Погодозависимая автоматика систем отопления: контроллер и автоматика для котлов, автоматизированный узел управления отоплениям на примерах фото и видео

Погодозависимая автоматика для систем отопления: принцип действия и настройка

В поисках путей снижения негативной нагрузки на окружающую среду ученые и инженеры разрабатывают новые способы повышения эффективности отопительных систем. Один из них- погодозависимая автоматика для систем отопления.

Она позволяет управлять расходом топлива в отопительном котле с учетом текущих погодных условий, прогнозировать похолодание или перегрев в жилых помещениях и оперативно их компенсировать.

При этом соблюдается разумный баланс между комфортными условиями проживания и экономией энергоресурсов.

Устройство и принцип работы автоматических систем

Система управления отоплением на основе текущих погодных условий состоит из нескольких основных компонентов:

• управляющий контроллер;
• датчики температуры;
• элеватор, или регулирующий клапан с насосом.

Принцип работы контроллера основан на анализе данных с четырех температурных датчиков:

• внутри дома;
• снаружи;
• на прямом трубопроводе;
• на возврате.

При настройке контроллера погодозависимой автоматики задается алгоритм его работы. Он определяется в виде температурной кривой, выражающей зависимость температуры жидкости в контуре системы обогрева здания от наружной температуры.

У кривой есть две опорные, или базовые точки. Первая соответствует наружной температуре +20С, температура теплоносителя на входе и на выходе, а также в комнате также будет равна +20С.

Вторая опорная точка соответствует температуре теплоносителя в выходном патрубке +80С, в этой точке при максимальном морозе в комнатах все равно будет +20С.

Обратите внимание

Уклон соединяющей эти точки кривой зависит от качества термоизоляции строения, чем лучше утеплено здание, тем более отлогой будет кривая.

В долговременной памяти управляющего компьютера содержится несколько таких алгоритмов, при настройке из них выбирают наиболее подходящий к климатической зоне и конструкции дома.

Внутренний датчик монтируют в помещении, имеющем среднюю температуру по дому. Оно должно быть защищено от сквозняков и прямых солнечных лучей. Как правило, такими комнатами становятся спальни.

Как выглядит погодозависимая автоматика для систем отопления

Активация режима обучения позволяет контроллеру накапливать данные о суточном и недельном изменении температуры и формировать собственные, приспособленные к конкретному дому и климатической зоне алгоритмы управления режимом работы котла.

Система задает среднюю, эталонную температуру в доме. Локальная температура в каждом помещении поддерживается с помощью балансировки системы отопления и локальных либо привязанных к местным отопительным контурам термостатов и регулировочных клапанов.

Методика управления погодозависимой автоматикой

Управление отоплением на основании показаний датчиков температуры только внутри дома означает большую инерционность. При резком похолодании, особенно при качественной теплоизоляции, снижение температуры в доме произойдет с заметной задержкой.

Когда автоматическая система управления отреагирует, ей придется запускать котел на максимальной мощности, чтобы скомпенсировать падение температуры.

При потеплении будет наблюдаться обратный эффект- котел будет выведен на режим малой мощности с запозданием, а в доме наступит жара.

Погодозависимая автоматика управляет работой системы отопления с учетом показаний четырех датчиков. Это позволяет достичь существенной (до 20%) экономии энергоресурсов за счет заблаговременного плавного изменения температурного режима. При этом практически полностью исключаются:

• работа котла в режиме максимальной мощности;
• вредные выбросы в атмосферу на этом режиме;
• заметные перепады температуры в доме;
• неоправданный перерасход топлива при похолодании или потеплении.

Эффективность работы такой системы управления отоплением сильно зависит от выбора т.н. эталонной комнаты, в которой будет установлен внутренний датчик.

Если установить его, например, в гостиной, то во время приема гостей, да еще если хозяин решит растопить камин, температура в помещении (и на датчике) резко возрастет. Система воспримет это как управляющий сигнал и снизит мощность котла.

А в это время на улице может ударить мороз, в результате чего во всем доме похолодает.

Важно

Далее, если гостям станет жарко, они решат открыть окно и проветрить комнату, система воспримет это как сигнал к выведению котла на большую мощность. В комнате станет тепло, а во всем доме – слишком жарко.

Во избежание подобных ситуаций следует тщательно выбирать место для монтажа внутреннего датчика.

Для погодозависимой автоматики для системы отопления нужно правильно подобрать место

При использовании метода прямого контроля инерционность системы чрезвычайно мала, и она мгновенно реагирует на изменение температурного режима коррекцией мощности бойлера. Это не всегда удобно, и поэтому в работу системы вводят дополнительную задержку, чтобы сглаживать эффект от незапланированных кратковременных перепадов внутренних температур.

Управление контроллером осуществляется либо кнопками с его панели, либо с помощью сенсорного дисплея. Современные системы имеют выход в сеть Интернет, ими можно управлять с планшета или смартфона с помощью мобильного приложения.

Доступ возможен как из самого дома, так и из дальней поездки.

Владелец может изменить алгоритм работы системы, выбрать другую базовую кривую, задать другие базовые значения для внутренней температуры или изменить такую температуру для отдельно взятого помещения.

Преимущества и недостатки

Поскольку обходится такая система недешево, то нужно точно знать, какие же преимущества она даст владельцу, решившемуся на установку. Среди них:

• возможность поддерживать постоянную температуру в доме независимо от резких изменений внешней температуры;
• достигается заметная экономия топливных ресурсов;
• заблаговременное управление мощностью котла исключает его функционирование на предельных режимах;
• снижаются вредные выбросы в атмосферу, особенно заметные на предельных режимах;
• повышается ресурс работы отопительного оборудования.

Особенная заметна экономия энергоресурсов в многоквартирных домах с большой площадью обдуваемых ветром фасадов.

Существуют у системы и недостатки:

• высокая цена;
• сложность с выбором места установки внутреннего датчика и тонкой настройкой балансировкой отопления;
• необходимость привлечения специалистов для ремонта и периодического обслуживания.

Погодозависимая автоматика гарантировано окупается в многоэтажных домах и больших коттеджах. В небольших частных домах экономическая эффективность сильно варьируется в зависимости от местных условий.

Сфера использования

В небольших и средних частных домах такие системы имеет смысл ставить, если владельцы часто и подолгу отсутствуют. При постоянном проживании проще подойти к колу (или войти в приложение на смартфоне) и подкорректировать мощность в случае похолодания, сильного ветра или потепления.

В крупных коттеджах, особняках, многоквартирных, коммерческих или общественных зданиях автоматизация управления отоплением на основе погодозависимого контроллера становится насущной необходимость. В общественных зданиях с большой площадью остекления удавалось добиваться двукратной и более экономии энергоресурсов, затрачиваемых на отопление.

Рекомендуется применять такие системы и в централизованных котельных, обслуживающих несколько территориально распределенных объектов.

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.

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.

Автоматика системы отопления — в чем проблемы, нужна ли она, когда применять

Нужна ли вам в систему отопления автоматика, в том числе и реагирующая на изменения погоды? Не лишнее ли это удорожание? Ознакомьтесь с независимым мнением об автоматике в системе отопления. Это совсем не то, что будут навязывать продавцы и установщики.

Многие специалисты, занимающиеся отоплением, относятся в целом к автоматическим средствам, управляющим отоплением в зависимости от погоды, весьма скептически.

И есть за что.
Подробней о том, что получается на практике с автоматикой системы отопления, в каких случаях она нужна, и в чем собственно дело.

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?

Как и когда проявляется недостаток автоматического управления

Имеется множество современных домов, у которых внутренняя теплоемкость весьма большая, а снаружи они отличны утеплены. Тогда тяжелые стены почти полностью являются аккумуляторами тепла.

Отдельные образцы погодозависиомой автоматики не могут достаточно эффективно подстраиваться под такое положение вещей. Возникает ситуация, когда суточные колебания температуры отрабатываются автоматикой весьма плохо. Хоть при контроле можно увидеть, что все работает на ура.

Температура значительно снижается вечером, — начинается разогрев в соответствии с настройками. Но здание и само бы не остыло до утра, – в результате к утру жарковато. Наступает день, отопление отключается, и дом остывает к ночи так, что становится прохладно.

Автоматика не настраивается на теплоемкие дома и в результате внутри температура прыгает невпопад. Положение хуже, чем если бы это было простое реагирование на внутреннюю температуру жилища.

Ситуация значительно усугубляется, если погодозависимой аппаратурой управляются еще и теплые полы – самая теплоинерционная система в доме. Это является серьезной ошибкой в монтаже отопления.

В результате владельцы, разуверившись в настройках, попросту отключают аппаратуру, чтобы не мешала жить. Система работает как обычно — по температуре теплоносителя или воздуха внутри.

Совет

Таким образом, часто погодозависимая автоматика может нормально реагировать только на сезонные колебания, – когда определенно изменяется среднесуточная температура.

Но не проще ли самостоятельно подрегулировать отопление в соответствии с сезоном? Ведь это не затруднит.

Какие бывают системы и как они работают

В настенных автоматизированных котлах чаще имеются запрограммированы варианты работы в зависимости от погоды. Тогда нужно всего лишь приобрести наружный датчик и подключить его к котлу, и автоматика зависимости от погоды готова. Это просто, недорого, доступно, и поэтому используется повсеместно.

Но с котлом напольным погодозависимая автоматика хоть и возможна, но обойдется в копеечку. Она обеспечивается целым комплексом дополнительного дорогостоящего оборудования.

• Два смесительных узла в комплекте.
• Коллектор для монтажа этих узлов.
• Запорная арматура и фитинги для этого монтажа.
• Контроллер управления.
• Датчик с проводами

Вместе с работой и наладкой все это удовольствие дотягивает до 2000 у.е.

Но это еще не все. Ведь оборудование ломается, его нужно обслуживать. Чем сложнее система, тем больше вероятность поломки. А здесь электроника, устранить поломки которой невозможно, нужно менять блок. И это все происходит среди зимы. При этом отопление не работает, ждет ремонта этой аппаратуры….

Все это говорит о том, что даже для человека, который не хочет вникать в свою котельную и что-то там регулировать, чтобы подстроить отопление по сезону, такая автоматика не нужна. Лучше и безопаснее вникнуть в регуляцию и сделать ее раз в два месяца, чем беспокоится подобным образом.

Так же подробней ознакомьтесь – нужна ли гидрострелка в системе отопления
Но, тем не менее, указанная аппаратура монтируется. В каких же случаях в системе отопления ставится аппаратура реагирования на погоду?

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.

Нюансы работы и выводы по автоматике системы отопления

Электронный контроллер в системе отопления управляет не только изменениям на погоду, но и другими функциями. В частности, важнейшая – управление системой горячего водоснабжения. При нагреве бойлера, отопление отключается – правило приоритета ГВС в любой системе. Это выполняется внешним контроллером с напольным котлом, или эта функция вшита в автоматизированные котлы.

Если от аппаратуры отказались, то приоритетность бойлера должна обеспечиваться какими-то другими средствами. И это можно сделать, установив группу реле и другую не сложную аппаратуру в схему, что на порядок дешевле, чем «городить» автоматику.
Читайте подробнее – как подключить бойлер к не автоматизированному котлу

Если вопрос работы бойлера с твердотопливным котлом решен, то можно полностью отказаться от автоматики. Остается сделать выводы. Погодозависимая автоматика может быть встроена в настенный котел. Тогда запросто можно включить ее в работу путем приобретения дополнительного наружного датчика температуры – весьма просто и функционально.

Но если у вас неавтоматизированный котел, то устанавливать кучу сложной аппаратуры дополнительно к нему не нужно – слишком дорого и малоэффективно. Гораздо проще и дешевле подстроиться под погоду «вручную». Исключение составляют весьма большие дома и объемные отапливаемые хозяйства, где без автоматики просто не обойтись.

Также интересно ознакомиться – как проще и недорого сделать отопление на загородней даче

Погодозависимая автоматика для котлов и систем отопления

Главная цель обустройства отопительной системы в каком бы то ни было помещении либо здании – это обеспечение благоприятных условий для проживания, рабочего процесса или производства.

В идеальном представлении подобная система должна обеспечивать предполагаемый температурный режим вне зависимости от погодных условий за окном.

Решать данный вопрос можно различными способами: вручную, применяя комнатные терморегуляторы для котлов, либо же автоматически — позволяет это сделать погодозависимая автоматика для систем отопления.

Обратите внимание

Применение подобного автоматизированного подхода принесёт не только удобство и комфорт для владельцев, но ещё и хорошую экономию энергоносителя (посредством исключения любого неоправданного сгорания топлива в агрегате).

Погодозависимая автоматика для напольных и настенных котлов Vaillant

Суть и принцип работы погодозависимой автоматики для котлов

Подобные контроллеры держат котёл в приемлемом температурном коридоре. Потому пользователь может сделать объём тепла и технологические теплопотери ниже, и тем самым сэкономить на топливном потреблении.

При отсутствии погодозависимой автоматики в агрегате обогрева сохраняется довольно высокая температура из-за того, что газы, которые намного горячее воздуха, не отходят.

Достаточный объём энергии во время сгорания топлива выбрасывается в атмосферу.

Установка погодозависимого контроллера отопительных систем позволяет держать тепловому носителю допустимый температурный нагрев на минимальном уровне, требуемом для обеспечения комфортного микроклимата в помещении. Это значит, что в воздух выбрасывается намного меньше тепла от топлива, что получено в процессе сгорания.

Ведь правда, автоматика даёт возможность хорошей экономии средств на обогреве, потому что тепловые потери сводятся к минимуму.

Особенность конденсационного отопительного котла заключается в его способности работать при низких температурах, применяя при этом энергию водяных паров, что выделяются в процессе сжигания газа. Нужно, чтобы был захвачен уровень в +55 °C с целью повышения коэффициента полезного действия.

При использовании погодозависимой автоматики для отопительной системы, можно подбирать по наиболее холодной пятидневке небольшие батареи по 60-80 °C.

Датчик наружной температуры для котлов Протерм Тигр, Медведь

Важно

При отсутствии такого терморегулятора под конденсационные обогревательные устройства, требуется подбирать радиаторы, которые рассчитаны на низкотемпературный график, то есть в два-три раза больше. Это, соответственно, увеличивает расходы на оплату обогрева на треть. И к тому же данные батареи очень большие.

Вывод: при помощи данной автоматики можно легко совместить конденсационный режим в обогревательной системе с наилучшими размерами и стоимостью радиаторов.

Автоматика в системе с тёплыми полами

Тёплый пол подразумевает внушительную инерцию теплоэнергии, чему способствуют большие объёмы греющей стяжки.

Поэтому, если комната довольно тёплая, и вы решаете сделать подачу тепла в пол меньше, показатели температуры начнут идти вниз лишь через определённое время, вам придётся лишнюю теплоэнергию выбрасывать в открытую форточку.

При помощи управления нагревом тёплых полов и режимами контроллера, можно заранее согласовать тепловые потери жилища и температуру стяжки, дабы не отдавать атмосфере часть теплоэнергии. Погодозависимая автоматика для котлов отопления делает систему тёплых полов экономичнее в целом.

Если учесть тот момент, что практически все помещения в настоящее время имеют отопительные системы разных типов (тёплый пол, радиаторы и вентиляции, бассейны и фанкойлы), требуется автоматика, которая будет в силах обеспечить их экономичное и согласованное использование.

Рынок отопительных систем представлен следующими устройствами. Рассмотрите таблицу.

Вид погодозависимой автоматикиОсобенности

Основной контроллер
Имеет клеммы контроля, один или два котла, встроенный таймер.В такую погодозависимую автоматику заложено восемь гидравлических систем (два независимых контура и шесть схем с управлением агрегатами).

Контроллер расширения
В нём действуют программы двух гидравлических схем. Не имеет вмонтированного таймера. С ним можно осуществить расширение контроля отопительной системы, если главный регулятор не справляется с контролем системы отопления.Для регулирования котлов не подходит.

Контроллер независимого смесительного контура
Тут предопределена одна гидравлическая система, она в силах работать только автономно. Имеется вмонтированный таймер.Возможно организовать погодозависимый контроль одиночным контуром.

Главный контроллер для работы с буферной ёмкостью
В нём присутствует клемма контроля управления одним котлом, который подключён к системе отопления через ёмкость-буфер.Таймер в наличии.

Использование возможностей погодозависимой автоматики для котлов даёт возможность хорошо сэкономить энергоресурсы. Цены на устройства не так уж велики. Разовое денежное вложение окупится за один сезон.

Погодозависимое управление отоплением

Погодозависимое управление отоплением позволяет обеспечить не только необходимый уровень комфорта в отопительный период, но и высокую энергоэффективность [экспериментально доказанное снижение эксплуатационных затрат на 6%-14%], а также существенно сократить затраты времени на настройку системы отопления при изменении погодных условий – обеспечивается автономная работа без вмешательства человека. В качестве устройства погодозависимой автоматики системы отопления применяется специальный программируемый регулятор температуры и исполнительные устройства. Этот регулятор температуры часто называют погодозависимым контроллером, в связи с тем, что он способен управлять исполнительными устройствами отопления в зависимости от изменения температуры уличного воздуха и температуры теплоносителя в системе отопления; регулятор температуры имеет функции программирования, т.е. пользователю доступно изменение его режимов и настроек с целью наиболее полного и эффективного управления отоплением. Обычно в качестве исполнительных устройств отопительного контура применяются: циркуляционный насос и смесительный кран (клапан) с электрическим сервоприводом, которые электрически подключаются к этому регулятору температуры. 

Для небольшого дома или дачи обычно достаточно применение одного контура системы отопления, поэтому для организации погодозависимого управления отопительным контуром потребуется один циркуляционный насос и один смесительный кран (клапан) с сервоприводом. 

Установка автоматики погодозависимого управления отоплением вашего дома, коттеджа или дачи потребует:

При заключении договора с подрядной организацией или специалистом такой организации, как правило, стоимость работ составляет не менее 50% от общей стоимости оборудования. Обычно настройка и обслуживание электронного оборудования потребуют дополнительных финансовых затрат с вашей стороны. 

Совет

На рынке нашей страны устройства погодозависимого управления отоплением представлены, в большинстве случаев, изделиям зарубежного производства, их главный недостаток – всегда высокая цена [см. Таблица]. 

Таблица. Ориентировочная стоимость зарубежных погодозависимых контроллеров системы отопления. 

Наименование и обозначение погодозависимого контроллера
Цена контроллера
Цена уличного датчика температуры
Цена датчика температуры теплоносителя
Общая стоимость*

VALTEC VT.K200.M
165 EUR
+
+
12050 руб.

MUT MRT 01
220 EUR
+
+
16060 руб.

Watts Climatic Control CC-HC
240 EUR
+
+
17520 руб.

Herz
484 EUR
+
+
35300 руб.

Danfoss ECL Comfort 210
409 EUR
+
+
29860 руб.

ESBE CRC 121
176 EUR**
+
+
12850 руб.

ERT-01
225 EUR
+
+
16430 руб.

Meibes HZR-M
203 EUR
27 EUR
16 EUR
17960 руб.

OUMAN EH-201/L
480 EUR
41 EUR
36 EUR
40660 руб.

* Общая стоимость в российских рублях приведена для курса валют 1 EUR = 73 рубля.

+ датчик входит в комплект поставки контроллера.

** За вычетом стоимости сервопривода и смесительного крана (клапана). 

Другими недостатками импортных погодозависимых контроллеров являются:

• трудности в самостоятельной установке и монтаже (при отсутствии технически грамотной документации на русском языке);
• достаточно сложные (навороченные) настройки меню и параметров, которые не всегда адаптированы для наших условий применения;
• не редко излишняя функциональность, которая, в большинстве практических случаев, не используется рядовыми потребителями;
• отсутствие возможности оперативного технического обслуживания и ремонта (любая даже импортная техника не работает вечно), а её ремонт обычно не возможен или затруднён в связи с тем, что изготовитель оборудования находится в Европе, сроки решения проблемы могут достигать 55-65 дней и даже более, что не приемлемо, особенно в зимний период времени, когда простой системы отопления просто недопустим.

Также важно понимать, что покупка таких импортных изделий является фактическим финансированием и инвестированием в эти иностранные компаний и их страны, что не идет на пользу развития реального сектора экономики в России, принимая во внимание политику импортозамещения и модернизации, которая озвучена руководством нашей страны.

Учитывая высокую стоимость иностранной валюты (Евро или Доллары США), цены на предлагаемые зарубежные устройства автоматики для систем отопления известных европейских брендов высоки и в нынешних условиях не “по карману” большинству рядовых российских граждан. 

Российский погодозависимый контроллер

Если у Вас имеется небольшой коттедж или дом [площадью менее 150 квадратных метров] или дача, где применяется один контур системы отопления, и есть желание получить комфорт и удобства при использовании погодозависимого управления отоплением, не затрачивая при этом большие денежные средства, можно существенно сэкономить без ущерба функциональности и надежности: рекомендуем обратить внимание на простой и надежный отечественный погодозависимый контроллер ТРЦ-03. Даже если ваша система отопления имеет два контура, например, контур радиаторной системы отопления и контур водяного теплого пола, применение двух погодозависимых контроллеров ТРЦ-03 для каждого из контуров всё равно обойдётся дешевле, чем покупка и установка импортного устройства. Применение российского подгодозависимого контроллера также возможно для узлов смешения контура системы отопления офисного зданий или промышленного объекта, в которых требуется обеспечение экономии эксплуатационных затрат с автоматическим регулированием температуры теплоносителя в системе отопления.

Что мы предлагаем…

Фото. Российский погодозависимый контроллер ТРЦ-03.

Видео-презентация погодозависимого контроллера ТРЦ-03

28.02.2019

Погодозависимая автоматика. Есть необходимость или нет?

Погодозависимая автоматика (ПА) – это комплекс программных и аппаратных средств для обеспечения простого действия: автоматического изменения температуры теплоносителя в системе отопления (СО) в соответствии с колебаниями температуры окружающего воздуха. На улице холодает, температура теплоносителя растет, на улице теплеет температура теплоносителя снижается. Задача такого алгоритма работы – поддержание температуры воздуха в помещении на заданном уровне.

С одной стороны, автоматизация котельной, это удобно, с другой, мы вынуждены расплачиваться за такой комфорт. Зачастую расплата весьма велика.

В каких случаях ПА нам полезна, а в каких без автоматизации системы отопления можно обойтись? Вопрос поставлен в такой форме не зря. На практике не бывает ситуаций, когда наличие ПА связано с острой необходимостью. Поэтому я здесь не говорю о необходимости, а только лишь о полезности.

Итак, когда от применения ПА мы можем получить пользу? В тех случаях, когда эта автоматика уже встроена в котел и для реализации ее возможностей нам требуется лишь приобрести датчик наружной температуры. Невысокие затраты вполне могут оправдать желание получения погодозависимых функций и автоматизированной системы отопления.

Если ваш котел не имеет такой встроенной функции, то автоматическую систему отопления можно организовать внешними средствами, но за это придется платить немалые средства. Например, для системы из двух смесительных узлов наши затраты составят:

Два узла по 400
500 – 900 евро

Контроллер 400
500 – 450евро

Набор датчиков
50 евро

Запорная арматура и пр.
100евро

Монтаж и наладка
200евро

Итого
1700евро

Контроллер рапидоматик в котле рапидо

Исполнительные устройства ПА – смесительные узлы

Что мы получим за эти деньги?

Поддержание температуры на уровне плюс минус 2-3 градуса. Вопрос! Где мы сможем поддерживать температуру в таких пределах? Ответ. В месте где установлен комнатный термостат системы отопления. Во всех остальных помещениях температура будет поддерживаться локально, термостатическими головками, установленными на радиаторах. При этом термоголовка обеспечивает такой-же разброс – 2-3 градуса.

На что следует обратить внимание! Работа котла (напольного) возможна при температуре не ниже 60°С. Максимальная температура теплоносителя в современном котле не выше 85°С. Это означает, что возможности регулирования температуры котловой воды весьма ограничены.

ПА, которая управляет смесительными узлами к температуре котловой воды отношения не имеет. И регулирует теплоноситель только после смесительного узла. Это, в свою очередь, требует ручного вмешательства при необходимости поднятия температуры котловой воды до 85°С.

Обратите внимание

Иными словами есть определенные неудобства, которые необходимо преодолевать. Или неудобства, которые ПА призвана ликвидировать, все же, имеют место.

Вывод: целесообразность применения ПА в случае, когда она уже встроена в приобретенный вами котел имеет место. В случае, когда погодозависимые функции необходимо обеспечивать внешними средствами, выгода применения ПА весьма сомнительна.

более подробно о применении погодозависимой автоматики вы можете узнать из моего сюжета на моем канале в You Tube

Погодозависимая автоматика для управления котлом по Интерфейсу OpenTherm

Погодозависимая автоматика предназначена для внесения поправки в работу котла на основании данных об изменении температуры на улице. Очевидно, что чем холоднее на улице, тем большая мощность ожидается от котла. Достоинства ПЗА в том, что температура радиаторов системы отопления всегда постоянна, без всплесков. Экономится топливо и ресурс котла.

Основой алгоритма ПЗА является использование определенных, заранее вычисленных зависимостей температуры вне дома и температуры теплоносителя. Выбор нужной зависимости (кривой) делается эмпирически, на основании проведенных испытаний.

Надо помнить, что дом имеет большую тепловую инерцию, и правильность выбора может быть определена только через сутки. Если дом оказывается “недогрет”, то необходимо выбрать более крутую кривую, “перегрет”, наоборот – более пологую. Все кривые заданы для целевой температуры 20°.

Если необходима другая температура, то выбранную кривую надо сдвигать.

Практика показывает, что только одной зависимости температуры теплоносителя от уличной температуры недостаточно. Например помещение может нагреваться солнцем или охлаждаться открытой форточкой. Может пустовать или быть заполнено людьми и так далее.

Поэтому, алгоритм ПЗА работает несколько сложнее. Выбирается такая кривая ПЗА, чтобы ее точно хватило на нагрев помещения. То есть с запасом по желаемой температуре.

Далее, когда температура в помещении близка к заданной, вступает в работу обычный алгоритм поддержания комнатной температуры. При этом вычисленная по кривой ПЗА температура теплоносителя становится максимальным значением, верхним порогом.

Работа по поддержанию комнатной температуры сводится к включению и выключению котла, но с учетом того, что максимальная температура теплоносителя не превышает вычисленную по ПЗА.

Режим ПЗА – фоновый и работает со всеми другими режимами термостата ZONT. (Доступен только для термостатов с версией прошивки ПО 122:74 и выше)

Важно

Для того, чтобы начать использовать ПЗА, надо правильно назначить четыре датчика в контекстном меню “Датчики температуры”, раздел “Назначение датчиков”:

1-ый датчик “Температура теплоносителя” – должен быть хорошо закреплен на трубе с теплоносителем. Следует обеспечить хороший тепловой контакт с трубой и хорошую теплоизоляцию от окружающего воздуха;

2-ой датчик “Регулирование” – размещается в помещении, температура в котором принимается основной для регулирования работы котла;

3-ий датчик “Резервное регулирование” – резервный. Если 2-ой датчик “Регулирование” выходит из строя, то по нему ведется регулирование;

4-ый датчик “Температура снаружи” – должен измерять температуру вне дома. Желательно, чтобы он был с северной стороны, в тени, защищенный от осадков и удаленный от источников тепла.

Для включения режима ПЗА, в контекстном меню “Настройки” / “Погодозависимая автоматика” надо перевести ползунок включения вправо и выбрать одну из предлагаемых кривых. Так как дом имеет большую тепловую инерционность правильность выбора можно будет оценить только по прошествии достаточно длительного промежутка времени.

Так как по Интерфейсу OpenTherm термостат уже получает информацию о температуре теплоносителя, то подключать дополнительный датчик к трубе с теплоносителем не нужно.

Алгоритм работы ПЗА по Интерфейсу OpenTherm отличается от релейного тем, что котел будет получать вычисленную температуру теплоносителя от термостата и реализовывать ее модуляцией горелки.

Внимание! Если котел не может реализовать заданную температуру теплоносителя, то он будет включаться и выключаться (тактовать).

Для того, чтобы начать использовать ПЗА с Интерфейсом OpenTherm, надо правильно назначить три датчика в контекстном меню “Датчики температуры”, раздел “Назначение датчиков”:

1-ой датчик “Регулирование” – размещается в помещении, температура в котором принимается основной для регулирования работы котла;

2-ий датчик “Резервное регулирование” – резервный. Если 2-ой датчик “Регулирование” выходит из строя, то по нему ведется регулирование;

3-ый датчик “Температура снаружи” – должен измерять температуру вне дома. Желательно, чтобы он был с северной стороны, в тени, защищенный от осадков и удаленный от источников тепла.

Внимание!

Режим ПЗА не может быть использован совместно со штатным режимом ПЗА котла.

Автоматика систем отопления частного дома, управление

Создание отопления в собственном доме подразумевает в качестве его обязательного элемента использование автоматики.

Не будете же вы постоянно сидеть в котельной и контролировать в ручном режиме работу котла и прочие рабочие параметры самой системы.

Да и комфортные условия в доме лучше обеспечить не открытыми форточками, хотя проветривание в комнатах никто и не отменял, а установлением желаемой температуры. Вот эти задачи и выполняет автоматика систем отопления.

Составляющие системы управления отоплением

Что надо автоматизировать?

Рассматривая, как осуществляется обогрев дома, необходимо отметить, что работа автоматики системы отопления должна охватывать как минимум такие ее компоненты:

• работу нагревательного котла;
• обеспечение для проживания комфортных условий;
• экономию топлива и эксплуатацию оборудования в щадящем режиме.

Как правило, выбирая котел отопления, мы уже частично определяем какой будет автоматизация отопления. Дело в том, что производители качественного подобного оборудования предусматривают в конструкции блок управления отоплением.

В его задачу входит создание безопасного режима работы котла, для чего используются дополнительные датчики. Как правило, подобный контроллер системы отопления следит за безопасностью и обеспечивает:

• защиту от перегрева теплоносителя;
• защиту от повышения и понижения давления в системе;
• контроль наполнения котла водой;
• контроль давления газа в магистрали (при газовом отоплении);
• контроль давления отводящих газов.

Часть этих функций может быть установлена по желанию заказчика (опционально), но автоматическое управление отоплением, во всяком случае, работой котла, при таком подходе будет полным.

Управление работой современного котла осуществляется с помощь специальной панели

Об автоматическом управлении отопительной системой

Когда рассматривается автоматизация систем отопления, следует иметь в виду, что управление обогревом может осуществлять по температуре:

• теплоносителя;
• воздуха в доме;
• наружного воздуха, погодозависимое.

Системы регулирования, построенные на контроле температуры теплоносителя, работают независимо от текущих условий. Следствием этого будет высокая инерционность всего процесса, низкая эффективность и неэкономичность. Лучшие результаты показывает автоматическая система отопления, работающая на поддержание установленной температуры в доме.

Элементы системы погодозависимого управления отоплением

Наиболее прогрессивным и эффективным считается погодозависимое регулирование, поскольку оперативно позволяет реагировать на изменение окружающих условий. Однако и обычные средства, осуществляющие  контроль и управление системой отопления, способны обеспечить достаточно эффективную ее работу.

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.

Подробнее в статье — автоматика для котла отопления.

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.

Термостатический вентиль

Совет

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.

Комбинированный вариант управления

Стоит отметить, что совместная работа регулятора и термостатического вентиля создает для работы системы оптимальные условия. Контроллер управления отоплением обеспечит экономное расходование топлива и контроль температуры воздуха, а вентиль позволит в каждом помещении поддерживать нужный режим.

Для создания оптимальных параметров работы системы отопления она нуждается в средствах автоматики, которые не только поддерживают комфортные условия, но  и обеспечивают существенную экономию затрат на обогрев дома.

Поделись с друзьями в социальных сетях!

Фотогалерея (6 фото):

Погодозависимая автоматика для систем отопления

Большая часть территорий, населенных человечеством, обладает холодным климатом, поэтому вопросы отопления жилых помещений всегда будут актуальными. Особенно остро этот вопрос стоит в северных странах, где температуры окружающей среды порой достигают до –40°С.

В относительно теплом климате, где продолжительность отопительного сезона не превышает 2-3 месяцев, затраты на отопление жилых помещений также составляют значительную часть бюджета хозяев. Поэтому вопросы экономии энергии, а, следовательно, и финансов, всегда будут актуальными. Рассмотрим современные способы отопления с применением автоматики, позволяющей значительно эти расходы сократить.

Устройство современных комплексов отопления в зависимости от применяемой в них автоматики, подразделяются на три класса: начального, среднего и продвинутого уровня.

В схемах отопления начального уровня автоматика очень простая: функцию контроля выполняет обыкновенный термостат. Он же осуществляет и включение нагревательных элементов системы отопления. Недостаток подобной схемы заключается в том, что осуществляется лишь контроль теплоносителя и не учитывается распределения тепла по помещению.

Автоматика систем отопления среднего уровня, как правило, более продвинутая. Она включает в себя широкий спектр устройств контроля и управления: от комнатных измерителей, регулирующих подачу тепла в каждое отдельное помещение, до систем отопления, учитывающих условия не только внутренней, но и внешней среды.

Системы отопления продвинутого уровня содержат автоматику, позволяющую осуществлять глобальный контроль тепла во всем помещении с возможностью создания микроклимата в каждой комнате; эта автоматика анализирует не только температуру теплоносителя, внутренних помещений и окружающей среды, но и способна адекватно реагировать на любые их изменения.

В двух последних уровнях находит применение погодозависимая автоматика для систем отопления.

Обратите внимание

Общие принципы построения погодозависимых систем отопления

Отопительные комплексы с автоматическим управлением создаются для того, чтобы обеспечить уютные условия в жилых помещениях и при этом сократить затраты на топливо или любой другой вид энергии. Погодозависимая автоматика в данном случае используется для правильной реакции системы отопления на изменение условий окружающей среды, а именно:

• температуры;
• влажности;
• направления и скорости ветра;
• прочих факторов.

Кроме того, современная погодозависимая автоматика для систем отопления учитывает изменения всех вышеуказанных факторов и пытается «предугадать» возможные диапазоны их изменения на несколько часов вперёд.

Основой погодозависимых средств автоматики является специальное устройство – погодный регулятор.

В его функции входит изменение температуры теплоносителя в системе отопления или поддержание её в нужном диапазоне в зависимости от того, какая температура имеется снаружи помещения в данный момент.

Для нормального функционирования погодного регулятора он должен быть оснащён датчиками, расположенными на внешней стороне дома. Как правило, датчики погодозависимой автоматики для системы отопления располагаются на северной стороне дома в тени.

Преимущество подобного расположения датчиков позволит более быстро среагировать на изменения климатических условий, нежели это произойдёт с применением внутрикомнатных датчиков или же термостата, расположенного в непосредственном контакте с теплоносителем системы отопления.

Иногда подобные системы оснащаются датчиками ветра и освещенности для более точного определения условий внешней среды.

Они различают разные уровни освещенности и скорости ветра – каждый из этих факторов может повлиять на интенсивность работы отопительного котла.

Важно

Чтобы реакция регулятора на изменение этих факторов была адекватной, система нуждается в точной настройке, на которую может уйти до нескольких дней.

Другим важным элементом погодозависимой автоматики для систем отопления является тепловой регулятор контура с его схемой управления, осуществляющий регулируемую подачу тепла по площади всего помещения. Контроль температуры в помещении или его частях осуществляется, как правило, при помощи комнатных термостатов или иных датчиков (инфракрасных, пирометрических и т.п.)

Функционирование погодозависимой автоматики

В погодозависимой автоматике для систем отопления применяются современные аппаратно-программные комплексы и сложные алгоритмы, обеспечивающие высокую эффективность с минимумом затрат.

Алгоритм расчёта, применяемый в погодозависимой автоматике, использует значения температуры окружающей среды, исходя из которой, микропроцессорная схема управления отоплением формирует необходимое воздействия для теплового регулятора, приводящее к повышению или понижению температуры теплоносителя. При этом программа работает таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную экономию топлива или электроэнергии.

Погодозависимая автоматика предусматривает поддержку источника теплоты (как правило, это газовый или электрический котёл) в оптимальном диапазоне, соответствующем комфортной температуре. При таком отоплении достигается существенная экономия средств на топливо, поскольку тепловыделение, и, следовательно, тепловые потери, значительно снижаются.

Если бы погодозависимая автоматика отсутствовала в системе отопления, то в котле поддерживалась бы исключительно высокая температура, так как отработанные газы на 200-300 градусов горячее воздуха в комнатах; таким образом, в процессе бесконтрольного сжигания топлива большое количество энергии попадает в окружающую среду и на нагрев помещения не идёт.

При установке погодозависимой автоматики нагретость теплоносителя в системе отопления всегда поддерживается на минимальном уровне, обеспечивающим комфортные условия в помещении. Как следствие, в атмосферу уходит значительно меньше полученного при сгорании топлива тепла.

Алгоритм работы погодозависимой автоматики может выглядеть следующим образом:

• выбирается зависимость температуры теплоносителя от внешней. Эти зависимости формируются погодозависимой автоматикой системы отопления заранее, по результатам проведенных испытаний. При этом учитывается, что дом имеет определенную тепловую инерционность и правильность выбора той или иной кривой нагрева может быть проверена только через некоторое время;
• по этой зависимости погодозависимой системой автоматики формируется температура теплоносителя, для обеспечения комфортных условий в помещении (например, 20°С); если необходимы большие значения, то производится сдвиг кривой нагрева вверх;
• производится контроль тепловыделения в помещении при помощи комнатных датчиков и в случае её несоответствия она увеличивается или уменьшается.

Неравномерность обогрева различных комнат в помещении приводит к тому, что погодозависимая автоматика для систем отопления ориентируется либо по комнате с самой низкой температурой, либо (если позволяют возможности отопления) управление тепловым контуром осуществляется так, чтобы котел обеспечивал температуру на 1-2°С больше установленной, но распределение тепла осуществлялось непосредственно «на местах», в каждой комнате отдельно. Подобная схема обладает небольшим переизбытком мощности, однако благодаря этому создаются более комфортные условия. Увеличение затрат при этом не превышает 0.1-0.5%.

Работа регуляторов устроена таким образом, что они реагируют на изменения внешних условий не мгновенно. Если бы изменение каждого фактора (температуры, освещенности или скорости ветра) сразу же приводило к изменению режима работы котла, система бы работала некорректно.

Кратковременные изменения подобных факторов компенсируется теплом, которое накоплено в жилых помещениях.

Совет

Потребитель может задавать время, которое необходимо для наступления комфортных условий в доме, а регулятор сам определит все необходимые задержки между изменениями внешних условий и режимом работы котла.

В настоящее время управление погодозависимой автоматикой для систем отопления может выполняться с панели управления, или с помощью удаленного доступа (по мобильному телефону, через интернет).

Заключение

В настоящее время существует множество устройств подобного типа. Этот рынок относительно молод и продолжает развиваться ускоренными темпами; на нём появляется устройства, способные анализировать всё больше и больше факторов, влияющих на климат в жилых помещениях.

Погодозависимая автоматика для систем отопления – это серьёзное капиталовложение. Однако, с первых же месяцев его эксплуатации, подобный способ отопления начнёт экономить топливо или электричество.

Полная окупаемость устройств с погодозависимой автоматикой для отопления происходит через 3-5 лет их эксплуатации.

Кроме того, применение погодозависимых устройств автоматики в современных отопительных комплексах способен значительно улучшить комфорт в жилых помещениях.

Похожая продукция: