Системы автоматического регулирования

Даже в достаточно «теплых» регионах нашей страны отопительный сезон составляет не менее семи месяцев, а где и все девять, и залог комфортного проживания в квартире или доме — эффективная система отопления. И в это понятие входит не только надежность оборудования и его достаточная мощность, но и экономичность, а этот параметр в большой степени зависит от управления отоплением. Сравнительно недавно не было альтернативы ручному управлению и регулированию, сегодня же активно применяются системы автоматического регулирования, что гораздо удобнее и выгоднее. В этой части курса Академии FORUMHOUSE при помощи специалиста компании REHAU, рассмотрим:

• Преимущества автоматического управления отопительными системами
• Функционал и компоновка автоматических систем управления
• Особенности систем управляющей автоматики

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.

• Комнатный терморегулятор – контроль и поддержание температуры.
• Клеммная колодка – коммутация системы.
• Сервопривод – управление регулирующими клапанами.

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 циркуляционного насоса отопления, обзор

Циркуляционный насос для отопления, снабженный автоматическим реле отключения, контроллером скорости и другими полезными опциями станет отличным помощником занятым владельцам, которым некогда несколько раз в день проверять работу системы. Датчики температуры и скорости самостоятельно проконтролируют заданные параметры, а при возникновении аварийной ситуации плавно остановят работу схемы. Автоматика для циркуляционного насоса отопления обеспечит постоянную и безопасную функцию контура.

Схема и принцип работы циркуляционного насоса отопления

Принудительная циркуляция теплоносителя ускоряет поток жидкости в схеме, тем самым снижая тепловые потери и экономя расход топлива. Благодаря постоянной скорости потока, нагрев батарей происходит равномерно. Если нет завоздушенных участков в контуре, то самая последняя батарея, так же горяча, как и первая. Агрегат подает горячую воду к верхним этажам с постоянным напором.

Составляющие циркуляционного насоса:

• Прочный корпус, устойчивый к механическим воздействиям.
• Крыльчатка для обеспечения перекачки теплоносителя в системе.
• Электродвигатель для запуска контура в работу.
• Камера, обеспечивающая подачу и напор через патрубки, подключенные к магистрали.
• Коробка с клеммами для подсоединения автоматики управления циркуляционными насосами.

• Теплоноситель через впускной патрубок поступает в рабочую камеру.
• Запускается электродвигатель, включающий действие крыльчатки. Она захватывает струю, усиливая давление в схеме.
• Усиленный поток устремляется к патрубку, соединенному с магистралью и передает теплоноситель в трубу.

Никаких трудностей с функционированием системы не возникает. Необходимо только правильно подобрать агрегат, и комплект датчиков, призванных контролировать бесперебойное и безопасное функционирование контура.

Автоматизация циркуляционного насоса

Автоматика для циркуляционного насоса включает в себя несколько приборов:

• Источник бесперебойного питания с аккумуляторной батареей.
• Контроллеры температурного режима.
• Реле давления с выносным манометром.
• Реле сухого хода.

Названые приборы дают возможность функционировать системе отопления после настройки на заданные параметры. После этого не требуется постоянное присутствие человека в доме. Хозяин может уехать на целый день работать или взять несколько выходных. Автоматическое управление циркуляционным насосом проследит за уровнем давления или температуры в системе, аварийно отключив если показатели превысят допустимые.

Источник бесперебойного питания

Для подбора ИБП вначале подсчитывают суммарную мощность всех приборов отопительной системы, чтобы выбрать подходящую мощность питания.

Термостаты и автоматика для управления циркуляционным насосом отопления

Механические модели

Клапан и термическая головка – главные элементы, без которых невозможно представить практически ни один терморегулятор. При этом последняя выполняет функцию чувствительного элемента. Этим деталям не нужна энергия извне для того, чтобы правильно работать.

В свою очередь, несколько составных частей есть и у термической головки. Это регулятор и привод, жидкостный элемент, иногда встречаются упругие или газовые детали как альтернатива ему.

Внутреннее устройство

Выбирая регулятор температуры, необходимо учитывать все факторы, которые в будущем могут сказаться на работе устройства. Главные его части следующие:

1. шкала с настройкой;
2. фиксирующее заданную температуру, кольцо;
3. механизм компенсационного действия;
4. накидная гайка;
5. шток;
6. золотник;
7. разъемное соединение;
8. чувствительный элемент;
9. термостатический элемент;
10. термостатический клапан.

Автоматический блок управления для циркуляционного насоса

Управление циркуляционным насосом организовано посредством терморегулятора, реле, блока бесперебойного питания. Комплекс нужен для регулировки нагрева теплоносителя, поддержания работы оборудования.

Термостаты

Агрегаты сочетают функции термоэлемента и вентиля, нужны для корректировки температуры нагрева воды.

Термостат для циркуляционного насоса отопления работает так:

1. Считывает информацию с датчика температуры. Сравнивает показатели с настройками. Для выставления режима настроек предназначено побочное меню с различием температуры запуска насоса и гистерезиса. Гистерезис – временной интервал запаздывания температуры при включении и отключении нагревателя.
2. При запуске оборудования гистерезис автоматически прибавляется к показателю нагрева воды при включении нагнетателя. При выключении насоса гистерезис вычитается из общего показателя.

По умолчанию размер гистерезиса принимают в 1/10 от температуры нагрева теплоносителя. Таким образом, при режиме прогрева воды в +50 С гистерезис составляет всего 5 градусов. Чтобы блок автоматического управления начал работать, вода должна прогреться до +55 С. Для выключения блока должна охладиться до показателя +45 С. Агрегаты с гистерезисом более удобны в работе. Оборудование поддерживает разбег температуры в 5 градусов, потому защищено от постоянного включения/выключения.

Термостат следует выбирать с гистерезисом прошивки минимум +/- 1 градус, максимум +/- 10 градусов. Ставят термостат рядом с котлом. При условии настройки с учетом внешней температуры в комнате, регулировка котла должна быть с возможностью изменения показателя носителя.

Блок бесперебойного питания

Блок управления циркуляционным насосом отопления – энергозависимое оборудование, без электричества работать не будет. Исключить возможность простоя позволит ИБП (бесперебойник) или генератор. Допустимо обойтись без прибора обеспечения питания, пуская сеть в самотечном режиме. Но тут есть риск ошибки выкладки трубопроводов, что приведет к выходу сети из строя.

Контуры самотечной сети отопления по технике выкладки идут с наклоном в сторону трубы обратной циркуляции. Наклон рекомендуют поддерживать в пределах до 3 см на каждый метр трубопровода. Это требует точных расчетов схемы и увеличивает зону выкладки сети.

Магистраль обратной циркуляции монтируют с уклоном в сторону нагревателя, также с учетом наклона. Если уровень снижения мал, есть риск застоя теплоносителя, образования воздушной пробки. К тому же нагреватель следует устанавливать в самой нижней точке схемы, что при отсутствии подвала вызывает сложности.

Избежать всех проблем поможет циркуляционный насос, чтобы обеспечить его питанием, в сеть встраивают ИБП или генератор. Выбор зависит от пользователя, однако генератор при работе сильно шумит, бесперебойник функционирует максимально тихо.

Реле включения и выключения

Это модуль для запуска оборудования в работу и отключения агрегата. Реле включения насоса отопления – важный узел, отвечающий за поддержание работоспособности всего блока.

Задача агрегата проста:

• снижение уровня давления в сети – сигнал для запуска устройства в работу, реле включает оборудование;
• превышение установленной нормы давления – сигнал для остановки оборудования.

Таким образом, при прекращении разбора теплоносителя, повышении давления в сети, таймер для насоса отопления срабатывает на отключение. Возобновление разбора горячей воды приводит к снижению показателя давления, запускает устройство в работу. Устанавливать или нет терморегулятор, ИБП, дело хозяина.

Качественный насос циркуляционный с датчиком температуры обладает рядом преимуществ:

• снижает расход топлива;
• обеспечивает поддержание комфортной температуры в помещениях;
• дает возможность быстрой коррекции режима работы.

Специалисты рекомендуют выбирать устройства в соответствии с указаниями производителей. Изготовители оборудования без автоматического блока управления прописывают в техническом паспорте параметры блока, подходящего для монтажа на устройствах.

Чтобы упростить регулировку поступления воды в батарее, рекомендовано оснастить терморегуляторами все батареи в доме. При их выборе надо учитывать градации настройки – чем меньше деления, тем точнее режим. Практичнее брать устройства с градацией шкалы до 5 градусов.

Принцип работы

Объем теплоносителя изменяется, когда меняется температура в обогреваемом помещении.

Сильфон тоже меняет свой объем. Именно из-за этого начинается перемещение регулирующего золотника. Его движение пропорционально связано с тем, как происходит изменение температурного режима.

Терморегулятор имеет специальный шток клапана, который перемещается из-за чувствительного элемента, реагирующего на окружающую среду.

О монтаже и его особенностях

На подающей части трубопровода регулятора устанавливается клапан терморегулирующего типа. Важно сохранить горизонтальное положение для головки устройства отопления. Недопустимо воздействие прямого солнечного света, тепла в больших количествах.

Радиаторы не могут нормально выполнять свои функции, если они закрыты занавесками или заставлены мебелью. В такой ситуации возникает зона с почти полным отсутствием чувствительности. Это означает, что нет никакого соприкосновения с окружающей средой.

В противном случае

Если по-другому систему отопления установить невозможно, придется использовать датчики дистанционного регулирования, у которых есть чувствительный накладной элемент. Для встраивания в ниши предназначены и так называемые минирегуляторы отопления.

Специалисты рекомендуют осуществлять установку специального запорного вентиля на обратке радиатора отопления. Тогда не придется отключать всю систему отопления от стояка, если понадобится произвести чистку батареи, демонтаж.

Терморегулятор насоса необходимо полностью открывать, когда отопительный сезон заканчивается. После этого на седле клапана не будет образовываться лишний осадок, само устройство просто поворачивается против часовой стрелки.

Есть несколько тепловых режимов, с которыми могут работать разные виды приборов для насоса.

1. лето — 28 °C;
2. ванная комната — 24 °C;
3. гостиная — 20 °C;
4. спальня — 16 °C;
5. внутренний коридор — 11 °C;
6. защита от заморозков — 7 °C.

Нужно обязательно настроить терморегулятор для насоса, прежде чем начинать активную эксплуатацию. На этом этапе создается дополнительное гидравлическое сопротивление. Нужно плавно регулировать дроссельный механизм, чтобы добиться необходимого результата работы насоса.

Обратный и впускной клапан батареи одинаково хорошо помогают справляться с этой же задачей.

Используемые материалы в производстве циркуляционных насосов

Это очень важный аспект, который влияет не только на качество работы, но и на стоимость агрегата. Понятно и без слов, что контакт деталей и узлов насоса с водой приносит массу неприятностей. Поэтому для производства данного вида используются высокопрочные материалы, которые могут противостоять воде с достаточно высокой температурой.

К примеру, сегодня выпускаются аналоги, где вал, то есть ротор, и подшипники изготавливаются из керамики. Такие детали обладают высокой прочностью и большим сроком эксплуатации. К тому же керамика не боится воды. Плюс ко всему такие детали работают бесшумно.

Средний гарантированный срок эксплуатации циркуляционных насосов составляет не менее десяти лет. Конечно, требования производителей здесь должны выполняться строго, в противном случае никаких гарантий. Что требуют производители? Правильный подбор, правильный монтаж, подготовленный теплоноситель, не допущение некоторых отрицательных показателей в системе отопления, например, воздух внутри.

Модели электронного типа

Их еще коротко обозначают как ЭТ. Это устройства автоматического типа, которые помогают поддерживать заданный температурный режим. При необходимости они могут использоваться с любым типом насоса.

Электронный терморегулятор может в автоматическом режиме управлять исполнительными механизмами системы вроде клапанов и насосов, смесителей, котлов.

Как все работает?

Обязательным становится наличие выносного или встроенного термодатчика в конструкции. Он устанавливается в месте, свободном от прямого воздействия других отопительных приборов. С помощью этой детали производится регулировка устройства.

Термодатчик дает ЭТ информацию о том, какая температура сохраняется в окружающей среде. В настоящее время выпускаются цифровые и аналоговые варианты ЭТ.

Первые обладают большей функциональностью, за счет чего и получили широкое распространение.

В свою очередь, модели цифрового типа делятся на две разновидности:

1. с открытой;
2. или закрытой логикой.

Что такое циркуляционный насос

Это не больших размеров агрегат, который устанавливается в систему трубопровода отопления и перегоняет теплоноситель по всем ветвям системы отопления, то есть обеспечивает циркуляцию горячей воды. Существует большое разнообразие циркуляционных насосов для систем отопления. но для частных домов обычно используются агрегаты с так называемым «мокрым ротором». В чем конструктивная особенность этой модели?

Все дело в том, что подвижные детали насоса, а это в основном ротор и крыльчатка, охлаждаются и одновременно смазываются протекающей внутри насоса жидкостью, то есть теплоносителем. Отсюда и бесшумность работы, и высокий показатель надежности, и небольшие габариты самого агрегата. Приплюсуем сюда долговечность, эффективность и экономичность.

Закрытая логика

Закрытая логика прибора для циркуляционного насоса означает, что имеется жесткая внутренняя структура. Алгоритм работы остается постоянным во времени, не меняется в зависимости от состояния окружающей среды.

Для циркуляционного насосного оборудования это вполне возможно. Есть только небольшой ряд программируемых параметров, которые поддаются изменениям.

Открытая логика

Есть и свободно программируемые типы приборов с открытой логикой. Они тоже часто встречаются в насосных изделиях циркуляционного типа. Такие устройства можно легко настроить под любые условия окружающего пространства и температурные режимы.

Но управлять ими довольно сложно, требуется специальная квалификация. Потому они и не получили широкого распространения, в приборах циркуляционного вида закрытая логика встречается чаще всего.

Не стоит экономить на приобретении терморегулятора для отопительной системы, ведь это изделие в разы повышает продуктивность и эффективность.