Автоматика для отопления — компонент управления.
Он самостоятельно может регулировать подачу топлива в оборудование для обогрева.
Для чего необходима автоматизация отопления в частном доме?
Устройство используют в зданиях любого типа для облегчения контроля за состоянием обвязки и уменьшения затрат топлива.
Запрограммированный компонент автоматически рассчитывает необходимость нагрева отдельных участков.
В зависимости от настройки, за основу берутся показания датчиков, которые сравниваются с введёнными в прибор значениями.
Что автоматизируют?
Главная цель установки устройства — облегчение управления температурой в строении. Основной компонент, который включают в механизм — котёл. Сверив показания уличных датчиков, прибор изменяет подачу топлива. Это позволяет свести затраты к минимально возможным.
Автоматика программируема. Её настраивают на изменение температуры не только по счётчикам, но также по дням недели.
Справка! Мастер способен задать программе самостоятельное отключение по нажатию владельцем пары клавиш, что позволит экономить в отсутствие.
- Высокая стоимость. Простые устройства довольно дёшевы, а программируемые дороже.
- Для написания алгоритма работы требуется много времени или вызов мастера.
- Использование газового котла приводит к большим расходам.
Варианты автоматического управления
Автоматический контроль выполняют три устройства.
Котёл отопления
Используют для облегчения управления. Автоматику устанавливают в офисных зданиях, реже в частных или на производственных. Применяют следующие виды устройств:
- электрические;
- жидкостные или твердотопливные;
- газовые.
Каждый из них обладает преимуществами над другими. При выборе обращаются к мастеру, который подскажет, какое устройство лучше подойдёт. В большинстве случаев рекомендуют стандартные твердотопливные котлы.
Автоматика частично зависит от используемого вида топлива. Её задача — сверять показания счётчиков, установленных в доме и на улице. По разнице значений определяется необходимость увеличения подачи ресурсов для большего нагрева. Это не касается устройств на твёрдых материалах. В последних изменяется интенсивность работы насоса, поставляющего жидкость в трубопроводы.
Термостатический вентиль
Наиболее простой вариант автоматического управления отоплением в частном доме. Устройство размещают на любой источник тепла. Затем задают температуру, которая поддерживается.
В отличие от котлов, этот прибор влияет на поступление теплоносителя в радиаторы или тёплые полы. Таким образом изменяется прогрев помещения.
Важно! Это касается всех приборов, кроме газовых. Последние контролируются непосредственно устройством.
Преимущества термостатических вентилей:
- Лёгкость установки.
- Простота управления.
- Низкая стоимость прибора.
Фото 1. Термостатический вентиль Oventrop, который оказывает влияние на поступление теплоносителя, легко монтируется и эксплуатируется.
- Сложность достижения экономии на расходах ресурсов.
- Дороговизна теплообменников со встроенным вентилем.
- Ускорение износа газового котла, нагревающего рабочую жидкость. Это связано с частым включением-выключением. А также повышается расход топлива.
- Твердотопливные нагреватели портятся из-за поступления кипятка через обратку.
- Температуру изменяют вручную, поскольку устройство способно поддерживать только заданную.
- На каждый радиатор требуется отдельный вентиль.
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:
- источник тепловой энергии;
- система радиаторного отопления;
- система напольного отопления;
- система приготовления горячей воды
Рассмотрим автоматизацию этих четырех систем.
1. Котел и система приготовления горячей воды
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.
2. Радиаторное отопление
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
3. Напольное отопление
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
Часть первая. Механизация.
Построили мы с женой дом. Я, как истинный инженер, слесарь, и безусловно молодец, вот этими вот руками сделал отопление. Отопление, как отопление. Напольный котел, бойлер косвенного нагрева на 200 литров, ветка отопления, ветка теплого пола, стальные радиаторы, металлопластиковые трубы.
Из автоматики только термоголовки на радиаторах. Почему бойлер косвенник, а не газовый, спросите Вы? У соседей подглядел, как они с газовым бойлером мучаются. Никакая десятикиловаттная горелка в газовом бойлере не сравнится по мощности и скорости нагрева с тридцатикиловаттным змеевиком косвенника! Плюс приятный бонус в виде экономии на подключении газа. Летом все было хорошо, но с наступлением зимы проявился один недостаток – после принятия ванны стало не хватать горячей воды. Ну, то есть, слил из бойлера весь кипяток на наполнение ванны, (а она у меня большая) и сиди битый час, жди новой порции кипятка. Это происходило потому, что в переходный период (когда температура на улице держится не ниже минус 5*С) котел работает на минимально возможной температуре — +60*. Поскольку бойлер у нас косвенник (вода из отопления через змеевик греет воду в бочке), то очевидно, что при такой температуре котла он разогревался не просто долго, а чертовски, непростительно долго. Выход прост – повышение температуры котла до максимума. Первое время обходился тем, что перед вечерними купаниями ходил в котельную и выкручивал котел на максимум, а после купания на минимум. Очевидно, что это совсем не выход, и я начал изобретать. Нарисовал схему, купил реле, переключатель, котловой термостат, собрал, установил – заработало.
Теперь в котле два термостата. Первый – с крутилкой, отвечает за температуру системы отопления, второй – за максимальный разогрев котла по запросу от бойлера. Я перестал ходить в котельную по вечерам перед купанием. Теперь реле, когда надо, переключает термостаты и котел разогревается до максимума. Жить стало гораздо проще! Но нет предела совершенству. Бойлер работает, в целом, как надо, НО, с задержкой. Откуда взялась задержка? Дело в том, что бойлер подключен по параллельной схеме, работает одновременно с системой отопления. И, пока котел не разогреет всю воду во всем доме, бойлер не выйдет на полную мощность. Решением этой проблемы является подключение бойлера по приоритету. Не вопрос! Добавляем переключатель, дорабатываем схему, приоритет готов.
В этом режиме, во время разогрева бойлера, система отопления и тёплый пол останавливаются. Котлу уже не надо разогревать весь теплоноситель во всем доме. Достаточно разогреть маленький участок от котла до бойлера. Кроме того, отключение системы отопления от максимально разогретого котла сильно продлевает жизнь полимерным трубам, которые с повышением температуры быстрее деградируют. Вот теперь стало совсем хорошо! Хочешь, в ванне отмокай, хочешь, под душем часами стой, никакого ощутимого провала в температуре горячей воды больше нет. В котельную я теперь ходил пару раз в неделю, поднастроить котел под погоду (оттепель там, заморозки).
Но в конце концов мне надоело и это. Захотелось автоматизации. Открыл интернет, посмотрел цены на котловые контроллеры (Honeywell Smile и подобные), приуныл от ценника и снова подался в изобретатели. Результатом, в конечном итоге, стал этот прибор.
