Погодозависимые системы отопления в доме

С каждым годом электроника все больше берет на себя работ по обеспечению комфортной жизни. Уже никого не удивляет автоматическое включение придомового освещения и открытие защитных ставней на окнах с восходом солнца, но вот автоматика регулировки температуры в помещении в зависимости от наружной температуры пока еще является диковинкой. Вместе с тем, именно за такими погодозависимыми системами отопления многие профессионалы видят будущие энергосберегающих технологий.

Какие системы управления бывают

Сегодня в большинстве отопительных систем строится на работе узлов автоматики, которые контролируют заданный диапазон температур наиболее комфортный для нахождения в квартире или дома. Это может быть автомат управления с термодатчиком или устройство входящее непосредственно в состав базового оборудования отопительного котла. Как вариант управления температурным режимом можно рассматривать и терморегулирующие устройства на отдельных приборах, например, на отдельных батареях. Этот вариант основывается на контроле температуры внутри помещения, и назвать его погодозависимыми можно условно. Даже использование самых современных электронных программаторов с функциями задания температуры в квартире в зависимости от дня недели или конкретно указанных часов на протяжении суток такие приборы существенно облегчают жизнь, но при этом не дают возможности существенно сэкономить на энергоресурсах.

Второй вариант управления системой отопления основан на учете не только температуры внутри помещения, но и что очень важно учете той температуры снаружи здания. Эта система позволяет более объективно оценивать ситуацию и оперативно делать корректировки в работе отопительного котла, системы теплого пола и работе оборудования горячего водоснабжения.

Внешние факторы, влияющие на систему управления отопления

Детально рассмотреть преимущества погодозависимых систем управления отоплением частного дома поможет оценка всех факторов влияния на работу оборудования. Классический блок управления с зависимостью от температуры внутри помещения имеет недостатки, которые невозможно исправить даже самой современной электроникой.

Инертность системы отопления

Это связано с тепловой инертностью здания. Толстые стены и массивная теплоизоляция не дают возможности быстро влиять на температуру внутри помещения, должен пройти определенный временной промежуток, прежде чем в помещении будет ощущаться снижение комфортной температуры. Также обстоят дела и во время потепления или оттепели, когда на улице температура повышается, а внутри термореле еще несколько часов будет требовать поддержания установленного верхнего порога нагрева воздуха. Именно с инертностью системы отопления и связан один из основных факторов, негативно влияющих на работу приборов.

Специфика построения системы отопления

Второй момент заключается в специфике построения самой системы отопления. Погодозависимые датчики в самой простой системе отопления частного дома фиксируют и передают в управляющий модуль данные об изменении температуры в помещениях. Автоматика блока управления после обработки полученных данных проводит регулировку режима работы отопительного котла – повышая или снижая температуру нагреве теплоносителя. Это не самый эффективный способ поддержания оптимальной температуры в доме, датчики зачастую работают с опозданием, а блок управления грешит значительными задержками подачи команд. Но даже если отбросить погрешности автоматики и допустить что она работает просто идеально, корректировка осуществляется путем регулировки работы газовой горелки, постепенно увеличивая риск поломки самого котла.

Единый комплекс оборудования

Другое дело, если вся система построена как единый комплекс оборудования, изначально конструировавшийся как погодозависимая система отопления. В этом случае можно говорить о действительно экономном расходовании энергоносителей и учете внешних факторов влияющих на работу системы.

В число факторов учитываемых в работе автоматики входит:

• Суточное изменение температуры воздуха внутри и снаружи здания;
• Учет влажности воздуха;
• Скорость ветра, его направление, характер движения воздуха;
• Кроме этого может учитываться влияние солнечного света, и то, насколько солнце прогревает стены здания;

Самые современные системы, кроме того, учитывают результаты изменения погоды не только в том месте, где расположено здание, а и получают информацию из сети и корректируют работы в зависимости от средне и краткосрочных прогнозов погоды на 1, 3 и 6 суток.

Регулировка системы отопления при помощи работы насосов

Среди известных схем устройства систем отопления с управлением от блока автоматики погодозависимых система оптимальным вариантом регулирования температуры прогрева помещений выступает схема с использованием циркуляционных насосов. Данная схема больше используется для теплоснабжения зданий централизованного теплоснабжения, когда на тепловых пунктах устанавливаются дополнительные насосы для прокачки теплоносителя от магистрали к конкретному потребителю. В такой схеме используется кроме самих насосов еще и другие не менее важные элементы, например, тепло аккумулятор и гидравлический разделитель – гидрострелка.

Суть этого способа заключается в оперативном увеличении скорости потока теплоносителя к радиаторам путем переключения работы насоса. После поступления информации с наружных и внутренних датчиков блок управления согласно программе выдирает режим работы циркуляционного насоса. Повышая или понижая скорость подачи теплоносителя, автоматика регулирует поток, нагнетаемого в радиаторы. Для достижения нужной температуры автоматика открывает, или наоборот, закрывает трёхходовой смесительный клапан и нагретая до нужной температуры жидкость под действием насоса попадает в контур батареи.

Данный вариант управления системой отопления при помощи насосов позволяет в очень короткие сроки довести температуру в помещении до нужного показателя без регулировки горелки отопительного котла. Он прост и надежен, при этом отопительные котлы не требуется постоянно подстраивать, выставляя температуру до 40- 45 градусов.

Схемы работы насосов

Второй популярной схемой работы циркуляционного насоса в погодозависимой системе отопления выступает использование его в контуре теплого пола. Установка теплого пола дает возможность поднять температуру в помещении в течение короткого времени. Суть этой схемы заключается в задействовании циркуляционного насоса для прокачки горячего теплоносителя в системе теплого пола в период понижения наружной температуры. Контроллер, считывая показания с датчиков температуры рассчитывает, насколько помещение охладится при понижении наружной температуры. После обработки информации и проведения необходимых расчетов даются команды на открытие клапанов и переход работы насоса в нужный режим. Теплоноситель заполняет коллектор и поступает в лучи теплого пола.

Преимущества этой схемы заключается в быстром создании комфортной температуры в помещении для пребывания в нем, при этом, после прогрева контроллер снова блокирует подачу теплоносителя и переходит в обычный режим работы.

Управление насосом от внешнего сигнала

Подключение контроллера к системе «умный дом» значительно расширяет возможности управления отоплением. Кроме работы отопления под управлением контроллера погодозависимой автоматики система у владельцев появляется возможность удаленно корректировать температурный режим в помещениях.

Главным условием здесь выступает подключение контроллера к сети интернет и установке на мобильные устройства специального приложения для управления системами жизнеобеспечения дома.

Саморегулирующая система отопления в зависимости от внешних температур

Основой этой системы выступает специальный контроллер обеспечивающий управление слаженной работой всех устройств отопления дома. Блок управления представляет собой небольшой компьютер, к которому подключены датчики, снимающие показания, влияющие на температурный режим в помещении и устройства которые исполняют команды блока управления непосредственно в ключевых устройствах.

Особенность системы заключается в том, что датчики располагаются не только во всех помещениях, но и снаружи здания. При этом это непросто приборы, фиксирующие температуру, это своего рода погодные станции, учитывающие и другие показатели, влияющие на обогрев помещения.

Еще одной важной составляющей системы выступают датчики температуры, расположенные внутри помещений. Если в обычной системе применяется электронный программатор, одновременно являющийся и датчиком и контроллером, то в погодозависимой внутри помещения размещаются именно датчики. Они учитывают кроме температуры воздуха его влажность и атмосферное давление. Получаемая информация с внутреннего и внешнего источников сравнивается и обрабатывается. Такой подход позволяет наиболее точно определить разницу температур внутри и снаружи здания и выбрать оптимальную программу для управления остальным оборудованием.

Погодозависимая автоматика систем отопления — об автоматике и контроллерах для котлов на примерах

В последние годы все большее распространение получает такой процесс, как автоматизация системы отопления жилых зданий. Специализированные издания все чаще публикуют статьи о погодозависимой автоматике систем отопления, да и в целом количество обзоров на данную тему довольно велико. Этот вопрос требует детального рассмотрения, поскольку возможности управления температурой довольно обширны, и к этому вопросу необходимо подходить обдуманно.

Методика управления системой отопления погодозависимой автоматикой

Тепловая автоматика

Самый распространенный метод контроля температуры называется «прямым воздействием». То есть, для изменения микроклимата в доме необходимо пойти и собственными руками изменить показатели теплового генератора (отопительного котла, печки, камина или электрического обогревателя). Таким образом достигается максимальный контроль за уровнем температуры в помещении. Этот подход очень эффективен, но достаточно неудобен, поскольку для управления теплом нужно каждый раз прикладывать усилия. Читайте также: «Автоматика для электрокотла отопления».

В качестве альтернативы используется автоматизированный узел управления системой отопления. При использовании автоматики для контроля температуры достаточно один раз указать необходимый уровень тепла или задать соответствующий режим, который будет поддерживаться все время. Большинство таких приборов в случае необходимости могут самостоятельно выровнять температуру, в зависимости от конкретных условий.

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.

Автоматика для систем отопления также должна обеспечивать экономию энергоресурсов, в чем также самым непосредственным образом участвуют термодатчики: чем лучше они отрегулированы, тем реже будет запускаться тепловой генератор – а это уже прямая экономия.

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.

Устройство контроллера системы отопления

Потребители и генераторы

Очень важно понимать, зачем вообще нужна автоматика для отопления частного дома, и как она работает. Автоматика может работать как с потребителями, так и с теплогенераторами. К потребителям в этом случае относятся отопительные приборы (радиаторы, «теплые полы» и др.). Для контроля теплоотдачи потребителей используются отдельные управляющие элементы, которые и осуществляют регулировку тепла. К этим управляющим элементам могут относиться насосы, краны или смесители. Важный нюанс: при уменьшении количества потребителей на контуре точность регулировки повышается.

Тепловым генератором в системе обычно является отопительный котел. Автоматика для котла отопления может работать в обе стороны, увеличивая или уменьшая температуру, что позволяет осуществлять точный контроль температуры теплоносителя в трубопроводе. Если задать системе программу один раз, то она будет выполняться все время, без необходимости постоянного наблюдения.

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.

Для расчетов эти системы используют наружную температуру, на основании которой погодозависимый контроллер системы отопления выносит решение о повышении или понижении температуры теплоносителя. Экономичность обеспечивается за счет грамотного и сбалансированного использования топлива.

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.