от блока автоматики погодозависимых система оптимальным вариантом регулирования температуры прогрева помещений выступает схема с использованием циркуляционных насосов. Данная схема больше используется для теплоснабжения зданий централизованного теплоснабжения, когда на тепловых пунктах устанавливаются дополнительные насосы для прокачки теплоносителя от магистрали к конкретному потребителю. В такой схеме используется кроме самих насосов еще и другие не менее важные элементы, например, тепло аккумулятор и гидравлический разделитель – гидрострелка.
Суть этого способа заключается в оперативном увеличении скорости потока теплоносителя к радиаторам путем переключения работы насоса. После поступления информации с наружных и внутренних датчиков блок управления согласно программе выдирает режим работы циркуляционного насоса. Повышая или понижая скорость подачи теплоносителя, автоматика регулирует поток, нагнетаемого в радиаторы. Для достижения нужной температуры автоматика открывает, или наоборот, закрывает трёхходовой смесительный клапан и нагретая до нужной температуры жидкость под действием насоса попадает в контур батареи.
Советуем к прочтению: Применение титана и изделия из него: область, маркировка, способы
Данный вариант управления системой отопления при помощи насосов позволяет в очень короткие сроки довести температуру в помещении до нужного показателя без регулировки горелки отопительного котла. Он прост и надежен, при этом отопительные котлы не требуется постоянно подстраивать, выставляя температуру до 40- 45 градусов.
Основные возможности и преимущества
Погодозависимые системы управления ( Buderus EMS Plus , Buderus Logamatic 4000 и 5000 ) позволяют в автоматическом режиме:
- управлять несколькими отопительными контурами и каскадом котлов;
- управлять каждым контуром независимо – например, поддерживать определенную температуру ГВС, теплого пола или нагрева воды для бассейна;
- дополнительно регулировать работу отопления и в зависимости от комнатной температуры. Алгоритм, рассчитанный на основе показателей уличного датчика, корректируется в процессе учета температуры комнатного датчика в помещении;
- задавать суточные и недельные программы. Например, утром комфортнее вставать, когда в доме тепло, а вечером можно сделать отопление слабее, если вы лучше засыпаете в прохладе.
Кроме того, установив комнатный датчик, вы сможете изменять параметры отопления по своему желанию. Это можно сделать как ручной корректировкой настроек на комнатном регуляторе, так и в приложении на смартфоне.
Ряд моделей Buderus Logamatic поддерживает возможность дистанционного управления отоплением.
Все эти опции не только обеспечивают максимально комфортные условия жильцам дома, но и экономят энергоресурсы – ведь вам не придется перетапливать, если на улице потеплело.
Исполнительные устройства
Для того чтобы организовать работу нескольких отопительных контуров с различными, не всегда постоянными температурами, требуются исполнительные устройства. Самыми распространенными являются трех — и четырехходовые смесительные краны (смесители). Принцип их работы заключается в регулировании температуры теплоносителя в отдельном отопительном контуре путем смешивания воды из котла с водой из обратной линии. Таким образом, температура теплоносителя в подающей линии контура может меняться от минимальной, например равной комнатной, до максимальной, равной температуре котловой воды, но не выше нее. Поворот крана можно осуществлять вручную (но тогда ни о какой автоматизации управления говорить не приходится!) или с помощью специального двигателя — сервопривода.
Обычно несколько параметров сервоприводов указываются в техническом паспорте. Это напряжение сети питания, максимальный крутящий момент, создаваемый на валу, и быстродействие привода. Последний показатель отражает время перехода сервопривода из одного крайнего положения в другое. Это, как правило, от 60 до 300 секунд. Стоит иметь в виду, что меньшее время реакции сервопривода вовсе не гарантирует быстрого изменения температуры в отопительном контуре. Напомним, что все тепловые процессы очень инерционны. Именно по этой причине обычно не применяются приводы с быстродействием менее 60 секунд. Примерно такое количество времени требуется, чтобы на изменения в температуре теплоносителя успел отреагировать датчик, установленный на подающей трубе, температура которой не может измениться мгновенно. В сервисном меню многих панелей управления имеется установочный параметр, учитывающий быстродействие сервопривода. К примеру, в панелях управления серии Logamatic 4000 от BUDERUS стоимостью € 1270 в базовой комплектации задается непосредственно время открытия трехходового смесительного вентиля в секундах. Этот показатель характеризует реакцию конкретного сервопривода и отражен в техпаспорте.
Смесительные краны и сервоприводы к ним выпускаются целым рядом производителей, например ROCA, Honeywell, WOLF. Корпус крана может изготавливаться как из чугуна, так и из латуни. И тот и другой материал хорошо подходят для работы в системах отопления. Прекрасно себя зарекомендовали смесители шведской компании ESBE. Трехходовой смесительный кран диаметром 32 мм, изготовленный этой фирмой, можно приобрести за € 60-70, сервопривод к нему обойдется уже в € 150-170.
Типы управляющих устройств
Для обеспечения контроля за температурным режимом теплогенератора или потребителя используется один и тот же прибор, оснащенный термодатчиком.
Эти устройства делятся на три категории, которые могут работать как поодиночке, так и в связке:
- Термостат. Это устройство является самым простым регулирующим устройством в системе отопления. Будучи расположенным в здании, он отслеживает изменения температуры воздуха. Когда необходимая температура достигнута, термостат подает сигнал на котел или кран радиатора, вследствие чего происходит остановка нагрева теплоносителя или блокируется подача жидкости в радиатор. Самостоятельная установка термостата не отличается особой сложностью: достаточно посмотреть на фото, где показан схема его подключения и работы, чтобы убедиться в простоте такой конструкции.
- Регулятор температуры теплоносителя. Такой прибор может работать самостоятельно или вместе с термостатом. Конструкция работает за счет термодатчиков, которые установлены внутри отопительного контура. Они постоянно отслеживают изменения температуры в системе и передают эти данные управляющему модулю, который управляет смесительным клапаном контура. При необходимости повышения температуры регулятор может при помощи клапана выполнить эту задачу.
- Погодозависимая автоматика систем отопления. Этот тип устройств можно отнести к категории самых сложных, поскольку такой системе приходится работать не только с контуром отопления, но и с окружающей средой, за счет чего обеспечивается наиболее точный и рациональный контроль температуры.
В базовую конструкцию погодозависимой автоматики входит наружный термометр, тепловой регулятор контура и термостат, расположенный в помещении. Несмотря на высокую стоимость, такая система считается наиболее востребованной, поскольку она способна обеспечить максимальный комфорт, который только можно «выжать» из отопления. Погодозависимая автоматика систем отопления использует сложные программные комплексы, которые и позволяют обеспечить максимальную эффективность и экономичность.
Управление погодозависимой автоматикой можно осуществлять как с ее собственного пульта, так и дистанционно, установив необходимое программное обеспечение на смартфон или планшет (детальнее: «
Как выбрать дистанционное управление отоплением – характеристики, возможности
«). В таком случае регулировать температуру в доме можно, находясь на удалении от него.
Заключение
Автоматика для котлов отопления стоит дорого, но сразу же после установки эти устройства начнут экономить топливо, что скажется на экономическом положении через некоторое время. К тому же, именно автоматическая система управления температурой позволяет обеспечить максимальный комфорт в доме.
Как работает погодозависимая автоматика
Принцип работы автоматических средств изменяющих работу отопления в зависимости от погоды довольно простой – если понижается температура на улице, то увеличивается температура теплоносителя. И на оборот, — если на улице теплеет, то температура теплоносителя снижается.
Этим упреждаются колебания температуры внутри помещения, – теплопотери компенсируются с опережением, без изменения внутреннего микроклимата (по задумке).
Можно регулировать настройки, менять упреждения и температуру. Но не всегда гибко и широко, как хотелось бы. Далеко не всегда проявляется эффективность этой системы. А скорее наоборот – автоматика доставляет только неудобства. Почему?
Когда применяется автоматика на погоду
- Не редко жильцы просто любят все автоматическое. Им нравится разобраться, сделать настройки. В общем, аппаратура управления системой отопления в данном случае является, как и большой автомобиль – дорогим удовольствием, которым можно заняться в свободное от работы время (наладка отопления в доме – новое хобби).
- Второй случай – весьма сложные системы отопления со многими контурами. Если от одного котла (группы котлов) питаются несколько объектов – дом, домик, гараж, сауна, оранжерея…. то вручную всем управлять невозможно и нужно ставить полностью автоматический комплекс. Но на таких объектах, как правило, имеется и штатный специалист для обслуживания, а владелец в нюансы работы отопления не вникает.
- Еще вариант – большие площади отопления, производственные цеха, со сменными режимами работы и т.д… При таких объемах, даже малейшая экономия на отоплении – большие деньги. Поэтому автоматикой регулируется все.
Но в подавляющем большинстве случаев, обычный дом до 400 м кв. не требует никакой погодозависимой автоматики. Если жильцы самостоятельно смогут подстроить котел при похолодании (потеплении) на улице, то эта аппаратура теряет всякий смысл.
Правила эксплуатации погодозависимого отопления
Системы управления отоплением имеют функцию самодиагностики. Сообщения об ошибках поступают на дисплей, и владельцу остается выбрать способ их устранения.
Если не работает регулятор температуры, сначала нужно проверить электричество.
Частые проблемы:
- потрескивание при работе – плохой контакт с электропитанием;
- слабый прогрев помещения при высоком заданном уровне – возможно постороннее тепловое воздействие на датчик;
- подключенный по правилам прибор не включается – причина в конструкции, потребуется замена;
- мигание светодиода – сломался датчик температуры;
- терморегулятор не обеспечивает заданный режим – прибор неисправный.
Для продолжительной работы без отказов достаточно соблюдать требования эксплуатации, установленные изготовителем. Монтаж и настройка системы производятся по инструкции.
Внешние факторы, влияющие на систему управления отопления
Детально рассмотреть преимущества погодозависимых систем управления отоплением частного дома поможет оценка всех факторов влияния на работу оборудования. Классический блок управления с зависимостью от температуры внутри помещения имеет недостатки, которые невозможно исправить даже самой современной электроникой.
Инертность системы отопления
Это связано с тепловой инертностью здания. Толстые стены и массивная теплоизоляция не дают возможности быстро влиять на температуру внутри помещения, должен пройти определенный временной промежуток, прежде чем в помещении будет ощущаться снижение комфортной температуры. Также обстоят дела и во время потепления или оттепели, когда на улице температура повышается, а внутри термореле еще несколько часов будет требовать поддержания установленного верхнего порога нагрева воздуха. Именно с инертностью системы отопления и связан один из основных факторов, негативно влияющих на работу приборов.
Специфика построения системы отопления
Второй момент заключается в специфике построения самой системы отопления. Погодозависимые датчики в самой простой системе отопления частного дома фиксируют и передают в управляющий модуль данные об изменении температуры в помещениях. Автоматика блока управления после обработки полученных данных проводит регулировку режима работы отопительного котла – повышая или снижая температуру нагреве теплоносителя. Это не самый эффективный способ поддержания оптимальной температуры в доме, датчики зачастую работают с опозданием, а блок управления грешит значительными задержками подачи команд. Но даже если отбросить погрешности автоматики и допустить что она работает просто идеально, корректировка осуществляется путем регулировки работы газовой горелки, постепенно увеличивая риск поломки самого котла.
Единый комплекс оборудования
Другое дело, если вся система построена как единый комплекс оборудования, изначально конструировавшийся как погодозависимая система отопления. В этом случае можно говорить о действительно экономном расходовании энергоносителей и учете внешних факторов влияющих на работу системы.
В число факторов учитываемых в работе автоматики входит:
- Суточное изменение температуры воздуха внутри и снаружи здания;
- Учет влажности воздуха;
- Скорость ветра, его направление, характер движения воздуха;
- Кроме этого может учитываться влияние солнечного света, и то, насколько солнце прогревает стены здания;
Самые современные системы, кроме того, учитывают результаты изменения погоды не только в том месте, где расположено здание, а и получают информацию из сети и корректируют работы в зависимости от средне и краткосрочных прогнозов погоды на 1, 3 и 6 суток.
Недостатки погодозависимой автоматики
Здесь, как ни странно, гораздо более существенные позиции
- Цена, если речь идет о напольном котле.
- Главный недостаток наружной погодозависимой автоматики, невстроенной в котел — сложность обслуживания. Часто, люди вызывают мастеров, даже не зная модели своего контроллера. Контроллеров очень много, поэтому с собой их не носят, кроме случаев, когда точно известно на какой случай и модель котла едут. Контроллер на месте починить нельзя. Приходится вытаскивать провода, которые заведены на контроллер и подключать их на прямую.Это в худшем случае. В лучшем же, контроллер увозят, проверяют, покупают новый. В итоге лишние траты и беспокойство. В отличие от отсутствия погодозависимой автоматики. Там из-за регулярного обслуживания, как правило, ничего не ломается.
- С автоматикой, которая связана с большим количеством электронных устройств, бывают проблемы и устранить их невозможно, нужно только менять.
Правила эксплуатации погодозависимого отопления
Системы управления отоплением имеют функцию самодиагностики. Сообщения об ошибках поступают на дисплей, и владельцу остается выбрать способ их устранения.
Если не работает регулятор температуры, сначала нужно проверить электричество.
Частые проблемы:
- потрескивание при работе – плохой контакт с электропитанием;
- слабый прогрев помещения при высоком заданном уровне – возможно постороннее тепловое воздействие на датчик;
- подключенный по правилам прибор не включается – причина в конструкции, потребуется замена;
- мигание светодиода – сломался датчик температуры;
- терморегулятор не обеспечивает заданный режим – прибор неисправный.
Для продолжительной работы без отказов достаточно соблюдать требования эксплуатации, установленные изготовителем. Монтаж и настройка системы производятся по инструкции.
Использование автоматического управления отоплением
Системы регулировки отопления отличаются по функциям и цене. Простые модели управляются пультом или сенсорным дисплеем. Сложные системы имеют свое программное обеспечение с удаленным доступом к управлению. Погодозависимая автоматика имеется в разных типах отопительных котлов:
- настенный, находится в одной из комнат;
- напольный, устанавливается в котельной;
- электрокотел.
В настройке программы контроллера задается начальное значение, когда внутри и снаружи температуры совпадают. Потом производится калибровка, выбираются параметры теплоносителя для каждого типа погоды. Изготовитель по умолчанию программирует собственные варианты, один из которых можно выбрать для работы.
Для настройки системы нужно установить температурные датчики на улице и в комнате так, чтобы данные передавались без искажений.
Преимущества управления – наличие автономной работы, экономия ресурсов. Недостатки погодозависимой автоматики – обслуживание и ремонт могут дорого стоить из-за замены неисправной электроники.
Как это осуществляется
Здесь надо отметить, что автоматика для отопления частного дома может быть построена с использованием самых разных приборов, работающих как автономно, так и под управлением централизованных систем.
Управление с помощью котла отопления
При таком подходе все управление отоплением сводится к установке температуры теплоносителя на котле. В этом случае начинает работать встроенная в него автоматика, для отопления, работающего подобным образом, контроля на котле вполне достаточно. Он будет поддерживать необходимую температуру теплоносителя независимо от ее значения в помещениях.
Термостатический вентиль
Пожалуй, это самый простой автоматический регулятор температуры отопления. Он ставится на каждый радиатор, и на нем (на его головке) можно установить нужное ее значение. В тех случаях, когда становится слишком жарко, срабатывает регулятор и перекрывает поступление теплоносителя в батарею. При падении температуры ниже заданного значения, вентиль открывается, и вода начинает поступать в радиатор, обогревая помещение.
Автоматика для газовых котлов отопления
Термостатический вентиль
Такая автоматизация отопления частного дома работает без привязки к температуре теплоносителя, фактически являясь универсальной и независящей от типа используемого котла (газовый, твердотопливный, жидкостной и т. д.).
Недостатком такого подхода следует считать отсутствие экономии из-за невозможности управления котлом и расходованием топлива.
Комнатный регулятор температуры
В этом случае в помещении устанавливается специальный регулятор температуры – по сути дела, контроллер отопления. Он изменяет нагрев теплоносителя (включая или выключая горелки, регулируя подачу воды и т.д.), обеспечивая нужный режим.
Комнатный регулятор температуры
Фактически в этом случае управление получается полностью электронное, отопление дома работает по командам из специального центра и может реализовать любой заданный режим работы. Если оснастить подобную структуру контроля и регулирования блоками дистанционной связи, модулем GSM, то будет сформирован автоматизированный узел управления системой отопления с возможностью удаленного доступа.
Автоматическое регулирование своими руками
Регуляция в зависимости от погоды используется для поддержания комфорта и экономии. Устанавливают своими руками погодозависимое отопление в небольших частных домах и на дачах. Для устойчивой работы системы подойдут приборы заводской сборки. Самодельные аппараты не будут стабильно работать, они небезопасны.
Для загородного дома подходит универсальный котел Очаг, который работает на твердом топливе. В схеме регулирования три датчика температуры – теплоносителя в котле, отходящих газов и воды в бойлере. Исполнительные механизмы – шибер расхода воздуха и заслонка на трубопроводе. Автоматическое управление организуется при помощи контроллера Ардуино Нано.
Правила эксплуатации
При эксплуатации необходимо соблюдать все требования и рекомендации завода- изготовителя. В современные системы встраиваются средства самодиагностики, и они сами могут сообщить владельцу о возникших неполадках. Это не отменяет необходимости периодических осмотров и профилактических работ. В ходе профилактики следует проверять надежность крепления и чистоту датчиков, особенно внешнего, и тестировать исполнительные механизмы системы. В ходе ежеквартальной профилактики удобно также менять сезонный алгоритм работы устройства.
Элементы систем отопления
Какие элементы могут быть использованы (и автоматизированы).
Котлы. Основной элемент любой системы, так как именно здесь происходит процесс сгорания топлива, после чего тепло, выделяющееся при этом, передается теплоносителю (воде или антифризу).
По типу энергоносителя котлы бывают:
- газовые;
- электрические;
- жидкотопливные;
- твёрдотопливные;
- комбинированные;
- альтернативные, например, солнечные коллекторы.
По количеству контуров циркуляции теплоносителя котлы бывают:
- Одноконтурные – предназначены только для отопления;
- Многоконтурные – используются так же для подогрева воды или включения системы теплых полов.
Горелки. Устанавливаются на газовых котлах и бывают вентиляторными (с нагнетателем) и атмосферными. Вентиляторные горелки более шумные, но могут работать при любом давлении поступающего газа.
Температурный график отопления. В многоквартирных домах, общественных и промышленных зданиях, котлы и горелки заменяет ТЭЦ или ТЭС. Со станции, по системам теплотрасс, нагретый пар поступает в ЦТП района, а от него, в свою очередь в ИТП здания. От нагретого, в соответствии с температурным графиком, теплоносителя, через теплообменники ИТП, в контуры отопления, вентиляции и ГВС передается тепло. На выходе их теплообменников, температура теплоносителя, возвращающегося в сеть, должна соответствовать температурному графику.
Пример температурного графика.
| Температура наружного воздуха Тнв, оС | Температура сетевой воды в подающем трубопроводе Т1,оС | Температура воды в подающем трубопроводе системы отопления Т3,оС | Температура воды после системы отопления Т2, оС | |||
| 150 | 130 | 115 | 105 | 95 | ||
| 8 | 53,2 | 50,2 | 46,4 | 43,4 | 41,2 | 35,8 |
| 7 | 55,7 | 52,3 | 48,2 | 45,0 | 42,7 | 36,8 |
| 6 | 58,1 | 54,4 | 50,0 | 46,6 | 44,1 | 37,7 |
| 5 | 60,5 | 56,5 | 51,8 | 48,2 | 45,5 | 38,7 |
| 4 | 62,9 | 58,5 | 53,5 | 49,8 | 46,9 | 39,6 |
| 3 | 65,3 | 60,5 | 55,3 | 51,4 | 48,3 | 40,6 |
| 2 | 67,7 | 62,6 | 57,0 | 52,9 | 49,7 | 41,5 |
| 1 | 70,0 | 64,5 | 58,8 | 54,5 | 51,0 | 42,4 |
| 0 | 72,4 | 66,5 | 60,5 | 56,0 | 52,4 | 43,3 |
| -1 | 74,7 | 68,5 | 62,2 | 57,5 | 53,7 | 44,2 |
| -2 | 77,0 | 70,4 | 63,8 | 59,0 | 55,0 | 45,0 |
| -3 | 79,3 | 72,4 | 65,5 | 60,5 | 56,3 | 45,9 |
| -4 | 81,6 | 74,3 | 67,2 | 62,0 | 57,6 | 46,7 |
| -5 | 83,9 | 76,2 | 68,8 | 63,5 | 58,9 | 47,6 |
| -6 | 86,2 | 78,1 | 70,4 | 65,0 | 60,2 | 48,4 |
| -7 | 88,5 | 80,0 | 72,1 | 66,4 | 61,5 | 49,2 |
| -8 | 90,8 | 81,9 | 73,7 | 67,9 | 62,8 | 50,1 |
| -9 | 93,0 | 83,8 | 75,3 | 69,3 | 64,0 | 50,9 |
| -10 | 95,3 | 85,6 | 76,9 | 70,8 | 65,3 | 51,7 |
| -11 | 97,6 | 87,5 | 78,5 | 72,2 | 66,6 | 52,5 |
| -12 | 99,8 | 89,3 | 80,1 | 73,6 | 67,8 | 53,3 |
| -13 | 102,0 | 91,2 | 81,7 | 75,0 | 69,0 | 54,0 |
| -14 | 104,3 | 93,0 | 83,3 | 76,4 | 70,3 | 54,8 |
| -15 | 106,5 | 94,8 | 84,8 | 77,9 | 71,5 | 55,6 |
| -16 | 108,7 | 96,6 | 86,4 | 79,3 | 72,7 | 56,3 |
| -17 | 110,9 | 98,4 | 87,9 | 80,7 | 73,9 | 57,1 |
| -18 | 113,1 | 100,2 | 89,5 | 82,0 | 75,1 | 57,9 |
| -19 | 115,3 | 102,0 | 91,0 | 83,4 | 76,3 | 58,6 |
| -20 | 117,5 | 103,8 | 92,6 | 84,8 | 77,5 | 59,4 |
| -21 | 119,7 | 105,6 | 94,1 | 86,2 | 78,7 | 60,1 |
| -22 | 121,9 | 107,4 | 95,6 | 87,6 | 79,9 | 60,8 |
| -23 | 124,1 | 109,2 | 97,1 | 88,9 | 81,1 | 61,6 |
| -24 | 126,3 | 110,9 | 98,6 | 90,3 | 82,3 | 62,3 |
| -25 | 128,5 | 112,7 | 100,2 | 91,6 | 83,5 | 63,0 |
| -26 | 130,6 | 114,4 | 101,7 | 93,0 | 84,6 | 63,7 |
| -27 | 132,8 | 116,2 | 103,2 | 94,3 | 85,8 | 64,4 |
| -28 | 135,0 | 117,9 | 104,7 | 95,7 | 87,0 | 65,1 |
| -29 | 137,1 | 119,7 | 106,1 | 97,0 | 88,1 | 65,8 |
| -30 | 139,3 | 121,4 | 107,6 | 98,4 | 89,3 | 66,5 |
| -31 | 141,4 | 123,1 | 109,1 | 99,7 | 90,4 | 67,2 |
| -32 | 143,6 | 124,9 | 110,6 | 101,0 | 94,6 | 67,9 |
| -33 | 145,7 | 126,6 | 112,1 | 102,4 | 92,7 | 68,6 |
| -34 | 147,9 | 128,3 | 113,5 | 103,7 | 93,9 | 69,3 |
| -35 | 150,0 | 130,0 | 115,0 | 105,0 | 95,0 | 70,0 |
Подробнее об автоматизации ИТП.
Воздушные клапаны. Служат для выведения из системы воздуха. Такие клапаны есть в радиаторах отопления и в стояках. Многие знакомы с ручным клапаном маевского.
Расширительные бачки. При повышении температуры внутреннее гидравлическое давление в замкнутой системе, заполненной водой, увеличивается, и чтобы не произошло аварии, излишки воды поступают в расширительный бачок. Если в системе отсутствует котел, то не потребуется и расширительный бачок.
Циркуляционные насосы. Используются для движения теплоносителя в системе с принудительной циркуляцией.
Система трубопроводов. Используются для перемещения по ним теплоносителя, бывают стальные, медные и полимерные.
Радиаторы, теплые полы. Конечные нагревательные приборы. Используются для обогрева помещения, бывают стальные, чугунные, алюминиевые и биметаллические.
Датчики температуры и давления, измерители расхода, регуляторы частоты вращения и терморегуляторы. Все эти средства применяются для контроля параметров системы, исключения аварий, управления системой, ручного или автоматического.
Алгоритм работы погодозависимой автоматики
Очевидно, что основной разницей в системах контроля является скорость реагирования на меняющиеся условия. Если термостат реагирует, когда уже изменились показатели в помещении, регулятор отслеживает температуру на уровень выше и предупреждает чрезмерный нагрев или охлаждение дома.
Погодозависимая автоматика работает напрямую с причиной изменений – внешними факторами, ведь вне зависимости от типа утепления здания интенсивность отопления напрямую определяется температурой за окном.
Также стоит заметить, что второй и третий способ обеспечивают больший комфорт и гарантируют постоянство микроклимата в комнатах.
Насколько необходима система погодозависимого отопления
Автоматизация управления теплом нужна не всегда. Регулирование происходит с отклонением 2°C от нормы в комнате с датчиком, в остальных помещениях разброс больше. Стоимость монтажа автоматики, устанавливаемой отдельно, достигает 2 тыс. евро.
Если аппаратура поставляется вместе с отопительным котлом, использование погодозависимой автоматики оправдано. В остальных случаях затраты не покроют возможную экономию.
Достаточно термостатических головок радиаторов для регулирования отопления.
[spoiler title=»Источники»]
- https://pechiexpert.ru/pogodozavisimye-sistemy-otopleniya-v-dome/
- https://kotle.ru/avtomatika/pogodozavisimaya-avtomatika
- https://future2day.ru/pogodozavisimoe-otoplenie/
- https://1-teplodom.ru/pogodozavisimaa-avtomatika-sistem-otoplenia-kontroller-i-avtomatika-dla-kotlov-avtomatizirovannyj-uzel-upravlenia-otopleniam-na-primerah-foto-i-video/
- https://svet-komfort.ru/kotly-i-obogrevateli/pogodozavisimaya-avtomatika-dlya-sistem-otopleniya.html
- https://svet-komfort.ru/otoplenie/pogodnoe-regulirovanie-sistemy-otopleniya.html
- https://zen.yandex.ru/media/bosch_climate/pogodozavisimaia-avtomatika-dlia-upravleniia-otopleniem-5fa3d5bb3a59d85105dd2f38
- https://vse-otoplenie.ru/pogodozavisimaa-avtomatika-dla-sistem-otoplenia
- http://teplodom1.ru/sistemotopl/174-avtomatika-sistemy-otopleniya-v-chem-problemy-nuzhna-li-ona.html
- https://livelyday.ru/pogodozavisimaya-avtomatika-dlya-sistem-otopleniya-osobennosti/
- https://OmShantiDom.ru/montazh-i-remont/pogodozavisimaya-avtomatika-dlya-sistem-otopleniya.html
- https://gazifikaciya.com/pogodozavisimaya-avtomatika-dlya-sistem-otopleniya-mnogokvartirnogo-doma/
[/spoiler]