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. 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.

Погодозависимая автоматика для систем отопления
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.

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.

Погодозависимая автоматика для систем отопления
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.

Погодозависимая автоматика для систем отопления
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.

ПОДЕЛИТЬСЯ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here