Обзор контроллеров для зонального управления водяным теплым полом

В предыдущей статье были рассмотрены способы организации зонального управления теплым полом на специальных узкопрофильных устройствах.

Теперь рассмотрим более универсальный подход с применением контроллеров умного дома и даже компонентов адресных систем безопасности.

Универсальный контроллер ЭВАН H-1000.

ЭВАН H-1000 — очень универсальный контроллер.

Правда, цена 18000р не стимулирует интерес к этому устройству.

Хотя это уже полноценный свободно программируемый прибор домашней автоматизации, включающий в себя все что душе угодно: облачный сервис, дистанционное управление, до 10-ти термодатчиков и т. д.

Управление и диспетчеризация работы системы отопления — лишь один из вариантов применения.

Возможность по-зонного управления системой отопления.

Контроль состояния дополнительно подключаемых датчиков (к каждой зоне может быть привязан основной и резервный датчик).

До 10-ти термодатчиков (поддерживаются проводные DS18B20, DS18B20 и радиодатчики).

2 режима управления: автоматический (запрограммированный алгоритм) и ручной (web-сервис, приложение для iOS и Android, сотовая связь).

Поддерживает протокол OpenTherm (через адаптер).

Поддерживает погодозависимую автоматику.

Оповещает о штатных событиях и аварийных ситуациях.

Можно подключать пожарные датчики, датчики утечки газа, датчики протока.

Выполняет охранные функции.

Мне показался слишком дорогим (дальше увидим, что это вполне конкурентная цена).

ИПРО-6.

Это по сути GSM сигнализация, но имеются функции зонального терморегулирования.

Стоит 6300р.

К прибору ИПРО-6 можно подключить только два датчика температуры и он имеет два силовых выхода и два выхода открытый коллектор. Как же использовать этот GSM прибор для управления теплым полом?

Дело в том, что есть возможность подключать радио-термо-датчики, которые по сути являются комнатными терморегуляторами (справа для примера привел очень похожее вот это изделие с AliExpress).

И есть возможность подключать радиореле.

Радио-термо-датчик-регулятор стоит 1900р, а двухканальное радиореле — 900р.

Итого: 6300 + 4*1900 + 3*900 = 16600р.

Настраивается прибор при помощи программы с компьютера.

Самое интересное то, что этот прибор имеет возможность SMS информирование о событиях, в том числе и о состоянии зон регулирования.

Есть мобильное приложение, которое помогает отсылать управляющие SMS и расшифровывать для отображения в графическом интерфейсе SMS с отчетами о состоянии.

Производитель обещает облачный сервис в скором времени.

Хороший прибор и стоит следить за его развитием.

Все портят радио-термо-датчики: для радио-термометров они слишком крутые, а для комнатных термостатов — слишком недоделанные.

Не хватает также проводного расширения релейных каналов управления до, хотя бы, 6. Но если на основе этого оборудования конструировать систему сигнализации, то можно получить выгоду.

Адресная гибридная система охранно-пожарной сигнализации Астра-РИ-М.

Ээ куда тебя понесло, скажет читатель: где регулирование теплых полов — и где адресная гибридная система пожарной сигнализации.

Может и так, но, эта система имеет невысокую цену оборудования и зачатки функционала домашней автоматизации, более продвинутые, чем у конкурирующих адресных систем безопасности. В статье об идеальной системе домашней сигнализации уже было показано на то, что адресная система сигнализации может применяться в системе автоматизации.

Более того, радиоканальная система охраны «Астра» очень распространена, а охранные датчики «Астра» распространены вообще везде. Поэтому, если в доме планируется охранная сигнализация, то имеет смысл посмотреть в сторону прибора Астра-812 Pro с Ip-каналами связи.

Этот прибор стоит 6385р.

В прибор уже встроен радиомодуль.

В качестве температурных датчиков зон можно использовать радиоканальный датчик температуры Астра-3731 за 1600р.

Получение сигналов от комнатных терморегуляторов отпадает — на них можно сэкономить.

Для получения четырех направлений управления используется проводной релейный блок расширения по RS485 Астра-823 за 1750р.

Управление котлом и еще несколькими направлениями можно поручить встроенным в прибор реле.

Понадобится еще блок питания. Использовать блок питания «Астра» с резервированием от АКБ и пожарным сертификатом не имеет смысла — достаточно любого блока питания за 500р.

Прибор Астра-812 Pro осуществляет связь с облачным сервисом при помощи одного из модулей:

Mодуль Астра-GSM (ПАК Астра) за 2000р;

Mодуль Астра-LAN (ПАК Астра) за 1530р.

На дисплей прибора можно вывести значение температур зон регулирования с понятными названиями.

Можно запрограммировать 4 режима с собственными именами и удобно менять их с панели или облачного сервиса.

Да, в комплекте мы сразу же получаем облачный сервис Security Hub.

Итого получится цена 6385 + 4*1600 + 1750 + 1530 + 500 = 16565р.

Дорого, но, повторюсь: не нужны комнатные терморегуляторы + облачный сервис для мониторинга и дистанционного управления + мощная современная гибридная система охраны и автоматики.

Более того, оказалось, что в некоторые радиоканальные датчики дыма и движения встроен датчик температуры, который можно использовать: подтверждение на форуме.

Особенности прибора Астра-812:

ЖК-дисплей и встроенная клавиатура;

два входа питания (основной и резервный) по ГОСТ Р 53325;

2 программируемых входа охранного/технологического типа;

6 встроенных программируемых выходов:

2 сигнальных слаботочных реле типа «сухой контакт»,

3 выхода типа «открытый коллектор»;

встроенный информационный интерфейс RS-485 для подключения дополнительного оборудования.

Есть пожарный сертификат и возможность построения системы «Умный дом». Если планируется установка в доме сигнализации, то это годный вариант.

Security Hub.

У предыдущего производителя в ассортименте есть еще прибор домашней автоматизации Security Hub, который с натяжкой можно использовать для целей этой статьи.

Получается система, подобная ИПРО-6, но с большими возможностями расширения и облачным сервисом из коробки.

Нам понадобиться собственно сам Security Hub, радиоканальные устройства измерения температуры и релейные выходы.

Стоимость системы обойдется в 20000р, но в итоге будет получена прицепом и охранно-пожарная сигнализация с возможностью масштабирования и с радиодатчиками.

Security Hub в первую очередь сигнализация с облачным сервисом и ПЦН в кармане. Датчики дыма имеют пожарный сертификат, а охранная составляющая сертифицирована для применения Росгвардией.

То-есть можно предполагать надежность этой системы.

Если есть или планируется такая система сигнализации, то конечно стоит развивать и возможности этой системы по автоматизации.

Xiaomi Aqara Mijia.

Аналогичную Security Hub систему можно построить на Xiaomi Aqara Mijia концентраторах и периферийных устройств, совместимых с концентратором.

Стоимость системы составит 8000р.

Эта система в первую очередь предназначена для игр в домашнюю автоматизацию. Мне лично кажется не очень надежным такое решение для отопления.

Использование ПЛК.

Существует множество программируемых логических контроллеров и реализовать центр управления теплым полом можно на любом из них. Придется только стать программистом логических контроллеров.

Программируемых контроллеров для наших целей подойдет очень много — практически все (они для этого и нужны).

Например вот такой с AliExpress за 8000 с доставкой.

Для решения нашей задачи я бы выбрал продукцию OWEN, по причине того, что уже есть готовые решения управления теплыми полами и есть облачный сервис OwenCloud.

Цена оборудования не будет заоблачной и нам понадобится два устройства, не считая периферии и расходников.

ПР200 программируемое реле с дисплеем 5760р.

ПЕ210 сетевой шлюз для доступа к сервису OwenCloud RS-485 Ethernet 3600р.

Что-то около 10000р.

Это все конечно очень интересно, но, по сути, придется освоить целую профессию.

Адресная система Болид.

Эта система аналогична по назначению адресной системе Астра, рассмотренной выше.

Раз уж были упомянуты ПЛК, отмечу еще контроллер С2000Т Болид.

Это тот же OWEN, но в два раза дороже.

Зато есть множество легко подключаемых, дешевых и обкатанных в слаботочных инженерных системах адресных периферийных устройств и не надо писать программу — логика работы контроллера конфигурируется по стандартным сценариям. То-есть цена того стоит.

К сожалению кнопки не регулируют температуру, как хотелось бы.

Если уж и заморачиваться с контроллерами, то надо уже решать более глобальную задачу домашней автоматизации.

Wiren Board.

Более глобально решать задачу домашней автоматизации можно при помощи контроллера Wiren Board на базе Linux.

Такое решение обойдется в 22500р, но это уже будет именно глобальное решение, которое можно будет развивать и развивать.

Потратить 14500р на очень универсальный контроллер с много чего на борту, на который можно потом дешево цеплять периферию — неплохое решение.

Миникомпьютер Arduino.

Это будет самый дешевый вариант.

Плата Arduino UNO будет стоить 220р.

Нам нужно получить сигналы наличия 220В на управлении сервоприводов направлений коллектора теплого пола в понятном для Arduino виде.

Это можно сделать при помощи 8-ми канальной платы оптопар с гальванической развязкой, которая с доставкой будет стоить 650р.

Остается теперь выдать управляющие сигналы на насос и котел в зависимости от наличия 220В на сервоприводах. Это можно сделать при помощи комбинации релейных плат для Arduino, которых на Aliexpress великое множество.

Нам потребуются две одноканальных платы реле, по цене 50р за штуку. Две разных платы будем применять, чтобы наверняка разделить каналы управления насосом и котлом.

По мелочи: провода со штекерами, блок питания, бокс, пусть 380р

Итого: 220 + 650 + 2*50 + 280 = 1350р.

Применение одноплатного микрокомпьютера Arduino открывает множество возможностей. Например, можно передавать статистику работы теплых полов в центр мониторинга по Wi-Fi, Ethernet, Интернет.

Но все эти возможности и дешевизна внедрения будут получены в ущерб надежности.

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