Тема 7.4. Автоматизация водяных систем отопления

Основная задача автоматизации водяных систем отопления — стабилизация температуры воздуха отап­ливаемых помещений. В последние годы все шире при­меняется программное регулирование отпуска теплоты на отопление, которое обеспечивает снижение темпера­туры воздуха отапливаемых помещений администра­тивных и производственных зданий в ночное время су­ток и в выходные дни. Рассматривается вопрос о целе­сообразности программного регулирования температу­ры воздуха в жилых зданиях.

В закрытых тепловых сетях с параллельной и двух­ступенчатой смешанной схемами присоединения або­нентов регулирование отпуска теплоты на отопление осуществляют по отопительному графику путем стаби­лизации перепада давления на отопительных вводах. (При неизменном гидравлическом сопротивлении систе­мы отопления абонента постоянному перепаду давле­ния соответствует постоянный расход сетевой воды.)

При такой автоматизации решается только одна частная задача регулирования отпуска теплоты на отопление, не допуская случаев гидравлической разре­гулировки тепловой сети. Сущность гидравлической разрегулировки состоит в том, что колебания расхода сетевой воды на горячее водоснабжение (или вентиля­цию) вызывают изменение разности давлений подаю­щей и обратной линии тепловой сети, а следовательно, изменение расхода воды на неавтоматизированных отопительных узлах. Кроме того, при уменьшении рас­хода сетевой воды у части абонентов происходит гид­равлическая разрегулировка в тепловой сети и увели­чивается расход сетевой воды на отопление у другой части абонентов, и наоборот.

Более сложным является регулирование расхода сетевой воды на ЦТП с двухступенчатой последова­тельной схемой присоединения абонентов, так как в этом случае расход воды на отопление должен изме­няться по определенному закону в зависимости от тем­пературы воды в подающем трубопроводе.

При неблагоприятном рельефе местности и больших потерях напора в тепловой сети автоматизацией отопи­тельных вводов или ЦТП предусматривается поддер­жание постоянного давления в обратном трубопрово­де систем отопления высоких или высоко распо­ложенных зданий. (Широко применяются регуляторы давления «до себя» прямого действия.) Благодаря ав­томатизации исключается возможность утечки воды из систем отопления указанных зданий при колебаниях гидравлического режима тепловой сети.

При остановке насосов на обратном трубопроводе подстанции и значительном возрастании давления в обратном трубопроводе автоматика защищает отопи­тельную систему от повышенного давления.

Как уже отмечалось, качественный отпуск теплоты отопительным абонентам в системах •централизованного теплоснабжения возможен лишь при применении не­скольких ступеней регулирования: центральной, группо­вой, местной, пофасадной и индивидуальной. Указан­ные ступени не противопоставляются, а дополняют од­на другую. На каждой предыдущей ступени снимает­ся часть возмущающих воздействий и тем самым об­легчается работа последующих ступеней. В конкретных системах теплоснабжения та или иная ступень регули­рования может отсутствовать (например, ступень инди­видуального автоматического регулирования в каждом отапливаемом помещении).

Применяются три способа автоматического регули­рования отпуска теплоты на отопление:

1) по отклонению температуры воздуха помещений;

2) по возмущению — изменению температуры на­ружного воздуха, скорости ветра, солнечной радиации;

3) комбинированный (по отклонению и возмуще­нию)

Первый способ применяется при индивидуальном, а также местном (пофасадном) регулировании; второй— основной способ — при регулировании на ТЭЦ и в ко­тельной, который может быть использован также при групповом регулировании на ЦТП; третий способ регу­лирования может применяться в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП).

Рис. 13.12. Схемы группового (а) и местного (б) автоматического регулирова­ния отпуска теплоты на отопление по возмущению

I — независимое присоединение; II — с подмешивающими насосами на ЦТП; III — совместная работа элеватора и насоса, IV — элеватор с регулирующим соплом

Рис. 13.13. Схемы местного (а) и пофасадного (б) ав­томатического регулирова­ния отпуска теплоты на отопление по отклонению температуры воздуха поме­щений

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

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?