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.

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.

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 управления отоплением дома своими руками. Часть 1

Многофункциональные устройства BM8036 и NM8036 производства Мастер Кит могут быть использованы в качестве центральной части системы управления отоплением, охлаждением, вентиляцией и т.п. На основе NM8036 один из наших покупателей решил сделать автоматику управления отоплением дома и подробно описал процесс реализации своей идеи:

«Я в статье Автоматика отопления для дома писал о том, какая нужна автоматика для системы отопления с водяным тепловым аккумулятором (ВТА). Исходя из желаемого алгоритма и особенностей работы системы отопления такого рода я пришел к выводу, что нужен программируемый блок управления, выполняющий не только функции терморегулятора, но и таймера с календарем.

В принципе, можно просто взять старый компьютер, какой-нибудь пентиум 2-й, написать для него программу, которая будет выполнять все желаемые функции — да и делу конец. Признаюсь, у меня до сих пор еще не пропало такое настроение. Однако я вдруг вспомнил о такой фирме, где можно купить массу разных комплектов для самых разнообразных задач. Это Мастер Кит.

А надо сказать, что эта фирма поставляет разные комплекты для сборки радиоэлектронных устройств. Что такое комплект? Это, как правило, печатная плата и набор деталей для сборки. Правда, есть и уже собранные, готовые приборы. Я, собственно, раньше пользовался этим сервисом, что-то собирал… И вот, совсем немного порывшись в его каталоге, я обнаружил устройство, которое в общем и целом вполне соответствует моим требованиям. Это 4-х канальный таймер-термостат NM8036.

Есть там в каталоге и аналог такого термостата, но уже на 8 каналов: BM8036.

*прибор поставляется в спаянном виде с установленными силовыми ключами в комплекте с корпусом и 8-ю датчиками температуры

Если поближе познакомиться с тем и другим вариантом, то лично мой выбор: 4-х канальный. Почему? Его легко расширить до 12 каналов. Точнее, оба устройства можно переделать в 12-канальный вариант. То есть, установить под его управление 12 устройств. И это не мое изобретение, на сайте Мастер Кит обо всем этом говорится. Мой выбор пал на NM8036, так как он дешевле. Однако использование того или иного варианта зависит от задач, умения паять и т.д. (кому то будет проще и удобнее использовать готовое устройство).

Какие это могут быть устройства? Ну, например, электроклапаны системы отопления, циркуляционные насосы, электротэны, вентиляторы, электрически управляемые задвижки… Эка меня разнесло. Задвижки, вентиляторы… Дык, это я уже прикидываю, что термостат сей будет не только системой отопления управлять, но и поддерживать оптимальную для овощей температуру хранения в подвале.

Не лишне заметить при этом, что ко входам этого аппарата можно подключить просто огромное количество датчиков температуры. Цифровых датчиков, обладающих высокой точностью. А для гурманов от электроники еще предусмотрена возможность подключения и еще пары аналоговых датчиков ко входам АЦП.

Но изюминка этого агрегата даже не в этом. Его программное ядро позволяет программировать работу без знания каких-либо языков программирования. Все на уровне человеческого понимания на русском языке. Хотя, конечно, далекому от таких вещей человеку, наверное, будет трудновато с этим справиться. По крайней мере, не сразу, не с налета.

Но что мне особенно понравилось, так это то, что этот аппарат можно подключить к компьютеру и изгаляться над ним уже не с помощью его штатных кнопок, а с клавиатуры компьютера. Просматривать программу, изменять ее, заливать новые версии прошивок… Сложно, Мастер? Не знаю, мне так не кажется. Сегодня век такой, что 12-летние внуки, вон, уже не глядя на кнопки по клавиатуре лупят. А я что ж, тупее их, что ли? Дудки, нас не догонят!

Ну, короче, я этот аппарат собрал, отладил. Теперь осталась мелочь: расставить по местам датчики температуры и создавать программу по тому алгоритму, который мне необходим для работы системы. И это вовсе не является несбыточным делом. Посмотри, Мастер, почитай, сколько людей уже пользуются этим термостатом. Я никакого открытия тут не сделал, просто нашел то, что мне нужно, и по приемлемой цене.

Ну так а что же требуется для полной сборки моего блока управления? Я так прикинул на свои хотелки-мотелки и решил задействовать сразу все 12 каналов. Может быть, не сразу, но блок управления надо собрать полный. Поэтому:

1. Таймер-термостат NM8036 1 шт
2. Блок исполнительных реле NM4411 3 шт
3. Блок питания PW1220D 1 шт
4. Датчик температуры цифровой DS1822 4 шт

Это все я купил в интернет-магазине. Датчики температуры, собственно, идут в комплекте с таймером, там их уже 4 штуки. Но я на расширение еще взял 4. Лишними не будут. А еще в местном магазине присмотрел корпус для блока управления, куда можно воткнуть все эти компоненты.

Сам Мастер Кит торговлей не занимается, это делают различные дилеры-магазины, в том числе и интернет-магазины. В моем поселке нет супермаркетов, потому я пользуюсь интернет-магазинами.

Вот процесс сборки

Теперь поговорим о самой сборке и запуске блока управления отоплением на основе NM8036.

У Мастер Кита имеется очень хорошая инструкция для работы с набором. На странице описания набора в конце есть на нее ссылка.

Но сегодня я не для того рассказ затеял, чтобы инструкцию эту повторять. Есть разные подводные камешки и булыжники, о которых в инструкции не говорится, а я по практике своей или натыкался, или чудесным образом избежал такового, но мог наткнуться. Вот об этом и речь поведу.

Я не буду рассказывать и показывать, как припаивать элементы к печатной плате. Разумеется, это делается не с помощью паяльной лампы и определенный минимальный навык, конечно же, весьма желателен. Тут правила простые: аккуратность и внимательность, выводы и контактные площадки стараться не перегревать.

Схемы с наборами имеются, перечни элементов вложены, наименования на элементах написаны — имей, как говорится, глаза и руки. Но об одном хочу напомнить: после сборки, очистки и промывки не спеши сразу включать. Возьми, Мастер, лупу покрупнее и самым тщательным образом проверь каждую пайку. КАЖДУЮ! Чтобы кружочек был ровненьким, чтобы от него не тянулись замыкающие сопли припоя на другие контакты. Львиная доля неисправностей возникает именно от некачественной пайки.

Правильно вставь в разъем процессор (контроллер). Это самая большая микросхема, у нее есть на торце выемка, обозначающая начало выводов. На монтажной схеме нарисовано, куда должна смотреть эта выемка.

Собрал? Проверил? Теперь еще раз проверь. Контрольный выстрел перед запуском. Стрельнул? Ну что ж, перекрестись на образа и тычь разъем питания. Только учти, что если не туда вставишь, удовольствие будет сомнительное, да и результат не тот.

Смотри, около разъема СОМ два разъемчика поменьше — справа и слева. Тот, что справа — это разъем для подключения датчиков. А разъем питания — это тот, что слева от COM. Так вот, разъем питания очень хорошо тычется в разъем датчиков. Будь внимателен, иначе рискуешь нарваться на неприятности.

Разъем COM. Для чего? Для соединения с компьютером… и не только. К контактам этого же разъема подведены выходы контроллера для управления нагрузками OUT0, OUT1, OUT2 и OUT3 (смотри разъем XS1 на схеме). То есть, эти 4 выхода можно использовать напрямую с этого разъема.

Неплохо, конечно, но если ты их не используешь здесь, а используешь разъем только для соединения с компьютером, то не пытайся применять абы какой кабель для соединения. В этом кабеле могут быть припаяны и провода к контактам выходов. Неизвестно, чем это может кончиться. Сказано в инструкции, как надо распаять кабель для соединения с компьютером — так и делай.

Далее. Вот эти синенькие клеммнички (XS6 — XS9), что слева от разъемов, можно вообще не устанавливать, если ты намерен для управления использовать наборчики NM4411. Мало того, можно также не припаивать и все элементы, которые предусмотрены в этих выходных каскадах. Все, что имеются на этом фрагменте схемы NM8036 (тут еще 8 резисторов и 4 оптрона).

Эти элементы не нужны (меньше паек — надежней прибор). А как же тогда соединять выходы контроллера со входами NM4411? Дык, как… напрямую.

Я ведь говорил, что штатно в этом наборе только 4 выхода, к которым, соответственно, можно подключить только 4 нагрузки. А программное обеспечение, прошивка контроллера может обеспечить работу с 12-ю нагрузками. При этом каждая из них подключается напрямую к контактам контроллера (хотя, конечно, первые 4 могут быть взяты с COM-разъема, штатно).

Если посмотреть на плату NM8036 со стороны паек, то ее вид будет примерно таким, как на этом рисунке (для увеличения щелкни по нему). Выходы каналов управления от 1-го до 12-го пронумерованы соответствующими цифрами. Пронумерованы также и два аналоговых входа (А1 и А2), которые также обрабатываются новой прошивкой контроллера.

Если, Мастер, ты смотрел видеоролик сборки, то, конечно, заметил жгутик проводов, припаянный к выводам контроллера с обратной стороны платы. Посредством этого жгутика я соединил указанные выводы с разъемом на дополнительной плате.

А там уже пошел другой жгут, от этого разъема на платы исполнительных реле NM4411 и два переключателя, кои соединились с аналоговыми входами контроллера. Для чего переключатели? Их я поставил для переключения режимов работы системы отопления.

Управление отоплением частного дома с котлом и тепловым аккумулятором не решается однозначно. Тут ведь не просто „включил-выключил“. Работа котла по накоплению тепловой энергии — это уже отдельный режим, отличный от режима потребления тепла. Первый мой переключатель — это включение/отключение режима „Котел“, который как раз соответствует работе котла.

Второй переключатель в моем случае включает нагрев бани. В дежурном режиме в помещениях предбанника, мойки и сауны поддерживается температура на уровне 16 градусов. При включении нагрева температура в мойке повышается до 35 градусов.

Схема переключателя режимов простенькая, это пара резистров номиналом 1 ком, подпаянных к тумблеру. Верхний по схеме резистор подключен к выводу 10 контроллера (VCC, питание +5в), а нижний — к выводу 11 (GND, общий).

Осталось дополнить эту статью соображениями по выбору корпуса. Очень удачным в моем случае оказался выбор пластикового корпуса, который попался в одном из местных магазинов электротоваров. Некоторая тесноватость в нем вполне компенсировалась довольно уместным прозрачным окном для размещения под ним блока NM8036 с дисплеем. В нем же разместился и блок питания, и 3 платы управления NM441 по 4 канала каждая.

Клавиатуру и тумблеры переключателей режимов удалось закрепить на внутренней стороне крышки. Таким образом получился неплохой блок управления отоплением частного дома.