Автоматическое регулирование напольного отопления. Часть 2

Если рассмотреть классическую схему простого автоматического управления комбинированной системой отопления (рис. 1), в которой комнатные термостаты управляют сервоприводами термостатических клапанов коллекторных блоков, то возникает вопрос: что случится, когда все клапаны окажутся закрытыми?

Рис. 1. Регулирование комбинированной системы отопления с помощью комнатных термостатов и сервоприводов

Очевидно, что в этой ситуации откроются перепускные клапаны на контурах и теплоноситель будет циркулировать по малым циркуляционным кольцам через байпасы. При этом насосы будут расходовать электроэнергию впустую. Если же контуры не оборудованы байпасами с перепускными клапанами, то циркуляционные насосы будут работать «на закрытую задвижку», тратя энергию только на нагрев самих себя и теплоносителя в ограниченном пространстве. Циркуляционные насосы VT.RS оборудованы встроенными датчиками перегрева, которые отключат насос при нагреве обмотки статора свыше 150 °С, однако это является аварийным режимом, и его регулярное повторение всё-таки приведёт к межвитковому замыканию обмоток.

В насосно-смесительном узле VT.DUAL на этот случай предусмотрен предохранительный термостат, который отключает насос при достижении заданной пользователем температуры (от 30 до 90 °С), но у остальных узлов такого термостата нет.

Для предотвращения работы насоса «вхолостую» и «на закрытую задвижку», а также для удобной увязки работы сервоприводов с остальным оборудованием системы отопления разработан зональный коммуникатор VT.ZC8 (рис. 2).

Рис. 2. Зональный коммуникатор VT.ZC8

К коммуникатору подводятся провода от каждого комнатного термостата, и он передаёт принимаемые сигналы на соответствующий сервопривод или группу сервоприводов. При отсутствии запроса на отопление (все термостатические клапаны коллектора находятся в закрытом положении), коммуникатор отключает циркуляционный насос или теплогенератор (в зависимости от тепломеханической схемы системы).

Коммуникаторы выпускаются двух типов: для сервоприводов с питающим напряжением 24 и 220 В.

Рис. 3. Пример схемы подключения коммуникатора VT.ZC8

Назначение клеммных пар, переключателей и светодиодов в коммуникаторе следующее (рис. 3):
К1 – подача электропитания (220 В или 24 В в зависимости от модификации коммуникатора;
К2–K9 – подключение комнатных термостатов. К одному коммуникатору можно подключить восемь термостатов;
J1–J8 – переключатели передачи сигнала. В положении OFF управляющий сигнал передаётся на клеммную пару управления сервоприводами, расположенную напротив (K2–K13–C1; K3–K14–C2 и т.д.). В положении ON сигнал на клеммную пару управления сервоприводами передаётся от соседнего (расположенного cлева) термостата. Это позволяет одним термостатом управлять сразу несколькими сервоприводами. Например, на рисунке 3 сервоприводами С2, С3 и С4 управляет один термостат Т2 через клеммную пару К3, а сервоприводами С5, С6 и С7 управляет термостат Т3 через клеммную пару К6;
К10 – передаёт питание на соседний коммуникатор при объединении их в группы (рис. 4);
К11 – при объединении нескольких коммуникаторов принимает информацию о состоянии сервоприводов от соседнего коммуникатора для управления циркуляционным насосом;
К12 – управление циркуляционным насосом. При подаче команды закрытия сервоприводов на всех клеммных парах насос отключается;
К13–K20 – подключение сервоприводов термостатических клапанов коллектора;
J9–J16 – переключатели типа сервопривода. В положении OFF подключаются нормально закрытые приводы, в положении ON – нормально открытые;
К21 – передача информации о состоянии сервоприводов на соседний коммуникатор при объединении их в группы (рис. 4);
G1 – переключатель принудительного отключения насоса (ON – насос включён для управления коммуникатором; OFF – насос принудительно выключен);
S1–S8 – индикаторы горят при подаче питания на привод;
S9 – индикатор горит при подаче питания на клеммную пару K1;
S10 – индикатор горит при включённом циркуляционном насосе.

Рис. 4. Схема соединения двух коммуникаторов

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.

Автоматическое включение циркуляционного насоса

Всем здравствуйте. Это схема предназначена для использования включения циркуляционного насоса теплого пола в доме с комбинированной системой отопления. Ее также можно использовать как простой термостат. Принципиальная схема показана на рисунке.

В то время как горячая вода прогоняется через радиаторы отопления циркуляционным насосом газового котла, контур теплого пола имеет свой собственный насос. Исходная ситуация заключалась в том, что этот насос был постоянно включен, что значительно увеличивало потребление электроэнергии. Поскольку между котлом и распределительной системой теплого пола не протягивался кабель, необходимо было создать способ включения насоса только тогда, когда котел нагревается.

Решение, было относительно простым просто контролировать температуру воды в подаче горячей воды перед смесительным клапаном. Когда котел не нагревается, температура воды, к примеру составляет около 22C. Когда котел начинает нагреваться, температура воды повышается до 37C примерно через 5 минут, после выключения котла температура снижается примерно через 16 минут.

Температура измеряется термистором NTC с номинальным сопротивлением 100 кОм, подключенным к клемме К3. Падение напряжения на термисторе сравнивается с падением напряжения на последовательной комбинации резисторов P1, R5. Если напряжение на термисторе ниже, компаратор на операционном усилителе IC1 переходит в другое состояние, можно назвать опрокидыванием, на выходе практически полное напряжение питания, загорается светодиод LED1, что приводит к открытию оптопару и включается силовой симистор T1, через который питается помпа или двигатель насоса.

Напряжение термистора больше, чем заданное подстроечным резистором P1, компаратор переключается назад, LED1 гаснет, и симистор выключается. Резистор R6 вызывает небольшой гистерезис компаратора (около 0,3C) r, который способствует стабильности устройства. Подстроечным резистором P1 можно устанавливать температуру от 27 до 45 градусов по цельсию (можно выставить, изменяя сопротивление P1 и R5)

В устройстве используется современный операционный усилитель MCP6L01 производства Microchip в корпусе SOT23-5, имеющий напряжение питания от 1,8 до 6В, входы и выходы типа rail-to-rail и полосу пропускания 1 МГц при потреблении всего 85 мкА. Печатная плата также может быть оснащена классическим корпусом (например, TLC271, внимание, вывод 8 — выбор смещения — необходимо подключить к клемме 4). Возможный вариант печатной платы показан на рисунке.

Автоматика для циркуляционного насоса отопления

Выбор варианта системы отопления для частного или загородного дома – это довольно серьезный и ответственный момент. Если вы выбрали отопительную систему с естественной циркуляцией, то нужно знать, что потребуется установить котел, зависимый от электроэнергии. Однако для их работы совсем не обязательна бесперебойная подача электричества, которую сможет обеспечить бесперебойник для насоса отопления. В наших условиях внезапное отключение электричества может происходить не так уж и редко, и энергозависимость отопительной системы может быть довольно существенным и важным аргументом. Именно поэтому важным становится такой вопрос, как автоматика для циркуляционного насоса отопления и специальные приспособления для обеспечения его энергией.

Источник бесперебойного питания

Бесперебойное питание для насоса отопления – конечно, важный момент. Однако не стоит спешить с выбором отопительной системы, пока не будут изучены все их преимущества и недостатки. Если ваш выбор остановился на системе отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, то необходимо учесть, что у нее тоже есть некоторые минусы. Самый главный недостаток состоит в том, что если будет отсутствовать автоматика или насос, то система может выйти из строя или, по крайней мере, не будет обладать должной эффективностью. Также отсутствие данных компонентов негативно скажется на объеме потребляемого топлива, а значит, такая система принесет вам немалые финансовые потери.

Установка ИБП для насоса отопления будет отличным решением для предотвращения подобных проблем.

Установив ИБП для циркуляционного насоса отопления, можно не волноваться, если вдруг отключится электричество, так как такое оборудование оснащено автоматикой. Такое оборудование имеет аккумулятор для насоса отопления, который обеспечит бесперебойную работу насосов и других энергозависимых компонентов системы отопления, если вдруг отключится электричество.

Есть еще один способ, который создаст все условия для того чтобы компоненты отопительной системы не теряли свою работоспособность. Речь идет о дизельном или бензиновом генераторе. Данный способ более надежный, но в то же время, более дорогостоящий. Тем не менее, даже у генераторов есть свои недостатки: некоторые подобные устройства могут давать на вывод кратковременные броски напряжения. Это может спровоцировать неисправность некоторых автоматических компонентов котла или отопительной системы.

Комплектующие для циркуляционных насосов

Кроме ИПБ для насоса отопления, отметим также другие комплектующие. А именно — реле давления, это своего рода таймер для насоса отопления.

Такой компонент необходим для того чтобы насос в отопительной системе работал автоматическим образом. Реле будет включать насос, если в отопительной системе давление упадет ниже установленной отметки, а если давление достигнет самой верхней отметки, то реле автоматическим образом отключит насос. Так, реле осуществляет управление насосом отопления. Принцип работы такого компонента состоит в следующем. После того, как потребитель перестанет разбирать воду, давление в системе поднимется в один момент до верхней отметки. В этот момент благодаря такому реле насос отключится на время.

Если потребитель включит подачу воды, то она начнет поступать под давлением, тем самым, уровень давления в системе начнет понижаться. Он будет понижаться до тех пор, пока не достигнет до самой нижней отметки. В этот момент реле давления включит циркуляционный насос.

Управление циркуляционным насосом отопления также производит терморегулятор. Это – вентиль и термоэлемент. Терморегулятор для насоса отопления контролирует его температуру. Помимо этого, существуют и такие комплектующие для отопительной системы, как насос рециркуляции воды для автономного отопления.

Разновидности автоматики для отопления своего дома

Пожалуй, каждый владелец частного дома сталкивается с проблемой устройства системы отопления. Есть надёжное современное решение — автоматика для отопления дома! Правда, многие не понимают значения заданной фразы. Поэтому в представленной статье речь будет идти именно о ней. Очевидно, установка рассчитана на упрощение жизнедеятельности человека! Благодаря ей гораздо удобнее контролировать отопление. Автоматика имеет ряд прочих достоинств, таких как автоматическое регулирование степени теплоты, а следовательно, меньшие затраты личного времени. Однако, не многие доверяют данному типу отопления, предпочитая регулировать его самостоятельно.

Под самим словом «автоматика» понимают комплекс приборов, регулирующих какой-либо процесс автоматически, то есть не вручную. Плюсом является практически абсолютная безошибочность агрегата, управление — более точное, а функционал представляет собой кладезь дополнений.

Какие существуют автоматические установки?

В настоящий момент рынок представляет потребителю широкий выбор регулирующих устройств. Поэтому необходимо знать, какая автоматика для систем отопления дома вообще существуют, чему отдать предпочтение.

Комнатный термостат

По критерию установки существуют:

• Проводные термостаты. Достоинством данного вида считается возможность провести питание до приблизительно 50 метров посредством проводов.
• Беспроводные термостаты. Преимуществом является необязательность создания отверстия под провода. Однако, они имеют существенный недостаток — железобетонные стены уменьшают мощность сигнала.

По функционалу различают:

• Простые термостаты. Они удерживают нужный уровень теплоты.
• Программируемые термостаты. Такие устройства способны устанавливать определённое количество градусов на целую неделю вперёд (срок зависит от модели) с максимальной точностью до секунд. К достоинствам также можно причислить экономию средств за счёт недельного программирования.

Также различают термостаты:

• Электронные термостаты. Комплект содержит три компонента: датчик температуры, передатчик сигнала, реле. Главным плюсом устройства является максимальная точность оборудования. Не стоит забывать простоту использования.
• Механические термостаты. Основа приборов состоит в способности изменять свойства под влиянием уровня температуры. Вследствие изменения температуры в газовой мембране, замыкается или размыкается цепь, заставляющая работать определённые механизмы.
• Электромеханические термостаты. Механизм устройства гораздо проще электронного. Главным элементом является реле. Узел внешне похож на трубку, которая наполняется специальным веществом, реагирующим на температуру. Если котёл нагревается, то вещество расширяется, аналогично котёл остужается — вещество сокращается. А привод, зависящий от вещества, благодаря электроцепи регулирует температуру.

Подключение может осуществляться к :

Термоголовка

Это терморегулирующий элемент, который под влиянием внешней среды приоткрывает или закрывает радиатор. Недорогой вид автоматики для отопления дома. Значительным плюсом является то, что термоголовка очень удобна для локального нагрева, а также происходит значительная экономия средств. Из минусов: во-первых, регулировка происходит по меркам, состоящих из абстрактных чисел, а не градусов. Во-вторых, датчик измеряет градусный уровень тепла вокруг установки, но не помещения, что уменьшает точность устройства.

Погодозависимая автоматика

Конструкция погодозависимой автоматики для отопления дома несложна: снижается погода на улице-увеличивается температура теплоносителя. Однако, погодозависимая установка имеет весьма значительный недостаток — система порой не успевает адаптироваться под температуру, и, следовательно, эффект запаздывает. Особенно упомянутый минус проявляется, если подключено дополнение — полы с подогревом. К недостаткам относят то, что приборы действуют не совсем корректно, приблизительно, поэтому изменение заметно лишь при сезонной смене климата. Стоит отметить, цены на агрегат относительно высокие. Но агрегаты будут очень удобными в производстве, масштабных домах (свыше 500 квадратных метров).

Автоматика для радиаторов

• Использование термоголовки с клапаном; (Описано выше)
• Климат-контроль;

Состоит из термоэлектрического привода, контроллера, датчика. Полностью автоматическая установка для отопления дома с возможностью удалённого управления. Климат-котроль — автоматическое управление по датчикам с множеством дополнений. К плюсам относят: во-первых, управление доступно централизованно, удалённо (с мобильных устройств), во-вторых, возможность подключения к системе умного дома, в-третьих, установку расписания режима.

Механизм устроен следующим образом: на каждом радиаторе устанавливается специальный привод, подсоединенный к контроллеру. К контроллеру подключаются датчики. При изменении температуры датчики реагируют, далее отправляют сигнал контроллеру, который регулирует клапан.

Автоматика для угольного котла

Возможности приборов достаточно широки. Зачастую комплекты отапливающих приборов включают в себя: компьютер, который обеспечивает управление прибором, вентилятор либо воздушная турбина.

Достоинством оборудования, оснащенного автоматикой для отопления частного дома, считается огромная экономия драгоценных минут, денег. Ведь инновационные котлы длительного горения могут сделать практически всю работу за вас — они способны работать без вмешательства человека довольно много времени — до приблизительно 48 часов! Владельцу дома необходимо всего лишь установить нужный градусный уровень, а приспособление будет осуществлять действия самостоятельно. К тому же можно установить таймер на температурный режим. То есть, например, если владелец жилья покинет его на какое-то количество времени, то будет поддерживаться минимальный температурный режим. К приезду жильца, сработает таймер, жилье начнет снова прогреваться до нужной температуры — без участия человека! Так, по приезду жилье будет комфортным, прогретым.

Важно отметить, котлы с автоматикой стали настолько развитыми, что способны самостоятельно проводить диагностику — проверку безопасности, являющейся весьма существенным плюс.

Котлы с автоматической подачей

На сегодняшний день считаются наиболее эффективной установкой —ведь коэффициент полезного действия достигает отметки 80-85%! Такой агрегат точно обеспечит домашний уют. Топливо засыпается в бункер, оттуда подаётся автоматически в камеру сгорания.
Также существует дополнение, позволяющее очищать зольник автоматически — без человеческого вмешательства.
Процесс установки котлов — весьма кропотливый труд, поэтому экономить не стоит в целях вашей пользы.

Автоматика для насоса

Регулирует деятельность системы, контролируя множество функций, таких как, например, давление, распределение воды.

Для нормальной работы необходимы следующие компоненты: коллектор, обеспечивающий подачу воды, реле, контролирующее насос, манометр, осуществляющий измерение давления, датчик сухого хода, который предотвращает перегрев устройства, если вода иссякнет.

Всю автоматику, отвечающую за насос, подразделяют на несколько моделей, исходя из времени создания:

Автоматика первого поколения;

Первая простейшая конструкция подачи воды. Используется для решения несложных задач, если необходимо обеспечить помещение источником воды. Она состоит из трех компонентов: датчик сухого хода, гидроаккумулятор, выполняющего задачу накопления воды, содержащего в себе мембрану, реле, контролирующее давление воды. Обычно не вызывает трудностей при установке, так как в системе полностью отсутствуют сложные электрические схемы. Механизм также чрезвычайно лёгок: порядок цикличен—при полном заполнении воды, насос отключается, далее цикл идёт на повтор.

Автоматика второго поколения

Образец отличается от предыдущего тем, что к управлению добавились датчики, осуществляющие контроль за работой. Вследствие, гидроаккумулятор необязателен, так как его функцию выполняют датчики. Большим спросом автоматика второго поколения не пользуется, так как схожа с первой, однако по цене обходится гораздо дороже.

Автоматика третьего поколения

Является более достойной версией предшественников, стоит дороже соответственно. Агрегат выделяется наибольшей надёжностью, эффективностью, улучшена программа безопасности, а главное — максимальная точность устройства.

Для поддержания прибора в автоматическом режиме устанавливается реле. Механизм несложен: при уменьшении давления воды реле запускает систему, аналогично при увеличении давления — остановит.

Термостат для включения или отключения насоса

Самый частый вид автоматики для насоса в отоплении дома. Механизм: сначала происходит сбор информации с датчика, далее происходит сравнивание показателей, от этого зависит работа насоса. Например, если владелец задает режим +60, а гистерезис +5, то вода должна составлять +65, чтобы система запустилась, а чтобы она остановилась необходима температура соответственно +55.

Заключение по теме

Современному человеку открыто много дверей — много возможностей. Большое количество свежих предложений ожидают нас повсюду. Именно век компьютерных технологий открыл нам двери в мир, где человек с помощью компьютера подчинил своей воле множество вещей. Наверное, глупо не использовать возможности, которые могли сэкономить деньги, драгоценное время, избавить вас от лишних повседневных обязанностей?