Погодозависимая автоматика для систем отопления: устройство и принцип

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.

Устройства контроля отопления

Программаторы и терморегуляторы

Ключевыми частями системы регулировки отопления являются терморегуляторы и программаторы. Они представляют собой электронные устройства, в некоторых модификациях оснащенные пультом управления, который помогает производить контроль над функционированием котла. Кроме того, такое устройство позволяет синхронно менять показатели в двух подключённых компонентах.

Кроме того, дополнительной функцией программаторов является регулировка при помощи СМС с сотового телефона или команд, передаваемых через интернет.

Подходящую для себя модификацию этого устройства можно выбрать по набору основных характеристик, к которым может относиться:

  • удаленная связь между компонентами при помощи радиопередатчиков;
  • работа радиаторов (в зависимости от настроек) может быть в комфортном, нормальном или экономичном режиме;
  • количество подключенных контуров можно увеличить при подсоединении дополнительных модулей;
  • управление отоплением по мобильному телефону;
  • передача данных при помощи СМС и т. д.

Эти функциональные особенности делают представленные элементы довольно удобными и востребованными.

Зональные устройства

Такие элементы контроля теплоснабжения устанавливаются непосредственно на радиаторы и котлы. В этом случае регулировка системой осуществляется через интернет-связь. Эти приборы представлены электронными терморегуляторами. Они способны менять температуру воды в каждой отдельной батарее или системе в целом. Отличия этих терморегуляторов заключаются в простоте установки и доступной цене. При этом трудоемкость устройства системы снижается, тем более что они не требуют отдельного шкафа для управления. Зональные устройства позволяют использовать нескольких терморегуляторов, которые подсоединяются к одному регулирующему блоку.

Модули дистанционного контроля отопления

Обеспечить функцию удаленного контроля теплосети могут специальные модули, входящие в комплектацию с запорно-регулирующей арматурой и программаторами.

Интернет-управление

Контроль при помощи интернет-блока удобен так же, как и управление СМС. Он отличается такими возможностями:

  • инсталляция в смартфон, ноутбук или иной гаджет специфических программных комплексов;
  • простой интерфейс, который легко совмещается с ОС «Андроид» или Windows;
  • в отличие от СМС блоков, сняты ограничения на число подключаемых пользователей;
  • регулирование параметров осуществляется там, где имеется доступ к интернету (для этого не нужно использовать роуминг).

Специалисты советуют при выезде за рубеж не применять функции роуминга для регулировки теплоснабжения через GSM-систему, так как это может быть чревато большими финансовыми затратами. В таком случае правильным решением будет поручить контроль отопительной системы знакомым, которым вы доверяете.

Умный дом отопительная схема и системы контроля, фото и видео

Умное здание под собой предполагает ресурсоэффективное офисное или торговое построение, которое практично и правильно расходует все применяемые источники жизненного благоустройства. Умный дом – теплоснабжение, электрическая энергия и другое, а еще умеренная действие на внешнюю среду.

Говоря иначе, здание такого типа отличается идеальным производством, хранением и управлением энергетикой в бытовом проекте. На сегодняшний день ресурсоэффективными домами могут являться не одни лишь загородные дома, дома за границами города или оборудованные дачи, но еще и традиционные квартиры.

Вид системы умный дом

В условиях резких передов температуры на протяжении круглого года вопрос теплоснабжения жилищных помещений довольно важен. Ольшинство жильцов жалуются, что во время холодов, отопительные батареи дают очень мало тепла, а когда приходит жара — они топят на всю катушку. В конце концов происходит так, что люди переплачивают за то, в чем они не нуждаются. Если же ваша отопительная система в порядке, зато вы не с чужих слов знакомы с данным не очень приятным феноменом, то вам будет не лишне узнать про то, как может быть обустроена отопительная система в умном доме.

Специфики умного теплоснабжения

Само понятие умного дома относительно теплоснабжения, предполагает уютное проживание человека в стабильно теплом помещении с небольшими ценовыми расходами. Значит, что и система отопления должна быть устроена так, чтобы не появилось надобности еще раз оплачивать за то, чем не пользуешься. Однако для всякого обустройства, особенно выгодного теплоснабжения и ресурсоэффективного, как раз и нужно материально вложиться — но все таки необходимо не забывать, что такое решение очень скоро оправдается сполна!

Итак, применение автоматики для работы системы обогрева умного дома — это базисный принцип для создания уютных условий проживания, а еще для экономии топлива при условиях, что сама автоматика наряду с компонентами регулирования правильно подобраны и употреблены. Аналогичное может существовать при совместной продуктивной деятельности отопительного котла с руководящим центром: при помощи интерфейса связи и инструментария безопасности котла как раз и реализовывается теплоснабжение.

Отопительная схема для умного дома

Система сама изменяет температуру теплоснабжения, смотря на показатели со специализированных датчиков в помещении.

В особенности, этот вариант подойдет для дома загородного. Оптимальным решением тут считается температурная регулировка носителя тепла обогревания.

Перспективное направление в организации

С другой стороны, существует очень много других способов организации в умном доме теплоснабжения. Например, система может быть зависима от погоды за окном. Такой подход предполагает наличие не только датчика, рассчитанного на измерение температуры конкретно в помещении, но еще и датчика, ориентированного на показатели внешней температуры. Для точного поддержания работы подобного обогревания лучше всего применять два внешних измерителя.

Схема контрольного управления

Рабочим принципом соответствующего контроллера считается кривая зависимости температуры носителя тепла от погоды. Другими словами, когда за окном приходит холод, вода в системе нагревается, а при жаре с наружной стороны – стынет. Отметка в +20 по шкале Цельсия может быть взята в качестве базисной точки для носителя тепла, так что при ней температура системы образно говоря приравнивается к внешней, а лишний выход тепла и обогрев помещений заканчивается.

Чтобы приблизить уровень комфортабельного теплоснабжения в умном доме, возможно настроить обогрев так, чтобы температура квартиры имела местные характеристики. Говоря иначе, в индивидуальных местах она может корректироваться в отношении к заданной по внешнему датчику. Если в одной из комнат находится множество людей, которые по настоящим причинам греют помещение, система может подсчитать увеличение температуры в данной зоне, сопоставить ее с установленной на погодном регуляторе, а потом уже разделить тепло по квартире относительно корректировки показателей в этой комнате.

Подобным образом, предоставленное обустройство системы отопления в умном здании можно с решительностью назвать многообещающим направлением создания комфорта у Вас в доме и также уменьшения денежных затрат на оплату теплоснабжения.

Не узнали ответ на собственный вопрос? Спросите нашего эксперта: Спросить

Модулирующие горелки, протокол OpenTherm и погодозависимая автоматика

На сегодняшний день самыми современными и технологически совершенными системами управления отоплением являются приборы, работающие под управлением протокола OpenTherm.

Не вдаваясь в узкоспециализированные подробности, рассмотрим три главных особенности, которые отличают оборудование с OpenTherm от описанного выше.

Особенность первая: управление модуляцией пламени

Появление новых газовых котлов с горелками, способными управлять модуляцией пламени, открыло новые возможности в организации экономичного и эффективного отопления. Поясним, что модуляцией пламени называется регулирование мощности нагрева. При слишком большой мощности происходит частое включение и выключение котла (тактование), а при малой – достижение заданной температуры делается невозможным. Т.е. наилучшей модуляцией пламени считается уровень горения, при котором котел не выключается, и достигнуто заданное значение температуры. Иными словами, управление модуляцией пламени – это способность автоматики котла, в зависимости от внешних условий, оптимально изменять интенсивность горения пламени горелки, не выключая её. Ни один из описанных выше способов управления котлом не может управлять модуляцией пламени. Для работы с новыми горелками был придуман протокол OpenTherm, который позволил эффективно объединить функционирование новых горелок с возможностями «умной» погодозависимой автоматики и электроники. 

Особенность вторая: работа с автоматикой

По сути дела, OpenTherm – это мост, который был проложен между производителями котлов и производителями прочей электроники и автоматики. Единый, не зависящий ни от кого, протокол стандартно описывает все основные команды по работе с модулирующими горелками. Это позволяет подключить к нему самое разнообразное оборудование: от термостата до программируемых термоконтроллеров, к которым может быть присоединено большое количество термодатчиков. Современные термоконтроллеры представляют собой программируемые приборы, которые в состоянии обрабатывать показания термодатчиков, расположенных как в различных зонах отапливаемого объекта, так и на улице. Теплоконтроллер поддерживает заданное значение целевой температуры и может его изменять в зависимости от команд пользователя, времени суток или дня недели. Анализируя полученные данные температуры снаружи и внутри помещения, контроллер задает погодозависящий режим работы для модулирующей горелки котла и насосов (см. рис.3).

Рис.3. Регулирование температуры теплоинформатором Teplocom Cloud

На графике мы можем видеть, что горелка практически не выключается, а только меняет интенсивность своего горения. При этом, вне зависимости от внешних условий, график целевой температуры меняется крайне незначительно и лежит в границах гистерезиса теплосистемы. Дополнительными преимуществами этой системы управления является заметное повышение ресурса работы горелки (отсутствуют циклы розжига, быстрого нагрева и остывания), а также достигается существенная экономия газового топлива.

Особенность третья: доступ к настройкам автоматики и фиксирование ошибок

Наличие «умного» управления и существование обратной связи между котлом и управляющим оборудованием открывает третью особенность протокола OpenTherm – возможность по одному протоколу получить полный доступ к настройкам автоматики котла и произвести их изменение с любого управляющего устройства (смартфона). Дополнительно открывается доступ к информации обо всех ошибках, случившихся при работе тепловой системы, что даёт неоценимый инструмент для обслуживающего и контролирующего работу оборудования персонала.

Плюсы:

  • Минимальное колебание температуры воздуха в доме вне зависимости от температуры на улице, что обеспечивает максимальный комфорт;
  • Минимальный расход топлива по сравнению с другими методами управления;
  • Корректировка температуры идет за счет изменения модуляции пламени горелки, что минимизирует количество циклов включения/выключения;
  • Возможность удаленного мониторинга состояния котла и изменения его настроек.

Минусы:

Более высокая цена по сравнению с другим оборудованием, что компенсируется за счет меньшего потребления газа.

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

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.

Погодозависимая автоматика Meibes

Погодозависимый терморегулятор HZR-M Meibes управляет контуром со смешением теплоносителя самостоятельно в комплекте с другими контроллерами. Характеристики прибора Майбес:

  • интерфейс с пиктограммами;
  • встроенные программы режима отопления;
  • объединение с другими регуляторами на шине eBUS;
  • автономное питание батарейками;
  • подсветка дисплея;
  • разъем для подключения компьютера.

Терморегулятор управляет двумя контурами или каскадом из 2 котлов, насосами рециркуляции. Возможности Meibes LE HZ:

  • подключение контроллеров дистанционно;
  • расширение управления на 8 контуров через шину eBUS;
  • символьное меню;

Преимущества – в несложном монтаже на стену.

Погодозависимая автоматика для теплиц

Круглогодичное выращивание сельхозпродукции в северном климате – тяжелая задача. Чтобы обеспечить вегетацию растений, применяют погодозависимое отопление. Лучший вариант – трубопроводная система нагрева почвы, стимулирующая развитие корней и снижающая расход энергии.

Температура в теплице разная в ночное и дневное время, а почва должна быть теплее на 2-3°C. С такой задачей справится автоматика Овен ТРМ-32 или контроллеры Овен ПЛК 100, объединенные в систему с центром управления.

Характеристики системы регулирования Овен ТРМ-32:

  • управление нагревом теплоносителя на основе сигнала четырех внешних датчиков;
  • соединение с компьютером через адаптер;
  • диапазон контроля от –50 до +200°C;
  • длина проводной связи – 1200 м;
  • температура в теплице от +1 до +50°C;
  • кнопочное управление, информационный дисплей;
  • программирование графика отопления по заданному значению температуры;
  • переключение с дневного на ночной режим работы.

Дистанционное регулирование микроклимата теплиц производится проветриванием и изменением скорости работы насосов.

Сервисные функции

Чистый воздух. Для снижения количества вредных выбросов в воздух многофункциональная автоматика способна оптимизировать работу горелки. В установочных параметрах современных контроллеров минимальная продолжительность горения задана изначально. Это исключает работу горелки в режиме “старт-стоп”, плохо влияющем как на ресурс оборудования, так и на экологию. Дело в том, что больше всего вредных выбросов образуется именно в момент розжига. Это происходит за счет неполного сгорания топлива. По умолчанию минимальное время работы горелки обычно составляет не менее одной минуты. Так что, приобретая современную систему управления, вы заботитесь не только о своем кошельке, но и о своем здоровье.

Плавный пуск. Интересной функцией является так называемая разгрузка пуска. В момент первого (холодного) включения котла или после его длительного простоя в топке обычно наблюдается усиленное образование конденсата. Как правило, это смесь кислот, неблагоприятно воздействующих на внутренние элементы устройства. Именно для устранения такого неприятного явления многие системы управления и позволяют производить пусковую разгрузку. Суть ее заключается в том, что непосредственно в момент включения отопления циркуляционные насосы еще не работают, поэтому теплоноситель, находящийся в котле, достаточно быстро нагревается до 40-60°С. Именно этот диапазон считается безопасным в смысле образования конденсата, а значит, время вредного воздействия последнего существенно сокращается. После достижения нужной температуры включаются насосы отопительных контуров и система начинает работать в заданном режиме.

“Выбег” насосов. Во многих современных системах можно задавать время “выбега” насосов. Эта функция позволяет предотвратить возможный перегрев котла. Дело в том, что в котлах (особенно чугунных) наблюдается повышение температуры котловой воды уже после отключения горелки. Виною тому происходящий внутри металла теплообмен, направленный от поверхности, обращенной к топке, к той, которую омывает теплоноситель. Процесс будет происходить до тех пор, пока температуры внутренней и наружной поверхностей не сравняются, при этом может наступить перегрев котла

Вот почему важно не останавливать циркуляционные насосы сразу, а давать им еще какое-то время поработать

Интересный путь решения этой проблемы предложили специалисты компании BUDERUS в панелях серии Logamatic 4000, создав функцию “использование остаточного тепла”. При нагреве теплоносителя котел достигает не максимальной температуры, а лишь определенной расчетной, при которой автоматика отключает горелку, а нагрев продолжается уже за счет описанного выше эффекта. Выделяемая энергия, разумеется, не пропадает зря, а используется для получения горячей воды в бойлере.

Летнее ТО. Многие системы регулирования имеют функцию деблокирования насосов. Она реализована, к примеру, в контроллерах серии Е6 от KROMSCHRODER (стоимость – € 382), в панелях управления Vitotronic от VIESSMANN, Honeywell Smile, Immergas Viktrix и многих других. Долго не работающий циркуляционный насос и смесительный клапан может заклинить, вот поэтому в летний период, во время длительного бездействия, их желательно на некоторое время все же включать.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий