3 схемы подключения автоматики электрического отопления.

Практически любой электрический котел требует обязательного наличия автоматики управления.

Вы не можете установить один единственный выключатель на вводе, которым будете запускать и отключать обогрев.

При этом остановимся на самых минималистичных и простейших вариантах, которые вы сможете собрать самостоятельно своими руками.Ведь как известно, чем меньше элементов, тем больше надежность всей системы. Поэтому самые простые варианты и работают дольше и надежнее остальных.

Принципиальная схема автоматики электрокотла всегда начинается с подачи напряжения через вводной автомат.

Электрическое отопление подразумевает, как правило, наличие трехфазного ввода 380В. Значит и автомат должен быть трехполюсным.

Обратите особое внимание, это должен быть именно один трехполюсный выключатель, а не три отдельных однополюсных.

При КЗ и повреждении греющего элемента любой фазы, защита должна прекращать подачу напряжения по всем фазам.

После вводного автомата фазные проводники нужно разделить.

Делается это на электромагнитных пускателях.

Именно на них и ложится основная работа по автоматической коммутации эл.сети. Автомат то вы включаете и выключаете ручками, а пускатель будет это делать без вашего участия, на основе подачи управляющего напряжения от соответствующих датчиков.

При этом в отличие от автомата, покупайте три отдельных однофазных модульных пускателя. Старые модели типа ПМЛ, ПМА, КМИ здесь не подойдут. И дело вовсе не в их шумной работе и громких щелчках.

Модульный трехфазный экземпляр в едином корпусе, тоже будет не пригоден для нашей схемы.

Самое главное преимущество однофазных – возможность ручной и очень простой регулировки мощности электрокотла. Подробнее об этом будет сказано ниже.

К силовым клеммам каждого контактора, как раз-таки и подключаются нагревательные элементы (ТЭН, электроды) котла отопления.

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант.

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

по отдельности 2квт – 3квт – 4квт

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.

Обязательный элемент такой схемы – предельный термостат.

Это защитное устройство, которое отключит ваш электрокотел, если он пошел, что называется в разнос.

Например, перестал работать циркуляционный насос или где-то образовался засор. В результате этого температура начала резко возрастать и превысила допустимые значения.

Данную температуру вы устанавливаете самостоятельно при помощи ручного регулятора.

Так как это защитный элемент, который должен полностью “гасить” котел, подключать его нужно последовательно в разрыв управляющей фазы, как на рисунке внизу.

Помимо безопасности, нам потребуется еще один элемент. Элемент управления, который будет его периодически включать и выключать для поддержания заданной температуры воды.

Этим устройством является рабочий термостат.

Не путайте его с предельным. В предельном имеется взводимая вручную кнопка, которая при срабатывании препятствует самостоятельному включению датчика.

То есть, когда он сработал один раз, вам потребуется осмотреть всю систему и схему, дабы разобраться в причине срабатывания. И только после этого, нажав эту кнопочку, отопление можно будет запустить заново.

Данный термостат монтируется после предельного, опять же в разрыв цепи.

Таким образом мы получили элемент защиты и элемент управления. В принципе, это и есть самая примитивная схема №1 для автоматики электрического отопления.

Чтобы получить более функциональный вариант, добавим сюда прибор для отслеживания температуры воздуха в помещении – комнатный термостат.

Ему не важно какая будет температура котловой воды, он реагирует именно на комфортную температуру воздуха в вашем доме.

По аналогии с предыдущими элементами монтируете его в разрыв, перед рабочим термостатом. Вторая простейшая схема готова.

Но человек всегда стремится к большему и помимо комфорта при электрическом отоплении, всегда хочется еще и сэкономить. Все таки электроотопление за редким исключением, в наших реалиях не совсем дешевая штука.

Как это сделать, усовершенствовав вышеприведённую схему подключения? Для этого дела существует ночной тариф.

Чтобы им воспользоваться в полной мере, нам потребуется реле времени.

Оно будет запускать электроотопление только в заданный промежуток суток. Размещайте его в схеме перед комнатным термостатом.

Однако при этом обратите внимание на один нюанс. При наличии в схеме такого устройства, обязательно параллельно ему монтируется термостат минимальной температуры воздуха.

Днем в ваше отсутствие, температура на улице может резко упасть. Уезжали при -5С, приехали вечером — за окном минус 25С. Соответственно и дома существенно похолодает.

Она запустит отопление, как только температура в доме упадет ниже минимального порога. В итоге не даст дому остыть, а системе разморозиться.

Чтобы визуально наблюдать включены датчики или выключены в данный момент, можно подключить в общую точку перед микровыключателями сигнальную лампочку и вывести ее на видное место.

Особенно это полезно при нахождении щитка управления и самого котла в подвале дома или в соседней пристройке.

Большинство заводских электрокотлов отопления построено именно на таких принципиальных схемах управления. Есть одна питающая линия (фаза), подающая сигнал на катушку прибора с силовыми элементами, а все дополнительное оборудование, датчики и релюшки, как раз-таки и “навешиваются” на эту самую линию, выполняя защитную и контролирующую функции.

Как видите, ничего сложного и замысловатого здесь нет.

Обзор способов организации управления отоплением: программаторы, контроль через интернет и СМС оповещения

Отопительная система любого типа в обязательном порядке должна содержать управляющие компоненты. Это могут быть простые механические устройства, стабилизирующие давление и температуру. Но они малоэффективны для автоматизации теплоснабжения. Поэтому рекомендуется рассмотреть управление системой отопления дома разными способами: с помощью электронных контроллеров и специализированных аппаратных средств.

Принципы организации «умного» отопления

Современный блок управления отоплением дома – это сложный электронный комплекс, соединенный в единую сеть со всеми компонентами системы. Он выполняет регулировку их параметров с помощью встроенных блоков контроля.

Для того чтобы система управления отоплением дома была по-настоящему эффективной необходимо правильно подобрать ее элементы. Они характеризуются набором опций и возможностью организации трехсторонней связи между пользователем, электронным блоком контроля и отопительными компонентами.

Что нужно учитывать при выборе конкретной системы контроля? Существует несколько основополагающих параметров, которые характеризуют любое управление отоплением:

• Возможность подключения к электронным блокам котла электрических термостатов, датчиков температуры и давления;
• Гибкость настройки. Так, система Arduino управления отоплением имеет открытый программный код, что дает возможность адаптировать ее для конкретного автономного теплоснабжения;
• Изменение текущих значений отопления в зависимости от внешних факторов – температуры в помещении на улице, возникновение аварийной ситуации, отсутствие теплоносителя;
• Установленное дистанционное управление отоплением для удаленного изменения параметров в системе.

Правильно составленная схема узла управления системы отопления имеет централизованный характер. Т.е. на ответственных участках магистрали, котле и радиаторах отопления останавливаются управляющие элементы – терморегуляторы, контроллеры. Они же подключаются к единому управляющему узлу. Он называется программатором или устройством для контроля работы теплоснабжения.

Для создания эффективной системы управления у котла должен быть электронный блок работы, который содержит клеммы для подключения к внешнему программатору.

Программаторы и терморегуляторы – основные элементы управления отоплением

Для организации автономного теплоснабжения понадобятся электронные устройства. Они могут иметь пульт управления котлом отопления, возможность одновременного изменения паромеров в нескольких подключаемых компонентах.

Эти устройства называются программаторами или электронными терморегуляторами. Как и другие аналогичные приборы, они могут иметь управление отоплением по СМС или интернет. Но это лишь дополнительные функции. Для выбора оптимальной модели необходимо знать основные функциональные качества программатора:

• Число подключаемых контуров. Может варьировать от 1-го до 12. Дополнительно устанавливается модуль для увеличения количества разъемов;
• Режимы работы системы. В зависимости от настроек можно устанавливать управление радиаторами отопления в экономичном режиме, нормальном и комфортном;
• Подключаемый модуль — управление отоплением по телефону. GSM станция передает требуемую информацию через СМС — температуру теплоносителя, оповещение об аварийном режиме и т.д.;
• Наличие радиопередатчиков для создания беспроводных каналов связи между подключаемыми компонентами отопления.

В совокупности установленное оборудование называется рамка управления отоплением. Она может состоять из компонентов с различным функционалом. Одинаковым остается назначение – возможность автоматического или полуавтоматического изменения параметров теплоснабжения.

Но помимо локальных устройств есть и зональные, устанавливаемые на конкретные компоненты — котлы, радиаторы. Осуществляя управление отоплением через интернет с помощью этих приборов, можно регулировать степень нагрева воды в системе, температурный режим в конкретной батарее. Зачастую такие устройства называют не программаторами, а электронными терморегуляторами.

Они отличаются более доступной стоимостью и простотой монтажа. Для терморегуляторов не нужен шкаф управления отоплением, что снижает трудоемкость обустройства. В некоторых случаях возможно подключение нескольких терморегуляторов к единому блоку управления.

Что нужно учитывать при составлении бюджета «умного» отопления? Помимо стоимости управляющего элемента нужно знать ориентировочную цену на расходные материалы – коммуникационные провода, щит управления отоплением. Последний необходим при установке системы из нескольких блоков – программатора, GSM модуля, расширительных планок для дополнительных контакторов.

Модель	Назначение	Стоимость, руб.
Computherm Q3	Проводной терморегулятор	1625
Computherm Q3 RF	Беспроводной терморегулятор	3367
PROTHERM Kromschroder E8.4401	Программатор. Управление 4-мя котлами, ГВС, 15 контурами отопления	34533
Щит управления отоплением	УЗО, блоки контроля котла, подключение к датчикам температуры	От 7000

Также важно учитывать месторасположение — ящик управления отоплением должен быть установлен в доступном месте. Не рекомендуется его монтаж в котельной, хотя по трудоемкости это самый простой вариант. Лучше всего выполнить монтаж в жилой комнате. Тогда будет возможность намного чаще контролировать и изменять параметры системы.

Модели программаторов отличаются количеством подключаемых компонентов системы. Они называются управляющими контурами.

Модули для дистанционного контроля теплоснабжения

Для организации системы управления отоплением дома необходимо позаботиться о возможности удаленного контроля. Обеспечить эту функцию помогут специальные модули. Чаще всего они не входят в стандартную комплектацию программаторов и терморегуляторов.

После приобретения блока управления отоплением дома следует правильно выбрать коммуникационное устройство. В зависимости от технических требований оно может обеспечивать следующие виды связи пользователя и управляющего элемента:

• GSM контроль. Данные передаются с помощью сотовой связи. Фактически это стационарный телефон с функциями формирования, отправки, получения и обработки СМС сообщений;
• Подключение через интернет. Характеризуется более расширенным функционалом и практически не ограничивается территориально. В этом случае пультом управления котлом отопления может быть планшет, ноутбук или любой ПК с установленным специальным программным комплексом.

Для этого программатор должен иметь гибкую настройку. Такой возможностью обладают системы Arduino, осуществляемые управление отоплением. Фактически они могут быть адаптированы для любой схемы, начиная от контроля работы вентиляции и заканчивая сложными производственными комплексами.

При выезде за границу не рекомендуется активировать роуминг для контроля отопления через GSM модуль. Это повлечет большие затраты. Лучше всего перепоручить контроль за теплоснабжением знакомому или родственнику.

GSM блок управления котлом

Самый простой и относительно доступный способ контролировать работу котла – установка управления отоплением по СМС. Для этого приобретается отдельный блок, который подключается к программатору или терморегулятору. Некоторые модели уже имеют подобную функцию.

На этапе выбора дистанционного управления отоплением следует определиться со способом передачи данных через сеть GSM. Это во многом зависит от возможностей конкретной модели телефона, а также встроенных функций блока передачи данных.

Проще всего можно получать сообщения в виде СМС. Установленный в рамку управления отоплением блок будет передавать следующие данные:

• Падение температуры и давления ниже (выше) критического уровня;
• Аварийный отказ в работе котла – отключение электропитания, отсутствие энергоносителя. При этом возможна передача кода ошибки и ее описания.

Блок со встроенным модулем СМС оповещений

Для обратного управления отоплением по телефону необходимо отправлять СМС определенного формата. С их помощью можно настраивать уровень температуры, инициировать запуск котла после аварийного отключения. Также во многих моделях встроена функция отсрочки команды. Т.е. передается значение какого-либо параметра, и указывается время активации котла для его достижения.

При этом важно помнить, что полученные данные могут расходиться с фактическими. Для эффективного управления радиаторами отопления необходимо знать степени погрешности следующих устройств:

• Температурных датчиков. Показания большинства электронных моделей имеют погрешность ±0,5°С;
• Шаг изменения температуры в терморегуляторе. Он может составлять от 0,2°С до 0,5°С.

На практике это действительно необходимо при установке отопления в режим анти замерзания, когда уровень нагрева теплоносителя поддерживается на уровне +5°С. Это позволяет сэкономить на затратах энергоносителя и при этом избежать аварийных ситуаций.

Для установки блока GSM не нужно приобретать специальный шкаф управления теплоснабжением. Управление этим устройством выполняется редко – поэтому можно ограничиться монтажом закрытого щита.

Контроль отопления через интернет

Управление отоплением через интернет имеет все плюсы, свойственные контролю теплоснабжения с помощью СМС сообщений. Однако возможность получать большее количество информации сказывается на качестве теплоснабжения.

Функции блока управления отоплением коттеджа при подключении к сети интернет имеют ряд преимуществ. Главным из них является возможность установки специальных программных комплексов. Они интегрируются в ноутбук, смартфон или любой другой вид персонального ПК. При этом дистанционное управление теплоснабжением отличается следующими возможностями:

• Удобный интерфейс. Чаще всего он рассчитан под операционные системы смартфонов. Но при небольшой доработке может быть установлен и в компьютер;
• Нет ограничения по количеству подключаемых пользователей, как в СМС блоках;
• Возможность настройки параметров и любой точки, где есть интернет. В этом случае нет необходимости включать роуминг. Исключением составляют услуги интернет от мобильных операторов.

Важно правильно осуществить предварительную настройку пульта дистанционного управления котлом отопления. Для этого рекомендуется сначала сверить фактические показания системы после их изменения. Это необходимо для калибровки системы.

Некоторые модели интернет блоков, установленные в рамку управления отоплением, имеют ограничения по операционным системам. Чаще всего используется ОС Android или IOS.

Советы по организации дистанционного управления отоплением

В большинстве случаев можно сделать систему управления отоплением коттеджа самостоятельно. Это осуществимо только при правильном выборе компонентов системы. Т.е. сначала нужно проанализировать состояние и возможности уже установленного оборудования.

У классической схемы узла управления отопительной системой есть один блок контроля, который соединен со всеми элементами теплоснабжения. Программатор должен соответствовать следующим требованиям:

• Количество подключаемых клемм и их конфигурация должна совпадать с аналогичными узлами коммуникации котла и терморегуляторов. В противном случае управление теплоснабжением по СМС будет невозможно. В случае надобности приобретаются адаптеры;
• Максимальная удаленность пользователя от блока контроля. Если это расстояние не превышает 300 м – можно приобрести модели с рудоуправлением. Для увеличения площади связи рекомендуется пользоваться управлением отоплением по мобильному телефону или интернет;
• Возможность самостоятельно (или с помощью специалистов) устанавливать дополнительные параметры работы. Это осуществляется с котроллером на базе плат управления отоплением;
• Подключение блока автономного электропитания. Для этого необходим достаточно большой ящик управления системой отопления. Данный параметр учитывается при выборе места установки блока контроля в доме.

Не нужно забывать о возможности управления отопительными радиаторами. Это может осуществляться с помощью локальных устройств – механических терморегуляторов. Они имеют невысокую стоимость, но не могут быть подключены к общей электронной системе контроля.

Если отопление также выполняет функцию горячего теплоснабжения – необходимо, чтобы в программаторе была функция управления этим участком.

Управление централизованным отоплением

Для централизованного теплоснабжения схема управления будет намного сложнее. Она может включать в себя несколько узлов – обустроенный шкаф контроля отоплением в центральной котельной, блок распределения теплоносителя в многоквартирном доме.

В этом случае управление отоплением через сеть интернет практически не используется. Исключения составляют счетчики учета тепла, которые передают показания расхода теплоносителя непосредственно в управляющую компанию.

В свою очередь, для потребителя не важно знать особенности обустройства управления отоплением. Каждый потребитель тепла в многоквартирном доме должен быть ознакомлен с нормами обеспечения теплоснабжением жилых зданий:

• Диапазон температур в жилых помещения – от +18 до +22°С;
• Возможно превышение нагрева не должно быть более 4°С;
• Снижение температуры — не ниже 3°С.

Если эти показания выходят за значение нормы – необходимо обратиться в управляющую компанию. Систематическое нарушение режима работы отопления может быть связано с устаревшим оборудованием контроля. Единственный выход – установка электронного блока контроля централизованного теплоснабжения.

При выборе программатора для автономного отопления нужно учитывать, что подавляющее большинство моделей чувствительно к перепадам напряжения в сети. Поэтому рекомендуется установка стабилизатора напряжения.

С примером установленного управления отоплением можно ознакомиться при просмотре видеоролика: