Погодозависимое регулирование отопления

П одбирая себе котел, я обратил внимание, что многие модели способны анализировать наружную температуру воздуха и тем самым, оптимизировать затраты владельцев загородной недвижимости, на отопление. Вопрос показался мне интересным, и я решил посвятить статью этой теме. Вот о том, необходимо ли погодозависимое регулирование отопления в загородном доме, мы и поговорим в этой статье.

В настоящее время существуют различные, мнения о том, применять ли погодозависимое регулирование отопления в частном доме. Сегодня, практически во всех сферах человеческой деятельности мы можем встретить системы автоматизации, которые помогают человеку комфортно существовать. Однако возникает вопрос: всегда ли это будет целесообразно?

Погодозависимая автоматика для систем отопления

В начале необходимо понять, какие функции выполняет автоматика в системе отопления. Отвечая на этот вопрос можно выделить две основных функции:

• Обеспечение комфортных условий для проживающих;
• Экономия тепловой энергии.

Погодозависимое регулирование отопления обеспечивает не только погодозависимая автоматика. Для обеспечения оптимальной температуры воздуха внутренних помещений необходим целый комплекс инженерных решений, а погодозависимая автоматика, является одной из существенных составляющих этого комплекса. Дело в том, что за параметры микроклимата в доме, как правило, отвечают комнатные термостаты. С помощью датчиков температуры внутреннего воздуха, они обеспечивают непосредственное регулирование системы отопления.

Но применение одних лишь термостатов не совсем оправдано, так как существует временная задержка между изменением температуры наружного воздуха и последующим изменением температуры в доме, а также инерционность самой системы отопления. Особенно это касается теплых полов. Влияние этих факторов приводит к тому, что система начинает работать в импульсном режиме с некоторым запозданием. Для того, чтобы этого не происходило и существует погодозависимая автоматика, включающая в себя контроллер, который по датчику температуры наружного воздуха будет постоянно корректировать температуру теплоносителя, т. е. будет происходить погодозависимое регулирование отопления.

Погодозависимое регулирование отопления

На первый взгляд все логично, но у меня возник вопрос о целесообразности именно постоянной корректировки температуры теплоносителя в системе отопления. Бытует мнение, что достаточно разовой подстройки системы отопления в течение какого-либо периода времени в случае резкого изменения температуры наружного воздуха.

В этом случае, регулировку можно производить вручную с использованием различных систем дистанционного управления, при этом избегая излишних «наворотов» в инженерных системах и тем самым упрощая их эксплуатацию. Для того чтобы в этом разобраться, давайте рассмотрим вторую функцию, для которой нужно погодозависимое регулирование отопления – экономию энергетических ресурсов.

Уверен, что не надо быть академиком, чтобы ответить на вопрос, какой вид регулирования подачи теплоносителя будет самым энергоэффективным. Естественно, что автоматический. Но сразу возникает вопрос, а на сколько уменьшаются затраты на выработку тепловой энергии если у вас применяется погодозависимое регулирование отопления, и насколько затраты на него целесообразны.

Эффективно ли погодозависимое регулирование отопления

Многие производители погодозависимой автоматики приводят различные доводы, говоря об экономии, однако реальных, подтвержденных расчетом или экспериментом данных, найти очень трудно. Вероятнее всего, это связано с тем, что достаточно сложно заранее подсчитать, какой реальный эффект будет от данной системы, ведь в расчете участвуют большое количество переменных. Все эти переменные связаны с реальным режимом эксплуатации конкретной системы водяного отопления, а также количеством часов пребывания людей в доме.

Эффективно ли погодозависимое регулирование отопления, можно определить двумя способами: экспериментальным и расчетным.

Так как, экспериментальный способ мне не доступен, я попробую применить расчетный метод. Для примера возьмем дом на рис. 1, имеющий конструктивные характеристики, приведенные в таблице ниже.

Фасад здания

Перед тем, как проводить расчет, необходимо определить тепловые потери дома при температуре наружного воздуха t_н = –26 °С. Для каждой ограждающей конструкцию используем формулу:

k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м²·K;

А – площадь ограждающей конструкции, м²;

t_в и t_н – температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, °С;

n – коэффициент уменьшения расчетной разности температур;

β – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери сверх основных.

Для этого дома, величина максимального значения тепловых потерь при минимальной температуре наружного воздуха составит 14 891 Вт, или 14,9 кВт.

Так как температура наружного воздуха постоянно изменяется, то и процесс теплоотдачи находится все время в динамике. Для того, чтобы оценить необходимую тепловую нагрузку для нашего здания, в зависимости от температуры наружного воздуха, необходимо произвести ряд расчетов, последовательно подставляя в исходную формулу переменные значения температуры наружного воздуха, в результате чего мы сможем получить зависимость, изображенную на графике ниже.

Зависимость необходимой тепловой мощности от температуры наружного воздуха

Данный график имеет некоторый изгиб, что говорит о нелинейной зависимости температуры и мощности. Данная нелинейная зависимость будет у каждого здания своя за счет индивидуальных конструктивных особенностей.

Но построения графика зависимости необходимой тепловой мощности от температуры наружного воздуха недостаточно. Еще потребуются значения температур наружного воздуха в течение всего отопительного периода. Для этого необходимо воспользоваться архивом данных температур той местности, где построен ваш дом за последние 2 года. Конечно же, существуют нормы, исходя из которых каждый год в определенное время начинается отопительный период, однако, если мы рассматриваем частный дом, то он наступает, как правило, при первом резком похолодании. На представленном графике видно, что отопительный период предположительно начался 5 октября 2015 г. и закончился 30 апреля 2016 г. Таким образом, продолжительность отопительного периода составила семь месяцев.

График изменения температуры воздуха в течение всего отопительного периода

Теперь у нас есть все данные для расчета эффективности применения погодозависимой автоматики.

Алгоритм работы данного вида регулирования состоит в следующем: датчик температуры наружного воздуха фиксирует изменения температуры и посылает сигнал на контроллер. Контроллер обрабатывает полученную информацию и по определенному алгоритму вычисляет необходимую температуру теплоносителя в системе отопления. Сигнал от контроллера поступает на исполнительный механизм смесительного клапана, и тот, в свою очередь, открываясь или закрываясь, обеспечивает необходимую температуру теплоносителя в обслуживаемом контуре.

При таком алгоритме происходит качественная регулировка, при которой общий расход теплоносителя в системе остается постоянным, т.к. регулирование заключается в степени подмешивания горячего теплоносителя к остывшему. Снижение подмеса горячего теплоносителя приводит к повышению температуры теплоносителя, возвращаемого в греющий (котловой) контур. Это вызывает либо выключение горелки, либо снижение подачи топлива на горелку. Так образуется экономия энергоресурсов, которую и хотелось бы оценить.

Для расчета рассмотрим режимы работы системы отопления:

Автоматический режим

При автоматическом режиме происходит постоянная корректировка температуры теплоносителя по датчику наружного воздуха. В этом случае, чтобы посчитать затраченную тепловую энергию необходимо вести расчет, учитывая изменения температуры наружного воздуха каждые три часа. Такой расчет делается на каждый день в течение всего отопительного периода.

Ручное программирование

В данном режиме учтем изменения температуры наружного воздуха по дням в течение месяца. Этот режим применяется тогда, когда у вас есть возможность вручную или удаленно подстраивать температуру теплоносителя каждый день. Алгоритм данного регулирования следующий, основываясь на прогнозе погоды или реальном ощущении холода, человек выставляет необходимую температуру, но главным критерием будет являться не экономия ресурсов, а желание получить комфорт. Следует учитывать, что при повышении температуры на 2–4 °С вряд ли вы сразу же пойдете прикрывать регулятор.

Таким образом, расчет данного вида регулирования будет производиться по минимальной температуре наружного воздуха в течение дня. Расчет выполняется так же, для всех дней отопительного периода.

Ручная подстройка системы

Этот режим работы предполагает собой ручную подстройку системы в момент резкого изменения температуры наружного воздуха. Для наглядности обратимся к графику, представленному на рисунке ниже.

Тенденция изменения температуры наружного воздуха

Из графика видно, что в промежутке с 1 по 23 число включительно, температура наружного воздуха колебалась в диапазоне от –10 до –20 °С, имея среднее значение –15 °С. Затем тенденция пошла вверх, и мы наблюдаем среднее значение в районе +2,5 °С.

Очевидно, что именно в такой момент, любой здравомыслящий человек постарается снизить температуру теплоносителя тем методом, который ему доступен, к примеру, регулировкой мощности котла. Итак, при расчете третьего режима работы системы отопления мы будем задаваться минимальными значениями температуры наружного воздуха внутри тренда.

Система не регулируется

Четвертый режим работы – полное отсутствие какого-либо регулирования температуры теплоносителя. Предполагается, что система отопления работает на полной мощность в течение всего отопительного периода.

Результаты расчета потребленной тепловой энергии за отопительный период для различных видов регулирования сведены в таблицу и график, представленный на рисунке ниже.

Потребленная энергия в зависимости от способа регулирования

График зависимости тепловой мощности от температуры наружного воздуха при различных режимах работы системы отопления

Далее мы можем подсчитать необходимое количество топлива:

Q – расход тепла за отопительный период, кВт·ч;

q_н – низшая теплота сгорания газа кДж/м³;

Для расчета принимает среднее значение низшей теплоты сгорания для природного газа равной 38 231 кДж/м³ и среднее значение КПД котла равным 0,92.

Расчет финансовых затрат ведется путем умножения полученного объема топлива на величину стоимости 1000 м³ природного газа, взятого по данным розничных цен на газ за период анализа. Стоимость 1000 м³ газа составляла 5636,09 руб. Для определение среднемесячных затрат делим получившееся значений на количество месяцев в отопительном периоде:

G_r – необходимое количество топлива, м³;

B – стоимость 1000 м³ природного газа;

n – число месяцев в отопительном периоде.

Полученные результаты сведены в таблицу ниже.

Расчет экономии энергоресурсов при каждом виде регулирования

Из таблицы видно, что режим работы, при котором отсутствует регулировка, принят за 100 %. Экономия при полностью автоматическом режиме составила 64,4 %. Стоит отметить, что экономический эффект может быть еще выше если на термостатах есть режим работы по периодам присутствия/отсутствия жильцов, которые настраиваются индивидуально.

Рассчитаем срок окупаемости:

З_м – затраты на модернизацию системы отопления, руб;

N_o – количество месяцев в отопительном периоде;

З_бр – затраты за отопительный период при отсутствии регулировки, руб;

З_а – затраты за отопительный период при наличии погодного регулирования, руб.

Как видим, в этом случае мероприятия по энергосбережению окупаются уже в течении первой половины отопительного периода.

В качестве резюме к этой статье, можно отметить, что погодозависимое регулирование отопления – это вполне оправданная мера, которая позволяет не только повысить комфорт проживания, но и сэкономить на затратах. Хочу сказать, что данный расчет был выполнен с учетом ряда допущений и предположений, однако все они были взяты в рамках адекватных значений, что позволяет оценить порядок цен. В любом случае погодозависимое регулирование отопления является полноценным оправданным решением. Если вам эта тема интересна, рекомендую почитать мои статьи о настройке теплого пола и регулировании радиаторного отопления в частном доме.

В следующей статье я расскажу о монтаже теплого пола.

Погодозависимая автоматика. Стоит ли за нее переплачивать

Исполнительные устройства

Для того чтобы организовать работу нескольких отопительных контуров с различными, не всегда постоянными температурами, требуются исполнительные устройства. Самыми распространенными являются трех — и четырехходовые смесительные краны (смесители). Принцип их работы заключается в регулировании температуры теплоносителя в отдельном отопительном контуре путем смешивания воды из котла с водой из обратной линии. Таким образом, температура теплоносителя в подающей линии контура может меняться от минимальной, например равной комнатной, до максимальной, равной температуре котловой воды, но не выше нее. Поворот крана можно осуществлять вручную (но тогда ни о какой автоматизации управления говорить не приходится!) или с помощью специального двигателя — сервопривода.

Обычно несколько параметров сервоприводов указываются в техническом паспорте. Это напряжение сети питания, максимальный крутящий момент, создаваемый на валу, и быстродействие привода. Последний показатель отражает время перехода сервопривода из одного крайнего положения в другое. Это, как правило, от 60 до 300 секунд. Стоит иметь в виду, что меньшее время реакции сервопривода вовсе не гарантирует быстрого изменения температуры в отопительном контуре. Напомним, что все тепловые процессы очень инерционны. Именно по этой причине обычно не применяются приводы с быстродействием менее 60 секунд. Примерно такое количество времени требуется, чтобы на изменения в температуре теплоносителя успел отреагировать датчик, установленный на подающей трубе, температура которой не может измениться мгновенно. В сервисном меню многих панелей управления имеется установочный параметр, учитывающий быстродействие сервопривода. К примеру, в панелях управления серии Logamatic 4000 от BUDERUS стоимостью € 1270 в базовой комплектации задается непосредственно время открытия трехходового смесительного вентиля в секундах. Этот показатель характеризует реакцию конкретного сервопривода и отражен в техпаспорте.

Смесительные краны и сервоприводы к ним выпускаются целым рядом производителей, например ROCA, Honeywell, WOLF. Корпус крана может изготавливаться как из чугуна, так и из латуни. И тот и другой материал хорошо подходят для работы в системах отопления. Прекрасно себя зарекомендовали смесители шведской компании ESBE. Трехходовой смесительный кран диаметром 32 мм, изготовленный этой фирмой, можно приобрести за € 60-70, сервопривод к нему обойдется уже в € 150-170.

Типы управляющих устройств

Для обеспечения контроля за температурным режимом теплогенератора или потребителя используется один и тот же прибор, оснащенный термодатчиком.

Эти устройства делятся на три категории, которые могут работать как поодиночке, так и в связке:

1. Термостат. Это устройство является самым простым регулирующим устройством в системе отопления. Будучи расположенным в здании, он отслеживает изменения температуры воздуха. Когда необходимая температура достигнута, термостат подает сигнал на котел или кран радиатора, вследствие чего происходит остановка нагрева теплоносителя или блокируется подача жидкости в радиатор. Самостоятельная установка термостата не отличается особой сложностью: достаточно посмотреть на фото, где показан схема его подключения и работы, чтобы убедиться в простоте такой конструкции.
2. Регулятор температуры теплоносителя. Такой прибор может работать самостоятельно или вместе с термостатом. Конструкция работает за счет термодатчиков, которые установлены внутри отопительного контура. Они постоянно отслеживают изменения температуры в системе и передают эти данные управляющему модулю, который управляет смесительным клапаном контура. При необходимости повышения температуры регулятор может при помощи клапана выполнить эту задачу.
3. Погодозависимая автоматика систем отопления. Этот тип устройств можно отнести к категории самых сложных, поскольку такой системе приходится работать не только с контуром отопления, но и с окружающей средой, за счет чего обеспечивается наиболее точный и рациональный контроль температуры.

В базовую конструкцию погодозависимой автоматики входит наружный термометр, тепловой регулятор контура и термостат, расположенный в помещении. Несмотря на высокую стоимость, такая система считается наиболее востребованной, поскольку она способна обеспечить максимальный комфорт, который только можно «выжать» из отопления. Погодозависимая автоматика систем отопления использует сложные программные комплексы, которые и позволяют обеспечить максимальную эффективность и экономичность.

Управление погодозависимой автоматикой можно осуществлять как с ее собственного пульта, так и дистанционно, установив необходимое программное обеспечение на смартфон или планшет (детальнее: «

Как выбрать дистанционное управление отоплением – характеристики, возможности

«). В таком случае регулировать температуру в доме можно, находясь на удалении от него.

Автоматика для котлов отопления стоит дорого, но сразу же после установки эти устройства начнут экономить топливо, что скажется на экономическом положении через некоторое время. К тому же, именно автоматическая система управления температурой позволяет обеспечить максимальный комфорт в доме.

Система погодного климатического регулирования многоквартирных многоэтажных домов ЖКХ

Звоните:8 (977) 262-36-80

Автоматизация ЖКХ является актуальной задачей при экономии тепловой энергии для Управляющих компаний в сфере ЖКХ. Система погодного регулирования отопления оправдывает себя только в случае, если в доме уже установлен теплосчетчик (узел учета тепловой энергии)

«Московская объединенная энергетическая компания» (МОЭК) никогда не соблюдает температурный график (сами же его утверждают и не соблюдают) и поэтому завышение температуры теплоносителя наблюдаются повсеместно. Их цель взять как можно больше денег с потребителя, причем любой ценой, поэтому при температуре -5Сº МОЭК дает температуру, какую должны давать при температуре -15Сº и т.д.

Надоело переплачивать? Есть выход!

Система погодного регулирования отопления позволяет экономить до 35% расхода тепловой энергии. Если учесть, что многоквартирный дом (управляющая компания, ЖСК, ТСЖ) платят за отопление в отопительный сезон около 1 миллиона рублей в месяц, то экономию жильцы почувствуют уже через месяц!

Звоните по телефону в Москве: 8 (977) 262-36-80 и за 10 минут Вы узнаете больше,чем за 3 часа поиска в интернете

Как это работает?

Датчик наружного воздуха (выведенный на теневую сторону улицы) измеряет уличную температуру. Два датчика на подающем и обратном трубопроводе измеряют температуру теплосети. Логический программируемый контроллер вычисляет необходимую дельту и управляя клапаном (КЗР) регулирует скорость потока теплоносителя.

С целью защиты от полного перекрывания в клапане предусмотрена защита. Для предотвращения застоя стояков (попадания воздуха) насос внутренней циркуляции циркулирует теплоноситель в системе, через обратный клапан. Узел погодного регулирования также оборудован автоматическим воздухоотводчиком.

Если теплосеть не имеет необходимого перепада (что бывает крайне редко), то проблема легко устраняется установкой автоматического балансировочного клапана.

Система имеет полнопроходной байпас и на 100% гарантирует отсутствие перебоев с теплоснабжением в зимнее время.

В случае незапланированной остановки насоса и других аварийных ситуаций, влияющих на автоматическое погодное регулирование отопления, система отправляет SMS через GSM-модуль на мобильный телефон.

Нужна помощь в расчетесистемы погодного регулирования?

Звоните: 8 (977) 262-36-80

Сколько стоит система погодного регулирования?

Цена системы погодного регулирования в большей степени зависит от применяемого оборудования (зарубежное или отечественное). Все плюсы и минусы применения зарубежного или отечественного оборудования можно узнать у специалистов «ВНТ». При запросе цены необходимо выслать распечатку за отопление (месячную, что сдаёте в МОЭК) и указать диаметр труб отопления.

В качестве примера, приведем несколько вариантов стоимости работ по установке погодного регулятора на систему отопления на базе импортного оборудования для многоквартирных домов (300 квартир и более). Цены на начало 2016 г.

• Насос циркуляционный — 40000 рублей
• Клапан регулирующий с электроприводом — 60000 рублей
• Шкаф управления двумя насосами в сборе — 85000 рублей
• Железо (трубы, муфты, фланцы, краны, клапаны, болты, гайки, фильтр, и др.) — 85000 рублей

Итого: 270000 рублей — оборудование Стоимость монтажных и пусконаладочных работ: 290000 рублей

ИТОГО ПОД КЛЮЧ: 560000 рублей

Коммерческое предложение на установку погодного регулятора на систему отопления частного дома не более 10 квартир. Цены на начало 2016 г.

Данный вариант системы погодного регулирования является полностью автоматический и регулирует тепло в зависимости от температуры наружного воздуха. Она актуальна в небольших жилых домах, где не более 10 квартир.

• Насос циркуляционный в пределах — 10000 рублей
• Клапан с приводом в пределах — 60000 рублей (может меньше со скидкой)
• Электрический шкаф в сборе с термопреобразователями и монтажным набором — 40000 рублей
• Железо (трубы, муфты, фланцы, краны, клапан, болты, гайки, фильтр, и др.) — 30000 рублей

Итого: 140000 рублей — оборудование Стоимость монтажных и пусконаладочных работ: 160000 рублей.

ИТОГО ПОД КЛЮЧ: 300000 рублей

Экономия от применения автоматической системы погодного регулирования составит около 50%!

В данном варианте системы применяется ручное регулирование с помощью балансировочного клапана.

Итого: 50000 рублей — оборудование Стоимость монтажных и пусконаладочных работ: 80000 рублей.

ИТОГО ПОД КЛЮЧ: 130000 рублей

* Цены обоих вариантов указаны при оплате наличными. При оплате по безналичному рачету, стоимость будет на 20% выше.

Мы поможем Вам сэкономитьЗвоните: 8 (977) 262-36-80

Характеристики автоматических систем управления отопительной системой

На данный момент на рынке представлена широкая номенклатура отопительной автоматики. Несмотря на отличия в конструкции, функционале и параметрах, ко всей автоматике предъявляются одни и те же требования, выполнение которых является обязательным.

Первым и самым важным требованием является надежная и эффективная обратная связь, которая достигается за счет наличия высокочувствительных термодатчиков. При работе автоматики минимальные перепады температуры все же будут появляться, и задача датчиков – не допустить заметного перепада.

Кроме того, важным параметром при выборе автоматики для отопления является понятный и приятный интерфейс, который позволит осуществлять регулировку без каких-либо усилий и знаний (подробнее: «

Регулировка системы отопления — подробности из практики

«). За такую простоту придется заплатить, поскольку даже самая простая управляющая панель скрывает под собой сложный контроллер для системы отопления. Надежность этих устройств очень высока, но и стоимость соответствует высокому качеству.

Все устройства должны быть безопасными и надежными – это обязательное условие. Монтаж таких систем обычно выполняется квалифицированными специалистами, но есть и такие модели, которые можно установить самостоятельно.

Погодозависимое регулирование отопления

На первый взгляд все логично, но у меня возник вопрос о целесообразности именно постоянной корректировки температуры теплоносителя в системе отопления. Бытует мнение, что достаточно разовой подстройки системы отопления в течение какого-либо периода времени в случае резкого изменения температуры наружного воздуха.
В этом случае, регулировку можно производить вручную с использованием различных систем дистанционного управления, при этом избегая излишних «наворотов» в инженерных системах и тем самым упрощая их эксплуатацию. Для того чтобы в этом разобраться, давайте рассмотрим вторую функцию, для которой нужно погодозависимое регулирование отопления – экономию энергетических ресурсов.
Уверен, что не надо быть академиком, чтобы ответить на вопрос, какой вид регулирования подачи теплоносителя будет самым энергоэффективным. Естественно, что автоматический. Но сразу возникает вопрос, а на сколько уменьшаются затраты на выработку тепловой энергии если у вас применяется погодозависимое регулирование отопления, и насколько затраты на него целесообразны.