Погодозависимая автоматика для систем отопления: устройство и принцип

Зачем нужен теплоинформатор, термоконтроллер. Купить телоинформатор TEPLOCOM CLOUD в интернет-магазине в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Новосибирске с бесплатной доставкой

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.

Что такое погодозависимая автоматика?

В первую очередь — это комплекс программных аппаратных средств, которые обеспечивают работу системы отопления по заданному алгоритму. Алгоритм прост — снижается температура на улице — повышается температура теплоносителя, который отдаётся в радиаторную систему и наоборот. Это сделано для того, чтобы с опережением компенсировать возрастающие или уменьшающиеся теплопотери, которые связаны с температурой наружного воздуха.

Казалось бы, просто и хорошо, но с другой стороны за этой простотой скрывается главный недостаток — временное запаздывание, которое всегда имеет место при изменении дневной и ночной температуры. У современных домов низкая теплопередача, поэтому при понижении температуры на ночь и контроллер её отрабатывает, эффект еще не наступает. В след за ночной температурой контроллер видит дневную температуру, но ночной эффект еще не наступил. Никакими регулировками наклона и подъема кривой этот недостаток убрать нельзя. Особенно, большой ошибкой является подключение теплых полов к системе погодозависимой автоматики. Там это запаздывание еще более заметно.

Погодозависимая автоматика обеспечивает нам изменение температуры, но делает это не совсем корректно. Эти изменения видны только при сезонном понижении температуры. С одной стороны, Вы можете заплатить большие деньги за автоматику и она будет делать это самостоятельно, либо один раз в месяц вы можете зайти в котельную и немного повернуть ручку на котле.

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.

термостат

Термостаты, управляющие обогревом, могут подключаться к насосу, котлу или механическому запирающему приводу.

Различия погодозависимой автоматики

термостат системы отопления

Итак, существуют котлы, в которых функции погодозависимой автоматики уже предустановлены в программу котла (как правило настенные котлы). Для того, чтобы реализовать погодозависимые функции, всего лишь нужно приобрести датчик наружной температуры и установить его. Это недорого и эффективно, в этом случае автоматика будет нам полезна (Так как мы практически ничего за неё не платим).

Другая ситуация, когда мы приобретаем напольный котел. Здесь автоматика, как правило, не встроена. И если вы захотите получить такую автоматику, нужно будет решать её наружными средствами. Придётся приобретать два смесительных узла, так как с одним нет никакого смысла работать, приобретать контроллер, приобретать все необходимые клеммы для подключения. Приобретать коллектор и некоторое количество запорной арматуры, фитингов и все остальное, что необходимо чтобы собрать гидравлику. После всего этого нужно будет заплатить за подключение и за то, чтобы всё это наладили (примерно 1500-2000€)

Принцип работы

Погодозависимая автоматика для систем отопления управляется контроллером, работа которого настраивается при помощи специального алгоритма. Последовательность действий определяет температурная кривая, которая отражает зависимость нагрева теплоносителя от температуры на улице.

Амплитуда расчетной кривой имеет две отправные точки. Первая такая точка соответствует температуре в 20 градусов на всех 4-х температурных датчиках. Вторая – определяется показаниями датчика на подаче котла, отметка 80 градусов соответствует предельной мощности агрегата.

Перепад кривой между базовыми точками зависит от надежности теплоизоляции помещения. Таким образом, чем лучше утеплено здание, тем ниже скорость изменения внутренней температуры, а значит, кривая будет иметь более плавную амплитуду.

В программе контроллера заложено несколько исходных алгоритмов, из которых рекомендуется выбрать наиболее соответствующий окружающим условиям. В дальнейшем активируется режим, позволяющий составлять собственные выводы (режим обучения) на основе данных полученных по итогам суток и по итогам недели. Таким образом, через некоторое время система полностью адаптируется к местным условиям, которые присущи каждому дому, например кирпичному.

Важно помнить, что датчик, отражающий внутреннюю температуру помещения, должен быть установлен в нейтральном месте. На его показания не должны влиять сквозняки или воздействовать солнечные лучи. В противном случае показания внутренней температуры помещения не будут соответствовать реальной действительности, а принцип работы автоматической системы будет основан на неверных сведениях.

Преимущества погодозависимой автоматики

Есть два главных плюса у такой автоматики:

  • Для человека ленивого, который совсем не хочет заходить в котельную и разбираться в чем-то, преимущества конечно же есть. Там всё делается само: и включается и выключается, никакого внимания оно не требует.
  • Второй плюс крайне относителен. По заявлению производителя — это экономия энергоносителя. Так как расчёты никто не предоставляет, то полностью верить я этому не стал.

Котлы Baxi с погодозависимым управлением

Газовые котлы даже в нормальном режиме расходуют топливо, так как горелка продолжает работать при отсутствии людей в доме. При хорошем утеплении дома отключение отопления снижает температуру на 2°C за 6 часов, а включение нагрева дает прибавку 2°C за один час. Котлы модели Бакси Луна 3 Комфорт имеют дистанционное управление через мобильное приложение. Можно привязать к календарю сценарий автоматического регулирования нагрева.

котел серии Baxi Slim

В котлах серии Baxi Slim есть следующие функции:

  • дистанционный запрос температуры в квартире и на улице;
  • удаленный контроль температуры воды в прямом и обратном контурах;
  • считывание показаний счетчика газа;
  • контроль давления в системе;
  • оповещение об ошибках и аварийной остановке котла;
  • дистанционное включение котла.

Преимущества настенных котлов:

  • раздельный контур отопления и нагрева воды;
  • постоянная температура теплоносителя;
  • бесшумная работа;
  • электронная модуляция пламени;
  • работа котла при пониженном давлении газа в системе;
  • возможность подключения теплых полов.

Котлы Baxi итальянского производителя отличаются неприхотливостью.

Недостатки погодозависимой автоматики

В ряде публикаций в сети Интернет в качестве недостатка погодозависимой автоматики указывается её цена.

Цена является мерой суммарной стоимости продукции, это экономический фактор, поэтому она не может указываться в качестве недостатка любой продукции, в том числе, погодозависимой автоматики.

Недостатки могут проявляться только в основных показателях качества продукции:

  • в функциональном назначении;
  • в надежности;
  • технологичности;
  • безопасности и т.п.

В дополнение к цене нередко в других статьях в сети Интернет утверждается “сложность обслуживания” погодозависимой автоматики, как один из её главных недостатков.

Однако в подавляющем большинстве практических случаев после установки (монтажа) и настройки параметров качественного терморегулятора никакое его периодическое обслуживание не требуется.Для примера погодозависимая автоматика, содержащая трёхходовой смесительный кран и его сервопривод компании MUT, успешно выполняет своё функциональное назначение с 2015 года: вначале с терморегулятором ТРЦ-03 и теперь с МАПК ТРЦ-04 без затрат на периодическое обслуживание.

Когда ознакамливаешся с подобными утверждениями и последующими объяснениями, касающимися преимуществ и недостатков погодозависимой автоматики, то понимаешь, что такие “рерайтеры” никогда в жизни не сталкивались не то чтобы с её проектированием и изготовлением, но даже с установкой (монтажом) и последующей эксплуатацией, и предподносят свои не верные выводы широкой аудитории – фактически вводя её в заблуждение.

Необходимость регулирования температуры теплоносителя

В соответствии с п. 4.16.2 ГОСТ Р 51617-2000 в отапливаемых помещениях жилых зданий, коммунальных гостиниц и прочих коммунальных мест проживания должна быть обеспечена температура воздуха в соответствии с требованиями СНиП 2.08.01.Согласно этим документам оптимальнными показателями микроклимата помещений являются: темпертаура воздуха в жилых комнатах +18…+20 градусов Цельсия; в кухнях, гардеробных и коридорах +18 градусов Цельсия, при обеспечении необходимого воздухообмена в этих помещениях.

Когда температура воздуха внутри жилых помещений здания превышает температуру уличного воздуха, вследствие второго закона термодинамики происходит передача тепловой энергии от горячего источника к более холодному до наступления термодинамического равновесия,суммарное количество теплоты, переданное в окружающую среду, описывается основным уравнением теплопередачи:

общая зависимость суммарных тепловых потерь здания

которое представляет собой сумму тепловых потерь от всех i-х наружных поверхностей жилого здания: стены, окна (стеклопакеты), чердачные и подвальные помещения и т.п.В этой формуле площади наружных поверхностей здания, т.е. поверхности теплообмена Si – константы. Осреднённый коэффициент теплопередачи Ki вдоль поверхности теплообмена Si зависит от физических свойств и температур воздуха внутри жилых помещений и на улице, скорости ветра, физических свойств материалов перегородок и их геометрических размеров [ стены / стеклопакеты / утеплитель ] и т.п.

Суммарные теплопотери здания в окружающую среду примерно пропорциональны средней разности температур между теплоносителями Δti, т.е. между температурой воздуха внутри помещений и температурой воздуха на улице, за время τ, которое при сравнительных расчётах принимается постоянной, например, равной один час.

Закон Ньютона при охлаждении позволяет оценить количество тепла, отведённого с суммарной площади Sr радиаторов системы отопления при известном коэффициенте теплоотдачи αair_inside и разности между осреднёнными температурами теплоносителя twd и воздуха tair_inside внутри помещений.

суммарное количество тепла, отведённого от системы отопления воздуху в жилых помещениях

Исходя из вышеизложенного следует, что для обеспечения теплового баланса Qloose = Qheating и комфортных условий – необходимых показателей микроклимата в жилых помещениях с температурой воздуха tair_inside около +20 градусов Цельсия вследствие увеличения суммарных тепловых потерь здания с понижением температуры уличного воздуха, обязательно потребуется дополнительный подвод тепловой энергии в систему отопления, т.е. повышение температуры теплоносителя twd.

Экспериментальные данные в виде точек и функциональная зависимость в качестве штрих пунктирной кривой, полученная при их обработке, показаны на графике суммарных тепловых потерь здания в зависимости от средней суточной температуры уличного воздуха для скорости ветра до ~ 5,0 метров в секунду и при условии поддержания температуры воздуха внутри отапливаемых помещений на уровне +20 градусов Цельсия.

суммарные тепловые потери здания в зависимости от температуры уличного воздуха

Характер изменения тепловых потерь хорошо аппроксимируется с помощью квадратичной степенной зависимости. Принимается практическое условие: при +20 градусах Цельсия погодозависимая автоматика не работает и тепловые потери здания отсутствуют; при нуле градусов они возрастают до 6,8 киловатт за час, с падением температуры уличного воздуха до -20 градусов дом теряет примерно 11 киловатт тепловой энергии за тот же промежуток времени.

Для конкретного здания характерна своя функциональная зависимость суммарных тепловых потерь, которая может быть определена экспериментальным путём.

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.

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.

Погодозависимая автоматика для систем отопления частного дома – приборы с дистанционным доступом Meibes LE HZ немецкого производства.

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.

Когда погодозависимая автоматика пригодится

В частных домах, если они имеют средний или меньший размер, необходимость установки указанной автоматики в основном появляется при длительных отсутствиях хозяев в доме. В остальных случаях корректировку не сложно произвести вручную или при посредстве гаджетов.

Другая ситуация складывается в габаритных коттеджах или особняках, а также в общественных зданиях обладающих большой площадью. Здесь организация автоматического управления отоплением при посредстве автоматики для котлов приобретает прямую необходимость.

По результатам контрольного теста, проверявшего работу новой системы, было установлено, что расход топлива на отопление в высотном многоквартирном здании, имеющем большое количество остекленных поверхностей, сократился в 2 раза.

Кроме этого, высокую эффективность погодозависимая автоматика произвела в котельной центрального отопления жилого сектора, настроенной на обслуживание ряда зданий.

А БЕЗ ТЕРМОГОЛОВОК МОЖНО?

Можно. Климатик умеет работать с датчиком комнатной температуры. Датчик температуры наружного воздуха всегда устанавливается в тени, на северной стороне здания, и ничего не знает про солнце, которое «жарит» в окна. А вот комнатный датчик устанавливается в «контрольном» помещении (обычно гостиная), и солнце на него «жарит» в полной мере. Климатик видит, что помещение перегревается, и пересчитывает температуру «в подаче». Просто и эффективно. Недостаток очевиден — когда в гостиной «жарит», в спальную солнце может вовсе не попадать, и там температура будет ниже расчетной. Поэтому идеальный вариант — Климатик без комнатного датчика + термоголовки.

Когда погодозависимая автоматика будет полезна?

водяной конвектор

Есть такие приборы, которые называются конвекторы. Внешне сильно похожи на радиаторы, но по свойствам разительно отличаются.

Основной плюс конвекторов – быстрая реакция на изменение температуры. За 3-5 минут они способны прогреть помещение. За это же время способны и изменить температуру.

При наличии конвекторов отопления погодозависимая автоматика будет максимально эффективно реализовывать свою функцию.

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.

котел в загородном доме

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.

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. 

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...