Погодозависимая автоматика для систем отопления: особенности

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.

Автоматизация отопительного газового котла

Практически все современные котлы уже в базовой комплектации имеют стандартную автоматику, которая управляет горелкой, принимает сигналы от устройств безопасности котла, а также поддерживает заданную температуру теплоносителя. Для этого используется встроенный непосредственно в котёл термостат с датчиком в подающей или обратной магистрали. Управление температурой теплоносителя производится включением/отключением котла в зависимости от величины отклонения текущей температуры от заданной.

Необходимо заметить, что таким образом происходит регулирование именно степени нагрева котла, а не температуры воздуха в доме. Поэтому не избавляет владельца от необходимости постоянно подстраивать работу котла в зависимости от потребности в тепле. При падении уличной температуры воду в системе необходимо будет нагреть сильнее, а когда потеплеет — понизить.

Следующий шаг к усовершенствованию системы – установка программируемого термостата, который позволяет управлять нагревом не только в заданных пределах, но и в зависимости от времени суток и дня недели. Обеспечиваемый таким регулированием уровень комфорта весьма условен, ведь температура теплоносителя очень грубо зависит от реальных условий за окном. Дом сам по себе обладает огромной тепловой инерцией и изменения в тепловом фоне будут происходить с запозданием, поскольку автоматика начнет действовать лишь тогда, когда температура в доме, например, понизится, а это произойдет уже позже реального похолодания на улице.

Микропроцессорные панели управления позволяют поддерживать разную температуру сразу в нескольких нагревательных контурах. Под таким контуром понимается часть системы, работающая со своими температурными и гидравлическими характеристиками и имеющая возможность их регулировки. Например, когда котёл обеспечивает теплом не только радиаторную систему, но и низкотемпературную, водяной тёплый пол. А если в доме несколько комнат и в каждой нужна разная температура воздуха, причём их окна выходят на разные стороны света? Все это означает, что регулировать температуру надо в каждой комнате отдельно, причём очень хорошим (и правильно установленным) терморегулятором. Только так можно учесть, светит или нет в окно этой комнаты солнце, обдувает ли её стену ветер и так далее. Если дом большой, могут быть комнаты и похолоднее, и потеплее.

Применение комнатных терморегуляторов не снимает проблему полностью. Например, комнатный блок подал команду на отключение котла, в то время как за окном резко похолодало и следовало бы, учитывая большую инерционность системы отопления, включить котёл на полную мощность. Для этого существует так называемая погодозависимая автоматика, которая в первую очередь обеспечивает комфорт в доме. Подобное регулирование заключается в подстройке текущих параметров (мощности, температуры теплоносителя) отопительной системы или её отдельных контуров к погодным условиям.

Как правило, в качестве управляющих воздействий используется внешняя (уличная) температура и температура воздуха в помещении. Основные преимущества такого решения – повышение комфортности отопления и эффективности использования мощности котла и экономия топлива.

В современных контроллерах отопления это предусмотрено в качестве штатной функции или за счет использования дополнительных модулей расширения, которые способны воспринимать массу ответных сигналов от всевозможных датчиков и выстраивать параметры всех компонентов системы отопления исходя из предварительно заложенного в их память алгоритма, называемого кривой отопления. Достаточно один раз настроить систему, а дальше только запустил котел и до выключения к нему можно не подходить, всё будет делать автоматика.

Крутизна наклона кривой и ее смещение вдоль оси ординат определяются параметрами системы отопления (соотношением мощностей котла и радиаторов отопления, тепловым сопротивлением стен здания, наличием дополнительных внешних источников тепла) и, как правило, находятся экспериментальным путем, посредством многочисленных наблюдений и анализа накопленного опыта. Чем точнее будет задана кривая отопления, тем выше будет эффективность работы системы и экономия энергии. В ряде погодозависимых контроллеров предусмотрена возможность автоматической подстройки параметров кривой отопления, если режим обогрева длительное время остается постоянным.

Датчик на улице это способ спрогнозировать расход тепла в ближайшем будущем и компенсировать инерцию. В случае если здание утеплено недостаточно, для компенсации тепловых потерь потребуется несколько большая температура теплоносителя в отопительном контуре. Соответственно, наклон кривой будет крутым. И наоборот, если с теплоизоляцией дома все в порядке. При изготовлении контроллера в память прибора вносят множество подобных кривых, чтобы можно было выбрать подходящую для конкретных условий линию.

Как правило, для создания максимального уровня теплового комфорта, а также для экономии топлива одного-единственного уличного датчика бывает недостаточно. Поэтому часто монтируют дополнительный датчик внутри обогреваемого помещения. Наличие сразу комнатного и уличного датчиков позволяет точно отслеживать и оперативно корректировать температуру в доме. Современные контроллеры не только следят за погодой, но и обладают достаточно большим количеством пользовательских и сервисных функций. Если первые стоят на страже комфорта, то вторые следят за состоянием системы и обеспечивают правильную и безопасную работу оборудования.

Выбор современного отопительного котла и дополнительного регулирующего оборудования действительно непрост. Например, в доме размером порядка 100 м2 с одним высокотемпературным контуром отопления проще будет установить на каждый радиатор термостат. Но при увеличении количества требующих персонального регулирования контуров и площади дома установка интеллектуальных систем управления очень даже оправдана. С точки зрения как удобства, так и экономии топлива. Обращение в компанию, которая имеет опыт практической работы, монтажа отопительного оборудования, наиболее предпочтительно.

Принцип погодозависимого регулирования отопления

Поясним, каким образом осуществляется поддержание комнатной температуры с учетом изменений уличной. При настройке контроллера устанавливается так называемая температурная кривая, отражающая зависимость температуры теплоносителя в отопительном контуре от изменения погодных условий снаружи. Эта кривая представляет собой линию, одна точка которой соответствует +20°С на улице (при этом температура теплоносителя в отопительном контуре тоже равна +20°С, поскольку считается, что при таких условиях в отоплении нет необходимости). Вторая точка — это температура теплоносителя (скажем, 70°С), при которой даже в самые холодные сутки отопительного сезона температура в комнате будет оставаться заданной (например, 23°С). В случае, если здание утеплено недостаточно, для компенсации теплопотерь потребуется несколько большая температура теплоносителя в отопительном контуре. Соответственно, наклон кривой будет крутым. И наоборот, если с теплоизоляцией дома все в порядке. При изготовлении контроллера в память прибора вносят множество подобных кривых, чтобы можно было потом выбрать из всего семейства подходящую линию конкретно для условий вашего жилища.

Как правило, для создания максимального уровня теплового комфорта, а также для экономии топлива одного-единственного уличного датчика бывает недостаточно. Поэтому часто монтируют дополнительный датчик внутри обогреваемого помещения. Наличие сразу двух датчиков, и комнатного и уличного, позволяет точно отслеживать и оперативно корректировать температуру в помещениях дома.

Обычно датчик комнатной температуры устанавливается в так называемом эталонном помещении — температура в нем будет соответствовать вашему понятию о комфортном тепловом фоне. Это помещение не должно нагреваться прямыми солнечными лучами и продуваться сквозняками. Как правило, в качестве эталона выбираются детские и спальни. Установка комнатного датчика делает возможным включение режима самоадаптации, при котором отопительная кривая подбирается под соответствующее помещение автоматически — самим микрокомпьютером панели управления. Кроме того, часто комнатный датчик интегрируют в термостат, с помощью которого можно задавать нужную температуру и ее средний уровень во всем доме. Локальная регулировка температуры в отдельно взятом помещении при этом достигается установкой на радиаторы термостатических клапанов с термоголовками.

Очень важным аспектом применения термостата является опять же экономия топлива. Поясним, каким образом она осуществляется. Допустим, в помещении, где установлен датчик, собрались гости и произошло повышение температуры на 2°С вследствие естественного тепловыделения людей. Панель управления улавливает эти изменения и дает команду на снижение температуры теплоносителя в данном контуре, хотя уличный датчик может требовать как раз обратного. Уменьшение расхода тепла на обогрев этого помещения естественным образом экономит топливо. Но существуют здесь и проблемы. Если затопить в комнате, где установлен термостат, камин или надолго оставить открытым окно, это может привести к изменению температуры во всем доме. Для учета подобных факторов во многих системах предусматривают возможность внесения поправок в алгоритм управления путем установки коэффициента влияния комнатного датчика на характер отопительной кривой. Но вообще специалисты просто не рекомендуют устанавливать устройства измерения комнатной температуры вблизи каминов, входных дверей, окон и других источников тепла или холода, способных внести погрешность в результаты измерений.
Следует обратить внимание и на то, что установка одного только комнатного термостата, без датчика наружной температуры, существенно увеличивает инерционность системы терморегулирования. Изменения в тепловом фоне будут происходить с запозданием, поскольку автоматика начнет действовать лишь тогда, когда температура в доме, например, понизится, а это произойдет уже позже реального похолодания на улице.

Современные контроллеры не только следят за погодой, но и обладают достаточно большим количеством функций, часть из которых — пользовательские, а часть — сервисные. Если первые стоят на страже комфорта, то вторые следят за состоянием системы и обеспечивают правильную и безопасную работу оборудования.

Различия погодозависимой автоматики

Итак, существуют котлы, в которых функции погодозависимой автоматики уже предустановлены в программу котла (как правило настенные котлы). Для того, чтобы реализовать погодозависимые функции, всего лишь нужно приобрести датчик наружной температуры и установить его. Это недорого и эффективно, в этом случае автоматика будет нам полезна (Так как мы практически ничего за неё не платим).

Другая ситуация, когда мы приобретаем напольный котел. Здесь автоматика, как правило, не встроена. И если вы захотите получить такую автоматику, нужно будет решать её наружными средствами. Придётся приобретать два смесительных узла, так как с одним нет никакого смысла работать, приобретать контроллер, приобретать все необходимые клеммы для подключения. Приобретать коллектор и некоторое количество запорной арматуры, фитингов и все остальное, что необходимо чтобы собрать гидравлику. После всего этого нужно будет заплатить за подключение и за то, чтобы всё это наладили (примерно 1500-2000€)

Типы систем автоматического управления

У владельцев квартир при использовании индивидуального обогрева часто встречается проблема с регулировкой температурного режима. Ручной способ настройки неточен, избыточно расходует топливо. Применение автоматического погодозависимого регулирования системы отопления экономит ресурсы и освобождает личное время.

Типы автоматики:

• термостат, соединенный проводом с зависимым механизмом;
• беспроводное управление системой сохранения тепла в зависимости от погоды.

Функции приборов регулирования:

• удержание термостатом температуры в помещении на заданном уровне;
• программная установка уровня отопления по времени суток на срок до одной недели.

Типы приборов:

• механический термостат – включает электрическую сеть при изменении окружающей температуры;
• электронный прибор – точно регулирует нагрев по сигналам датчиков;
• электромеханический аппарат – температурное реле управляет приводом клапана.

Термостаты, управляющие обогревом, могут подключаться к насосу, котлу или механическому запирающему приводу.

Правила эксплуатации погодозависимого отопления

Системы управления отоплением имеют функцию самодиагностики. Сообщения об ошибках поступают на дисплей, и владельцу остается выбрать способ их устранения.

Если не работает регулятор температуры, сначала нужно проверить электричество.

Частые проблемы:

• потрескивание при работе – плохой контакт с электропитанием;
• слабый прогрев помещения при высоком заданном уровне – возможно постороннее тепловое воздействие на датчик;
• подключенный по правилам прибор не включается – причина в конструкции, потребуется замена;
• мигание светодиода – сломался датчик температуры;
• терморегулятор не обеспечивает заданный режим – прибор неисправный.

Для продолжительной работы без отказов достаточно соблюдать требования эксплуатации, установленные изготовителем. Монтаж и настройка системы производятся по инструкции.

Преимущества автоматического управления

Сейчас современную котельную сложно себе представить без систем автоматики, объединивших все новые достижения в области управления тепловыми потоками. Характерно, что для большинства потребителей до сих пор основным критерием качества отопительной системы является принцип «греет-не греет». Не смотря на то, что он совершенно не применим к автоматизированным системам отопления, мало кто признаёт значимость применения в своей котельной специальной автоматики, которая бы обеспечивала максимальный уровень теплового комфорта в доме.

В настоящее время существенно снизить затраты на отопление и заодно создать наиболее благоприятный температурный фон в доме под силу лишь современной системе терморегулирования. Такой эффект достигается благодаря оптимизации работы всех компонентов системы отопления. Отметим, что практически все современные котлы в их штатной комплектации оснащены стандартной автоматикой, которая контролирует работу горелки, принимает сигналы от датчиков и устройств безопасности, а также поддерживает установленную температуру теплоносителя в контуре. Важно заметить: именно «котловую» температуру, а не комнатную. Что не избавляет пользователя от необходимости постоянно регулировать эту температуру в зависимости от потребности в тепле.

Используя столь несовершенное оборудование, вы невольно обрекаете себя на вечную «прикованность» к ручке терморегулятора: при понижении уличной температуры воду в системе будет необходимо нагреть сильнее, а когда на улице потеплеет — понизить. И проделывать эти манипуляции с терморегулятором можно до бесконечности. Но если при похолодании «раскочегаривать» котел приходится волей-неволей , то при потеплении, как это нередко бывает, снижать температуру котловой воды вроде бы и не обязательно. Ведь, как известно, жар костей не ломит. Да и не перевелись еще среди нас любители распахнуть форточку пошире, когда в комнате становится слишком жарко.

Очевидно, что, подобный подход к энергосбережению уже через короткое время ощутимо ударит по карману даже самого обеспеченного домовладельца. И прежде всего из-за перерасхода топлива. А ведь тенденция роста цен на основные энергоносители, отчетливо проявившаяся в последние годы, по прогнозам специалистов, сохранится и в будущем. Естественно, ни о каком тепловом комфорте при таких способах терморегулирования не может быть и речи. По подсчетам специалистов, пользователь котла, не оснащенного системой автоматики, тратит более 210 часов личного времени в год только на настройку температуры теплоносителя в котле! Другое дело — современные микропроцессорные панели управления. Они позволяют поддерживать разную температуру сразу в нескольких нагревательных контурах. Под таким контуром понимается часть системы, работающая со своими температурными и гидравлическими характеристиками и имеющая возможность их регулировки. Это, скажем, контур радиаторного отопления или один контур водяных теплых полов. Например, система Immergas для линейки котлов Victrix управляет тремя независимыми контурами (двумя смесительными и одним прямым) и контуром ГВС, а Color Matic от VAILLANT имеет возможность контролировать работу сразу пятнадцати, причем температура теплоносителя внутри их напрямую зависит от состояния погоды на улице.

Системы с таким принципом регулирования называются метеоуправляемыми или, как говорят специалисты, погодозависимыми (о принципе погодозависимого управления мы поговорим ниже). Для контроля наружной температуры в этих системах используется уличный датчик температуры, устанавливаемый на здании снаружи, с северной стороны. Контроллер (программатор) системы также полностью отвечает за процесс приготовления горячей воды в бойлере косвенного нагрева.

В некоторых системах используют принцип модульного построения. Он позволяет укомплектовывать систему под конкретную ситуацию и требования заказчика, а также подключать дополнительные контуры и контролировать их работу с помощью установки соответствующего модуля — без замены панели управления в целом, что дает значительную экономию средств.

Как и когда проявляется недостаток автоматического управления

Имеется множество современных домов, у которых внутренняя теплоемкость весьма большая, а снаружи они отличны утеплены. Тогда тяжелые стены почти полностью являются аккумуляторами тепла.

Отдельные образцы погодозависиомой автоматики не могут достаточно эффективно подстраиваться под такое положение вещей. Возникает ситуация, когда суточные колебания температуры отрабатываются автоматикой весьма плохо. Хоть при контроле можно увидеть, что все работает на ура.

Температура значительно снижается вечером, — начинается разогрев в соответствии с настройками. Но здание и само бы не остыло до утра, – в результате к утру жарковато. Наступает день, отопление отключается, и дом остывает к ночи так, что становится прохладно.

Автоматика не настраивается на теплоемкие дома и в результате внутри температура прыгает невпопад. Положение хуже, чем если бы это было простое реагирование на внутреннюю температуру жилища.

Ситуация значительно усугубляется, если погодозависимой аппаратурой управляются еще и теплые полы – самая теплоинерционная система в доме. Это является серьезной ошибкой в монтаже отопления.

В результате владельцы, разуверившись в настройках, попросту отключают аппаратуру, чтобы не мешала жить. Система работает как обычно — по температуре теплоносителя или воздуха внутри.

Таким образом, часто погодозависимая автоматика может нормально реагировать только на сезонные колебания, – когда определенно изменяется среднесуточная температура.

Но не проще ли самостоятельно подрегулировать отопление в соответствии с сезоном? Ведь это не затруднит.

Сфера использования

В небольших и средних частных домах такие системы имеет смысл ставить, если владельцы часто и подолгу отсутствуют. При постоянном проживании проще подойти к колу (или войти в приложение на смартфоне) и подкорректировать мощность в случае похолодания, сильного ветра или потепления.

В крупных коттеджах, особняках, многоквартирных, коммерческих или общественных зданиях автоматизация управления отоплением на основе погодозависимого контроллера становится насущной необходимость. В общественных зданиях с большой площадью остекления удавалось добиваться двукратной и более экономии энергоресурсов, затрачиваемых на отопление.

Рекомендуется применять такие системы и в централизованных котельных, обслуживающих несколько территориально распределенных объектов.

Использование автоматического управления отоплением

Системы регулировки отопления отличаются по функциям и цене. Простые модели управляются пультом или сенсорным дисплеем. Сложные системы имеют свое программное обеспечение с удаленным доступом к управлению. Погодозависимая автоматика имеется в разных типах отопительных котлов:

• настенный, находится в одной из комнат;
• напольный, устанавливается в котельной;
• электрокотел.

В настройке программы контроллера задается начальное значение, когда внутри и снаружи температуры совпадают. Потом производится калибровка, выбираются параметры теплоносителя для каждого типа погоды. Изготовитель по умолчанию программирует собственные варианты, один из которых можно выбрать для работы.

Для настройки системы нужно установить температурные датчики на улице и в комнате так, чтобы данные передавались без искажений.

Преимущества управления – наличие автономной работы, экономия ресурсов. Недостатки погодозависимой автоматики – обслуживание и ремонт могут дорого стоить из-за замены неисправной электроники.

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.

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.

Пользовательские функции

К пользовательским функциям прежде всего относятся различные программы отопления, которые позволяют адаптировать режим обогрева дома к ритму жизни его обитателей (сон и бодрствование, отпуска, посменная работа). Аналогичным образом выбираются программы для горячего водоснабжения. Если пользователя не устроит ни одна из того стандартного набора, который предлагается производителем, можно составить свою индивидуальную — как для отопления, так и для горячего водоснабжения.

Режим «спокойной ночи». Практически во всех системах имеется возможность установки так называемой ночной температуры. Учеными доказано, что спящий человек чувствует себя гораздо более комфортно, когда температура в помещении несколько понижается (обычно на 4°С) относительно дневной комнатной (очевидно, такая реакция сформировалась у людей в ходе эволюции и отражает их адаптацию к естественным перепадам температуры в дневные и ночные часы). В то же время все тепловые процессы инерционны, и если, например, задать время начала дневной программы на момент вашего пробуждения, то, встав с постели, вы почувствуете некоторый дискомфорт из-за того, что комната еще не успела согреться после ночи. Чтобы устранить этот недостаток, во многих современных контроллерах используют режим предварительного прогрева помещения (иногда называемый плавным выходом из ночного режима), в соответствии с которым за несколько часов до вашего подъема температура в доме начинает плавно повышаться. Подобную функцию имеют, например, контроллеры семейства Diematic от DE DIETRICH или Logamatic 4000 от BUDERUS.

Низкотемпературные системы. На современном уровне развития отопительной техники наблюдается тенденция к переходу на низкотемпературный режим отопления. Иными словами — к уменьшению рабочей температуры отопительных приборов. Это ведет к более комфортному восприятию теплового излучения человеком. Важнейшим достоинством низкотемпературного режима является уменьшение расхода топлива. Эксплуатировать систему отопления в низкотемпературном режиме позволяет также установка автоматики.

Кстати, здесь следует разделить такие понятия, как низкотемпературный режим и низкотемпературный котел. Низкотемпературный котел — это устройство, в котором, в силу специфичных свойств материалов, применяемых при его изготовлении, или благодаря оригинальным техническим решениям имеется возможность поддержания температуры подающей линии на уровне до + 40°С (как, например, у котлов iroVIT VKO от VAILLANT) и даже меньше — до + 30°С (у котлов GT 210 от DE DIETRICH). При этом температура обратной линии вообще не регламентируется.

Низкотемпературный режим отопления можно получить и не используя низкотемпературный котел, но для этого понадобятся исполнительные устройства — трех — или четырехходовые смесительные краны с сервоприводом, речь о которых пойдет отдельно. В сочетании с ними отопительный котел будет работать в постоянном режиме с высокой температурой котловой воды, а температура в отопительных контурах будет зависеть от степени открытия смесительного крана, в котором горячая вода смешивается с холодной, обратной.

Система приоритетов. К одной из важных функций систем автоматического регулирования относят возможность организации управления горячим водоснабжением. Оно бывает приоритетным, смешанным и неприоритетным. Самый распространенный, приоритетный метод не лишен недостатков: во время потребления горячей воды система отопления попросту отключается. Обычно это не приводит к тому, чтобы в доме похолодало. Способ смешанного приоритета позволяет использовать для обогрева дома ту часть мощности котла, которая не применяется для приготовления горячей воды. Впрочем, при недостатке мощности на последнюю тратится весь ресурс. А что такое «неприоритетное горячее водоснабжение», можно понять уже из названия.

Дезинфекция. Программное обеспечение многих панелей управления позволяет производить термическую дезинфекцию бойлера один раз в неделю. Это делается путем повышения температуры в бойлере до 80°С в течение 20-30 минут. Такая процедура избавляет от возможного присутствия в воде бактерий легионеллеза, вызывающих пневмонию.

Защита от замерзания. Как только наружная температура опустится ниже определенного значения, автоматика сама запустит котел и будет поддерживать определенную температуру в системе отопления для предотвращения ее размораживания.

«Умный дом». Последние модели контроллеров предоставляют возможность как удаленного доступа к себе по телефонной линии или мобильной связи стандарта GSM, так и своей интеграции в систему «Умный дом». Эту опцию имеют устройства таких производителей отопительной техники, как VIESSMANN, BUDERUS, DE DIETRICH и др. Подобные устройства позволяют на расстоянии контролировать температуру в доме и вовремя узнавать о любых неполадках.

Особенности установки

Погодозависимая автоматика имеет ряд особенностей установки. Главные из них- это выбор места монтажа внешнего и внутреннего датчика температуры.

Внешний датчик монтируют так, чтобы он был защищен от прямых солнечных лучей. Он также не должен быть закрыт от ветра какими-либо строительными конструкциями. Чаще всего выбирают северо-восточную сторона здания, на высоте приблизительно метр-полтора от земли. Датчик должен быть вынесен со стены дома, чтобы теплопотери не влияли на его показания.

Внутренний датчик устанавливают в так называемом эталонном помещении. В нем должна быть средняя по дому температура, и колебания ее должны быть минимальными. В помещении не должно находится много людей, нежелательно пользоваться камином. Оно не должно находиться под прямыми солнечными лучами или рядом с входной дверью. Лучше всего под эти условия подходит спальня или детская комната.

Внутренний датчик нужно монтировать в эталонном помещении

Если в частных домах система напрямую управляет мощностью котла, то в больших многоквартирных или общественных зданиях система управляет работой возвратного клапана, пускающего большую или меньшую часть отработанного теплоносителя снова в отопительный контур.

Правила эксплуатации

При эксплуатации необходимо соблюдать все требования и рекомендации завода- изготовителя. В современные системы встраиваются средства самодиагностики, и они сами могут сообщить владельцу о возникших неполадках. Это не отменяет необходимости периодических осмотров и профилактических работ. В ходе профилактики следует проверять надежность крепления и чистоту датчиков, особенно внешнего, и тестировать исполнительные механизмы системы. В ходе ежеквартальной профилактики удобно также менять сезонный алгоритм работы устройства.

Ситуации, в которых нельзя обойтись без погодозависимой автоматики

Первая ситуация — когда заказчик любит крутить ручки, что-то настраивать, то есть он любит «поиграться». Из-за своей любви он требует установки погодозависимой автоматики.

Вторая ситуация — когда есть необходимость оборудования котельной, которая обеспечивает много различных объектов. Например, основной дом, домик охраны, отдельный гараж, баня, бассейн, вентиляция и так далее. Здесь, кроме как погодозависимой автоматикой, задачу не решить. Этот случай нетипичный, так как обычно дома до 500 квадратных метров не требуют никакой погодозависимой автоматики.

Третий случай —  производство. Например,12 метров высота потолков, 5 тысяч квадратов площадь, 60 тысяч кубов нужно было обогреть. Никаких иных энергоносителей, кроме как солярки, там не было. Расход был огромный, пришлось ставить погодозависимую автоматику. Расход сократился втрое, там это жизненно необходимо.

В обычном доме автоматика не очень нужна, если Вам не лень зайти в котельную и повернуть ручку температуры. Совсем простая операция.

Автоматическое регулирование своими руками

Регуляция в зависимости от погоды используется для поддержания комфорта и экономии. Устанавливают своими руками погодозависимое отопление в небольших частных домах и на дачах. Для устойчивой работы системы подойдут приборы заводской сборки. Самодельные аппараты не будут стабильно работать, они небезопасны.

Для загородного дома подходит универсальный котел Очаг, который работает на твердом топливе. В схеме регулирования три датчика температуры – теплоносителя в котле, отходящих газов и воды в бойлере. Исполнительные механизмы – шибер расхода воздуха и заслонка на трубопроводе. Автоматическое управление организуется при помощи контроллера Ардуино Нано.

Ручное управление отопительным котлом

Самым распространённым способом управления отопительным котлом было ручное регулирование температуры теплоносителя (надо сказать, что многие котлы до сих пор управляются именно так). Автоматизация была простая, но эффективная – встроенный в котёл термостат вручную настраивался на определенную температуру циркулирующего в системе теплоносителя, например 50 градусов (см. рис.1).

Рис.1. Ручное регулирование температуры теплоносителя

Предположим, при стабильных внешних условиях при этом значении в помещении достигается температура 23°С. В случае постепенного разогрева теплоносителя термостат подаёт команду на выключение газовой горелки, а если теплоноситель остывает – то на включение. Этот циклический процесс объясняет «волнистость» оранжевого графика температуры теплоносителя и зеленого графика комнатной температуры. Если же температура на улице резко упадёт, а термостат продолжит работать в прежнем режиме (50°С), то температура в помещении неизбежно понизится. Для исправления этой ситуации требуется вмешательство человека, который должен повысить значения температуры теплоносителя до более высоких значений.

Неудобство этого способа регулирования налицо – это вовлеченность человека в работу системы отопления и непрерывная работа автоматики розжига горелки.

Плюсы:

• Не нужно доплачивать за автоматику управления, т.к. она входит в стоимость котла;
• Высокая точность поддержания стабильной температуры в доме при неизменной температуре на улице.

Минусы:

• Необходимость регулярной ручной регулировки температурного режима работы котла;
• Из-за постоянно работающего насоса происходит повышенный расход электроэнергии;
• Частые циклы включения/выключения быстрее изнашивают автоматику котла.

Управление работой котла комнатным термостатом

Другим известным, но более современным способом автоматизировать работу отопительного оборудования и освободить от контролирующих функций человека, является применение в отопительной системе релейного комнатного термостата.

В настоящее время существует огромное количество моделей комнатных термостатов, но всех их объединяет один общий принцип работы – прибор измеряет температуру в жилом помещении и, в зависимости от окружающих условий и заданного целевого значения температуры, управляет розжигом и выключением газовой горелки котла. Однако инерционность тепловой системы вызывает большие задержки в реагировании на команды комнатного термостата. И часто температура в жилом помещении существенно отличается от заданной (в сторону повышения или понижения), что и отображается на зеленом графике комнатной температуры в виде появления красных (перегрев) и синих (недогрев) сегментов (см. рис.2).

Рис.2. Регулирование температуры релейным термостатом

Следует заметить, что для более быстрого нагрева на котле выставляют более высокую температуру теплоносителя (в нашем случае 80°С). Отсюда и некая «серповидность» формы оранжевого графика – мы видим быстрый нагрев до 80°С, а затем отключение горелки и постепенное остывание до момента, когда комнатный термостат снова подаст команду на включение горелки. Если внешняя температура начнет падать, то термостат начнет чаще включать горелку, и нижняя граница температуры теплоносителя (красная точка «ВКЛ.» на оранжевом графике) будет расти, что компенсирует понижение уличной температуры. Таким образом, созданная обратная связь позволила стабилизировать комнатную температуру без участия человека, хотя и возможны её кратковременные циклические «перегревы» и «недогревы».

В случае применения релейного комнатного термостата автоматика розжига работает значительно меньше, чем при ручном управлении, но из-за высокого порогового значения температуры теплоносителя происходит перерасход газового топлива. Остаётся добавить, что компенсировать этот недостаток удаётся «интеллектуализацией» комнатных термостатов. Так, современные программируемые модели этих приборов позволяют запрограммировать различные суточные и недельные режимы работы. Например, ночью целевая температура в комнатах может понижаться, а днём – повышаться. Аналогично в будни и выходные дни. Наличие гибкого графика целевой температуры позволяет добиться значительной экономии газа. Яркими представителями приборов этого семейства являются термостаты от компании БАСТИОН серии  TEPLOCOM TS .

Программируемый комнатный термостат  автоматически изменяет температуру по графику, установленному пользователем

Плюсы:

• Нет необходимости ручного управления работы котла;
• По сравнению с ручным управлением, уменьшается количество циклов включения/выключения котла, что благотворно сказывается на увеличении ресурса автоматики розжига;
• Автоматическое отключение насоса при выключенной горелке приводит к существенной экономии электроэнергии.

Минусы:

• Необходимо дополнительно покупать и монтировать термостат;
• В доме возможны ощутимые колебания температуры воздуха.

Нюансы работы и выводы по автоматике системы отопления

Электронный контроллер в системе отопления управляет не только изменениям на погоду, но и другими функциями. В частности, важнейшая – управление системой горячего водоснабжения. При нагреве бойлера, отопление отключается – правило приоритета ГВС в любой системе. Это выполняется внешним контроллером с напольным котлом, или эта функция вшита в автоматизированные котлы.

Если от аппаратуры отказались, то приоритетность бойлера должна обеспечиваться какими-то другими средствами. И это можно сделать, установив группу реле и другую не сложную аппаратуру в схему, что на порядок дешевле, чем «городить» автоматику.
Читайте подробнее – как подключить бойлер к не автоматизированному котлу

Если вопрос работы бойлера с твердотопливным котлом решен, то можно полностью отказаться от автоматики. Остается сделать выводы. Погодозависимая автоматика может быть встроена в настенный котел. Тогда запросто можно включить ее в работу путем приобретения дополнительного наружного датчика температуры – весьма просто и функционально.

Но если у вас неавтоматизированный котел, то устанавливать кучу сложной аппаратуры дополнительно к нему не нужно – слишком дорого и малоэффективно. Гораздо проще и дешевле подстроиться под погоду «вручную». Исключение составляют весьма большие дома и объемные отапливаемые хозяйства, где без автоматики просто не обойтись.

Вывод

Погодозависимая автоматика может иметь место, если она встроена в котле и её функции стоят недорого. Если котел напольный и автоматика туда не вшита, то это дорого и неэффективно. Если дом большой, то без погодозависимой автоматики Вам не обойтись. Если используете водяные конвекторы, то автоматика будет Вам полезна. В большинстве случаев она не нужна. Спасибо за внимание.