Автоматика для управления системой отопления

Проблемы рационального использования тепла в холодное время года актуальна не только для частных домов, но и для офисных, торговых и производственных помещений. Вкратце рассмотрим основные существующие системы, а заодно познакомимся с протоколом OpenTherm и модулирующими газовыми горелками.

Ручное управление

Просто и крайне неудобно

Автоматика представляет собой встроенный в котёл термостат, который вручную настраивается на определенную температуру теплоносителя, например 50°C.
Допустим в помещении температура воздуха 23°С. При нагреве теплоносителя до установленной температуры 50°C термостат подаёт команду на выключение газовой горелки котла, а если теплоноситель остывает – то на включение. Из-за инерционности системы отопления наблюдается волнообразный оранжевый график температуры теплоносителя и зеленый график комнатной температуры.

Терпимо, но, как частенько бывает, на улице началось резкое похолодание… Термостат котла продолжает поддерживать температуру теплоносителя на прежнем уровне 50°С, которой уже явно не хватает и, как следствие, температура в помещении неизбежно снижается. Что делать? Выхода нет, надо исправлять ситуацию — идти в котельную и повышать значение температуры теплоносителя до более высоких значений. А если дом большой и котельная находится в подвальном помещении? Не набегаешься.
Неудобство этого способа регулирования налицо – полное отсутствие комфорта. Зато не нужно доплачивать за автоматику управления (она уже установлена в котле) и, к тому же, поддерживается стабильная температура в доме при стабильной температуре на улице.

Минусы:

• Необходимость регулярной ручной регулировки температурного режима работы котла;
• Постоянно работающий циркуляционный насос обеспечит повышенный расход электроэнергии;
• Частые циклы включения и выключения быстрее изнашивают автоматику котла.

Автоматика управления отоплением — комнатный термостат

Просто, недорого и гораздо удобнее

Принцип работы – прибор измеряет температуру в жилом помещении и, в зависимости заданного значения температуры, управляет розжигом и выключением газовой горелки котла. Есть нюанс — инерционность системы отопления вызывает большие задержки в реагировании на команды комнатного термостата и температура в жилом помещении может хоть и не на много, но отличаться от заданной, что хорошо заметно на зеленом графике комнатной температуры в виде появления красных (перегрев) и синих (недогрев) сегментов.

Обычно для более быстрого нагрева выставляют более высокую температуру теплоносителя на котле (в нашем случае 80°С). Поэтому форма оранжевого графика становится серповидной – быстрый нагрев до 80°С, а затем отключение горелки и постепенное остывание до момента подачи термостатом команды на включение горелки. Уличная температура начнет падать — падает и температура в помещении и термостат просто начинает чаще включать горелку, и нижняя граница температуры теплоносителя будет расти, что компенсирует понижение уличной температуры.

Плюсы:

• Термостат позволяет стабилизировать комнатную температуру без участия человека, хотя и возможны её отклонения от заданной. Постоянно бегать к котлу уже не требуется;
• По сравнению с ручным управлением, уменьшается количество циклов включения и выключения котла, что увеличивает ресурс автоматики розжига;
• Автоматическое отключение циркуляционного насоса при выключенной горелке приводит к существенной экономии электроэнергии.

Минусы:

• Естественно, придется раскошелиться на покупку и монтаж терморегулятора;
• Недостаточная точность поддержания заданной температуры.
• Автоматика розжига работает значительно меньше, чем при ручном управлении, но из-за высокого порогового значения температуры теплоносителя происходит перерасход газового топлива. Компенсировать этот недостаток удаётся современными программируемыми моделями, позволяющими запрограммировать различные суточные и недельные режимы работы. Например, ночью целевая температура в комнатах может понижаться, а днём – повышаться. Аналогично в будни и выходные дни. Гибкие настройки графика целевой температуры позволяют значительно снизить расходы на отопление.
• При слишком большой мощности котла происходит частое включение и выключение котла (тактование), а при малой – достижение заданной температуры вообще становится невозможным.

Автоматика управления отоплением по протоколу OpenTherm

Максимальный комфорт и энергоэффективность

Самыми современными и технологически совершенными системами управления отоплением на сегодняшний день являются устройства, работающие по протоколу OpenTherm.
Появление газовых отопительных котлов, способных управлять модуляцией пламени горелки, открыло новые возможности для экономичного и эффективного управления системой отопления. Простыми словами модуляция пламени — это регулирование мощности нагрева, например, похоже на то как вы крутите ручку газовой плиты, плавно уменьшая пламя горелки, чтобы не сбежала варящаяся на ней каша.
Иными словами, модуляция пламени горелки – это способность автоматики котла, в зависимости от внешних условий, оптимально изменять интенсивность горения, не выключая горелку.
Протокол OpenTherm стандартно описывает все основные команды по работе с модулирующими горелками. Это позволяет подключить к нему самое разнообразное оборудование: от термостата до контроллеров, к которым может быть присоединено большое количество термодатчиков, расположенных как в различных зонах отапливаемого объекта, так и на улице. Анализируя полученные данные температуры снаружи и внутри помещения, контроллер обеспечивает погодозависимый режим работы котла.

На графике хорошо видно, что горелка практически не выключается, а только меняет интенсивность своего горения. При этом отклонение графика целевой температуры очень незначительно и лежит в границах гистерезиса теплосистемы. Дополнительными преимуществами является заметное повышение ресурса работы горелки (отсутствуют циклы розжига, быстрого нагрева и остывания), а также достигается существенная экономия газа.
OpenTherm предоставляет возможность получить полный доступ к настройкам автоматики котла и произвести их корректировку дистанционно — с любого смартфона, планшета или ПК. Дополнительно открывается доступ к информации обо всех ошибках, что даёт важный инструмент для обслуживающего и контролирующего работу оборудования персонала.

Плюсы:

• Минимальное колебание температуры воздуха в доме вне зависимости от колебаний уличной температуры;
• Минимальный расход топлива по сравнению с другими видами управления;
• Минимизируется количество циклов включения и выключения котла;
• Возможность удаленного мониторинга состояния котла и изменения его настроек.

Минусы: более высокая цена по сравнению с другим оборудованием, что окупается за счет меньшего потребления газа.

Дистанционное управление отоплением

В настоящее время, когда происходит постоянное увеличение цен на энергореурсы, владельцы загородных домов, дач и коттеджей все чаще задумываются над вопросами: как контролировать расходы на отопление, удаленно управляя температурой в своем жилище, тем самым снизить свои затраты на потребляемое топливо. Ведь порой для достижения комфортной температуры в помещении, например, когда вы собираетесь приехать на дачу, достаточно немного «подтопить», а в Ваше отсутствие убавить мощность отопления — зачем выбрасывать деньги на ветер, отапливая пустой дом? При помощи комнатного термостата это сделать элементарно — просто задайте прибору определенные параметры температуры, которые будут соблюдаться в автоматическом режиме. Но проблема как раз в том, что Вас нет дома и Вы просто не можете подойти к котлу или термостату и подкорректировать нужные параметры.

Фактически модули дистанционного управления отоплением выполняют роль вашего личного помощника — позвонили ему или связались с ним при помощи ПК или мобильного приложения, дали команду, например, заранее натопить пожарче, и вся семья, в итоге, приедет в теплый и уютный дом. Или наоборот: забыли утром, уезжая на работу, убавить мощность — не вопрос, можно это сделать прямо с работы, через сеть интернет.
С их помощью можно управлять различными параметрами системы отопления: изменять мощность и режим работы котла, добиваясь наибольшей его экономичности, задавать температуру теплоносителя, получая в итоге комфортную температуру в помещении. Более того, приборы способны самостоятельно отслеживать показания датчиков температуры и корректировать работу котла в зависимости от заранее заданных параметров.
Дистанционное управление отоплением следит за исправностью не только котла, а и всей системы отопления! Информация передается по каналам мобильной связи и сети интернет. Хотя, конечно, прибор все-таки не человек и самостоятельно справиться с нештатной ситуацией не может. Но вот своевременно оповестить хозяина об аварии, передать отчет об изменениях параметров работы котла или отправить сервисное сообщение — ему всегда по силам. А ведь зимой такая информация просто бесценна, ведь счет идет буквально на считанные часы и если своевременно не предпринять необходимые меры, то разморозка системы отопления и последующие колоссальные расходы на ремонт практически гарантированы!