автоматика для котельной в частном доме
Системы автоматического регулирования
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Преимущества автоматического управления отопительными системами
Современные отопительные системы преимущественно панельного, либо панельно-лучистого типа. Это радиаторы, комбинация теплого водяного пола с радиаторами или только теплый пол. Настроить и поддерживать желаемые параметры отопления можно вручную – с помощью встроенных насосно-смесительных узлов. Особенно, если напольный подогрев частичный. Ручная регулировка по собственным ощущениям температуры в помещениях и степени нагрева отопительных элементов обеспечивает нормальную работу системы. Но полностью раскрыть ее потенциал такой способ управления не способен. Необходимо учитывать и высокую тепловую инерционность теплого пола, из-за которой выход на заданный режим происходит медленнее, чем в радиаторных системах, что дополнительно снижает удобство ручной балансировки.
Тогда как автоматическая настройка и управление обладает рядом преимуществ.
Автоматические системы управления отоплением (охлаждением) обеспечивают точную настройку рабочих параметров с учетом потребностей владельцев и поддержание заданного режима в течение всего периода использования. Они позволяют полностью задействовать функционал оборудования, повысить уровень комфорта и значительно сократить затраты на отопление. По сравнению с ручной настройкой экономия составит до 20%.
Еще одним достоинством автоматики является защита напольных покрытий – система не допустит повышения температуры теплоносителя выше ограничения. Превышение рекомендованной температуры на поверхности пола может вызвать порчу напольного покрытия. Контролируя работу системы напольного обогрева можно не только создать комфортные условия, но и надолго сохранить отличное состояние отделочных материалов.
Функционал и компоновка автоматических систем управления
Автоматическая регулировка в контурах осуществляется посредством повышения или снижения интенсивности работы отопительного оборудования, что позволяет оптимизировать энергопотребление. Помимо повышения энергоэффективности подобные системы предоставляют повышенный комфорт для пользователей.
Базовая система компонуется всего несколькими элементами.
Подключение к терморегулятору выносного датчика температуры позволяет контролировать температуру пола или строительной конструкции. Также выносной датчик температуры может использоваться в качестве замены встроенного датчика температуры воздуха.
Внутри большинства терморегуляторов установлен датчик температуры. При отклонении от заданного значения температуры, терморегулятор формирует сигнал на исполнительный механизм (сервопривод). Исходя из пожеланий, пользователь может выбрать терморегулятор не только с базовыми функциями (управление обогревом), но и с расширенными: управление также и охлаждением, переключение режимов работы по таймеру. По желанию в разных помещениях могут быть установлены разные модификации терморегуляторов. При необходимости систему можно дополнительно упростить – соединить терморегуляторы с сервоприводами (до пяти) напрямую, без использования клеммной колодки.
Базовая система оптимальна для применения в квартирах или частных домах. Она эффективно контролирует отопление (охлаждение) и адаптирует режим под запросы домочадцев.
Если же речь идет не только об отоплении, но и о другом климатическом оборудовании (кондиционирование, вентиляция, осушение/увлажнение), для комплексного контроля выпускается специализированная система автоматики.
Элементы системы климатического контроля в помещении взаимодействуют по тому же принципу, что и в системе автоматического управления отоплением (охлаждением). С той разницей, что вычислительные процессы, позволяющие оптимизировать работу подключенного оборудования, происходят не в терморегуляторе, а в базовой станции. А компоновка системы помимо стандартного оборудования включает также модули расширения.
Для большинства частных домов и коттеджей достаточно системы с одной базовой станцией, которая рассчитана на управление температурно-влажностным режимом в восьми помещениях. Но при необходимости управления климатом в большем количестве комнат можно объединить до пяти базовых станций.
Особенности систем управляющей автоматики
Наряду с проводными системами управляющей автоматики, элементы которых соединяются кабелем, также существуют системы с беспроводными соединениями. Их установка не требует штрабления стен, что особенно актуально, если монтаж выполняется в доме с уже готовой чистовой отделкой. Независимо от вида систем, все оборудование характеризуется привлекательным дизайном, а интерфейс терморегуляторов интуитивно понятен.
Удаленный доступ осуществляется посредством подключения системы к сети «Интернет», с использованием браузеров или мобильного приложения, что значительно расширяет возможности пользователей. Контролировать температурный режим или климат в помещении в целом, можно из любой точки мира и в любое время. Мониторинг в режиме реального времени позволяет поддерживать оптимальные параметры инженерных систем в отсутствие владельцев и подготавливать дом к их возвращению.
Системы автоматического управления отоплением и охлаждением удобны, практичны и экономичны. Круглый год в доме будет поддерживаться оптимальный микроклимат, не требующий постоянной ручной регулировки. С управляющей автоматикой даже резкое похолодание в отсутствии хозяев не влечет последствий в виде выстывшего дома или повреждений систем отопления.
Автоматика для отопления коттеджа
В данной статье мы рассмотрим подбор автоматики для систем отопления индивидуальных домов. Типовыми задачами, которые решает система отопления, являются обогрев помещений с помощью радиаторов, поддержание комфортной температуры в контурах теплого пола, приготовление горячей воды.
Что такое система теплоснабжения индивидуального здания?
Любое современное индивидуальное жилье оснащается системой теплоснабжения, которая включает в себя, как правило, четыре составляющие:
Рассмотрим автоматизацию этих четырех систем.
Источником тепловой энергии для теплоснабжения индивидуального здания в большинстве случаев служит собственный котел, работающий на газообразном или жидком топливе. Современные котлы делятся на две большие группы: одноконтурные и двухконтурные.
Двухконтурные котлы предназначены для нагрева и подачи теплоносителя в контур отопления, а также для приготовления горячей воды (ГВС). В состав двухконтурных котлов входит теплообменник нагрева горячей воды, трехходовой вентиль для переключения режима отопления / приготовления ГВС, циркуляционный насос, автоматика. Горячая вода приготавливается в проточном теплообменнике, поэтому котел должен иметь достаточную мощность, перекрывающую пиковую потребность в горячей воде. Для подключения двухконтурного котла производители рекомендуют установить запорные краны, а также фильтры на входе в котел холодной питьевой воды и теплоносителя из системы отопления.
Одноконтурные котлы предназначены для нагрева теплоносителя контура отопления. В состав котла, как правило, входит система управления и защиты горелки. Циркуляционные насосы и теплообменник нагрева горячей воды должны устанавливаться отдельно. Зачастую с одноконтурными котлами применяют бойлер косвенного нагрева, представляющий собой накопительный бак горячей воды со встроенным в него теплообменником. Для подачи теплоносителя в контур отопления и нагрева ГВС применяется насосный узел обвязки котла DSM-BPU.
Насос контура отопления прокачивает теплоноситель через котел, радиаторы и (с помощью узла смешения) через конуры теплого пола. В контуре отопления устанавливаются термостатические регуляторы, которые изменяют сопротивление контура в зависимости от температуры в помещениях. Чтобы обеспечить циркуляцию теплоносителя через котел в любых режимах работы, в контуре отопления насосного узла DSM-BPU предусмотрен перепускной клапан AVDO. Клапан AVDO может быть настроен на поддержание необходимого минимального расхода в зависимости от применяемого котла. Насос контура ГВС прокачивает теплоноситель через котел и бойлер косвенного нагрева. Сопротивление контура нагрева ГВС постоянно, поэтому установка перепускного клапана не требуется.
Как правило, мощность котла подбирают исходя из среднего потребления тепла контуром отопления и ГВС. Пиковые нагрузки при использовании горячей воды покрываются за счет запаса горячей воды в бойлере косвенного нагрева. В этом случае котел работает либо на контур отопления, либо, если температура воды в бойлере косвенного нагрева упала ниже установленной, переключается на нагрев горячей воды. Такой режим работы называют «приоритет ГВС». Переключение контуров отопления с помощью узла DSM-BPU осуществляется очень быстро и просто: достаточно переключить питающее напряжение с насоса контура отопления на насос контура нагрева ГВС. Установленные на выходе каждого насоса обратные клапаны обеспечат правильное направление потока теплоносителя. Таким образом, для реализации приоритета ГВС достаточно подключить насосы узла DSM-BPU к термостату бойлера косвенного нагрева или к системе управления котла.
В состав насосного узла обвязки котла входят фильтры для каждого контура, предохранительный клапан, кран для подключения расширительного бака, запорные краны на каждом контуре для удобства сервисного обслуживания системы. Установка дополнительной трубопроводной арматуры не требуется.
Обвязка радиатора должна выполнять следующие основные функции: регулировать мощность радиатора в зависимости от температуры в помещении, перекрывать поток теплоносителя в радиатор для обслуживания, ремонта или замены, обеспечивать возможность слива теплоносителя из радиатора на время ремонта
Регулировать мощность радиаторного отопления можно двумя способами: управляя всеми радиаторами в одном помещении одновременно по комнатному термостату или управляя каждым радиатором независимо радиаторным термостатом
Комнатный термостат применяют, если радиаторы закрыты декоративной решеткой, в этом случае температура в месте установки радиатора значительно отличается от температуры в комнате, и радиаторный термостат будет работать некорректно. Также, если в комнате установлено большое количество радиаторов, удобнее регулировать температуру в помещении одним прибором – комнатным термостатом. При использовании комнатного термостата радиаторы, расположенные в данной комнате, подключаются к распределительному коллектору, на котором расположены термоэлектрические приводы. Приводы открывают и закрывают подачу теплоносителя к радиаторам по команде комнатного термостата. Сигнал от комнатного термостата может поступать по проводам (проводная версия) или в виде радиосигнала (беспроводная версия) к ресиверу. Для удобства подключения термоэлектрических приводов можно использовать коммутационную панель FH-WC.
Для возможности отключения радиатора и слива из него теплоносителя необходимо использовать специальные запорные клапаны, например RLV-KD для радиаторов с нижним подключением или 2 шт. RLV для радиаторов с боковым подключением. К этим клапанам можно подключить спускной кран с насадкой для шланга 3/4″ и предотвратить попадание теплоносителя на отделочные материалы при обслуживании и ремонте
Кран спускной для клапанов RLV, RLV-KD с насадкой для шланга 3/4″
При использовании радиаторных термостатов на каждый радиатор должны быть установлены термостатический элемент, клапан терморегулятора и запорный клапан, или комбинация из этих элементов
По типу подключения радиаторы делятся на радиаторы с боковым подключением и радиаторы с нижним подключением
Рассмотрим варианты обвязки радиаторов с боковым подключением.
a) Термостатический элемент, клапан терморегулятора и запорный клапанВ качестве термостатического элемента можно использовать элемент с газовым наполнением сильфона RA2994 или электронный термостат living eco.
RA2994
living eco
В зависимости от разводки трубопровода используют различные конструктивные исполнения клапана терморегулятора RA-N
Клапан RA-N угловой
Клапан RA-N прямой
Трехосевой клапан RA-N для подключения справа
Трехосевой клапан RA-N для подключения слева
Клапан RA-N угловой с боковым подключение
Также существуют хромированные версии и исполнения для прессового соединения, см. здесь
В качестве запорного клапана используется прямой или угловой запорный клапан RLV.
Клапан запорный угловой
Клапан запорный прямой
Также существуют хромированные версии и исполнения для прессового соединения, см. здесь
b) Термостатический элемент, гарнитура для бокового подключения RA-K
Гарнитура объединяет в себе клапан терморегулятора и запорный клапан. Применение гарнитуры позволяет опустить пластиковые трубопроводы ниже уровня радиатора и таким образом не допустить попадания на них солнечного света, вызывающего преждевременное старение пластиковых трубопроводов. Кроме того, гарнитуры выглядят очень эстетично и упрощают монтаж.
К гарнитуре RA-K подходят термостатические элементы RA2994 и living eco. В зависимости от способа прокладки трубопроводов следует выбрать гарнитуру с нижним или тыльным подключением трубопроводов.
Гарнитура с нижним подключением
Гарнитура с тыльным подключением
c) Термостатический элемент, гарнитура для бокового одноместного подключения RA 15/6TВ
К гарнитуре RA 15/6TВ подходят термостатические элементы RA2994 и living eco. Эта гарнитура позволяет максимально скрыть обвязку радиатора. Следует иметь в виду, что одноместное подключение снижает теплоотдачу радиатора на 15…20%.
Рассмотрим варианты обвязки радиаторов с нижним подключением
a) Радиатор с нижним подключением без встроенного клапана терморегулятораВ этом случае следует использовать гарнитуру VHS и термостатический элемент. В качестве термостатического элемента можно использовать элемент с газовым наполнением сильфона RA2994 или электронный термостат living eco
В зависимости от разводки трубопроводов используют прямую или угловую версии VHS, а в зависимости от подключения к радиатору версию G 1/2” или G 3/4”.
Угловая гарнитура VHS
Прямая гарнитура VHS
b) Радиатор с нижним подключением со встроенным клапаном терморегулятора с клипсовым соединением RA
В этом случае следует использовать термостатический элемент с газовым наполнением сильфона RA2994 или электронный термостат living eco. В качестве запорного вентиля можно использовать клапан RLV-KD. В зависимости от разводки трубопроводов используют прямую или угловую версии RLV-KD, а в зависимости от подключения к радиатору версию G 3/4” или с переходниками G 1/2”.
Прямой запорный клапан RLV-KD с переходниками G 1/2”
Угловой запорный клапан RLV-KD с переходниками G 1/2”
c) Радиатор с нижним подключением со встроенным клапаном терморегулятора с резьбовым соединением М30х1,5
В этом случае следует использовать термостатический элемент RAW-K или электронный термостат living eco с адаптером K. В качестве запорного вентиля можно использовать клапан RLV-KD. В зависимости от разводки трубопроводов используют прямую или угловую версии RLV-KD, а в зависимости от подключения к радиатору версию G 3/4” или с переходниками G 1/2”.
RAW-K
living eco
Теплый пол обеспечивает особый комфорт в помещении. При достаточном утеплении теплый пол может обеспечивать компенсацию теплопотерь, но на практике как правило систему теплых полов устанавливают в дополнение к радиаторному отоплению.
Для радиаторов и для теплых полов требуется разная температура теплоносителя. Классические параметры для радиаторов – это80 С на подаче и 60 С на возврате. Для комфортного и безопасного проживания средняя температура поверхности пола не должна быть выше +26 С для помещений с постоянным пребыванием людей, это значение регламентировано Сводом Правил СП60.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 41-01). Для достижения такой температуры поверхности пола температура подаваемого теплоносителя должна быть около 40 С. Чтобы температура поверхности пола была равномерной, температура возвращаемого теплоносителя должна отличаться от температуры подачи не более чем на 5…10 С. Для получения таких параметров теплоносителя теплого пола применяют узлы смешения.
Danfoss предлагает 5 моделей узлов смешения для теплых полов. Модели различаются применяемым насосом и комплектацией
FHM-C5 Компактный узел смешения с 3-х скоростным насосом UPS 15-40, с термостатом безопасности
FHM-C6 Компактный узел смешения с 3-х скоростным насосом UPS 15-60
FHM-C7 Компактный узел смешения с энергоэффективным насосом Alpha 2 15-60, с термостатом безопасности, ограничителем расхода, измерительной диафрагмой
FHM-C8 Компактный узел смешения с энергоэффективным насосом Alpha 2 15-60
FHM-C9 Компактный узел смешения с энергоэффективным насосом Alpha 2 15-40
Конструкция узлов смешения позволяет крепить их напрямую к коллекторам FHF
Для подключения контуров теплого пола применяют, как правило, распределительные коллекторы, оснащенные расходомерами. Расходомеры позволяют визуально наблюдать поток теплоносителя в каждом контуре, что существенно упрощает наладку и обслуживание системы. Чтобы избежать попадания воздуха в петли теплого пола, коллекторы оснащают воздухоотводчиками, в современных системах применяют автоматические воздухоотводчики.
Для регулирования теплых полов в небольших помещениях с одной петлей теплого пола можно использовать терморегуляторы FHV для напольного отопления. Модель FHV-R с термостатическим элементом FJVR регулирует температуру возвращаемого теплоносителя, таким образом поддерживая постоянную температуру поверхности пола. Модель FHV-A с термостатическим элементом RA2994 регулирует температуру воздуха в помещении
Терморегулятор FHV-R и термостатический элемент FJVR
Терморегулятор FHV-A и термостатический элемент RA2994
Для регулирования теплых полов в бОльших помещениях применяют комнатные термостаты. Для достижения максимального комфорта следует применять модели с датчиком температуры пола: проводная версия TP5001MA, беспроводная версия TP5001A-RF, датчик температуры пола TS3.
Комнатный термостат серии TP5001
Датчик температуры пола TS3
Автоматика систем отопления
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.
Что надо автоматизировать?
Рассматривая, как осуществляется обогрев дома, необходимо отметить, что работа автоматики системы отопления должна охватывать как минимум такие ее компоненты:
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:
Часть этих функций может быть установлена по желанию заказчика (опционально), но автоматическое управление отоплением, во всяком случае, работой котла, при таком подходе будет полным.
Об автоматическом управлении отопительной системой
Когда рассматривается автоматизация систем отопления, следует иметь в виду, что управление обогревом может осуществлять по температуре:
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.
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.
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.
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.
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.