В зависимости от вида основного сигнала, различают три способа регулирования работы отопительной системы: по температуре теплоносителя, воздуха в помещении и погодозависимое – по температуре наружного воздуха. В первом случае термостат включает и выключает котел или управляет подачей теплоносителя в зависимости от показаний погружного или накладного датчика температуры. При этом регулирование режима отопительного контура происходит без учета реальной температуры в помещении. Отсюда – высокая инертность и неэкономичность таких систем, низкий уровень комфортности. Второй способ реализуют термостаты, управляющие работой отопления по показаниям датчика температуры, установленного в помещении. Системы, в которых применяются такие регуляторы, более экономичны и комфортабельны, поскольку оперативно реагируют на изменение комнатной температуры. Регулирование работы отопления по температуре наружного воздуха – наиболее прогрессивный способ. Реализующие его устройства повышают или понижают температуру (или/и) расход теплоносителя в зависимости от изменения температуры на улице. Управление происходит на основании показателей датчиков, установленных снаружи здания. Плюсом отопительных систем с погодозависимыми регуляторами является то, что меры по поддержанию температуры в помещении принимаются еще до того, как она изменится вследствие перемены погоды, а следовательно, может быть существенно снижен расход топлива и электроэнергии. Наличие погодозависимого регулирования не исключает одновременного применения двух других способов регулирования.
Терморегуляторы прямого действия
Начать обзор элементов автоматического управления для бытовых систем логично именно с этих устройств. Принцип их действия прост: управляемый термостатической головкой со встроенным или выносным чувствительным элементом клапан (рис. 1) перекрывает проход теплоносителю, когда поступления тепла не требуется, и открывает его при охлаждении контролируемой среды ниже заданного значения. Одновременно чувствительным (во встроенном варианте) и командным элементом терморегулятора прямого действия является сильфон, заполненный рабочим телом (парафин, жидкость или газ), объем которого увеличивается или уменьшается пропорционально степени нагрева.
Сильфон сам реагирует на изменение температуры и перемещает шток клапана терморегулятора без использования посторонней энергии. (Отсюда и общее название устройств данного класса.) Температура срабатывания регулятора задается положением термостатической головки.
Чаще всего терморегуляторы прямого действия используются в системах радиаторного отопления. В этом случае они устанавливаются непосредственно на отопительные приборы и регулируют их работу в зависимости от температуры воздуха в помещении. Иногда, чтобы обеспечить точное регулирование, используют терморегуляторы с выносным сенсором (наполненная рабочим веществом капсула устанавливается на некотором расстоянии от регулятора и соединяется с ним тонкой металлической трубкой). Другие области применения терморегуляторов прямого действия – узлы управления контурами напольного отопления и приготовления горячей воды. В последнем случае параметром регулирова ния является температура нагретой воды, и в качестве чувствительного элемента используются выносные погружные или накладные датчики. (Подробнее о терморегуляторах прямого действия читайте на с. 46 этого выпуска.)
Терморегуляторы с электроуправлением
Во многих случаях (например, при лучевой разводке, когда от одного узла распределения и регулирования отходят контуры, обогревающие разные помещения) используются клапаны с электрическим приводом. Обычно каждый из них управляется отдельным электромеханическим или электронным термостатом, установленным в соответствующей комнате.
- Современная механизированная штукатурка в Москве позволяет существенно ускорить процесс отделки стен и потолков в строительных проектах.
- С помощью современных механизированных систем штукатурки возможно достичь высокой точности и качества отделки, сократив при этом затраты на ручной труд и материалы.
- Механизированная штукатурка в Москве используется как в жилищном строительстве, так и в коммерческих проектах, позволяя создать эффективное решение для любого проекта отделки.
При изменении объема чувствительного элемента (например, сдвоенной диафрагмы) простейшего электромеханического термостата (рис. 2) происходит замыкание или размыкание контактов цепи управления клапана. Иногда в конструкции присутствует терморезистор, подогревающий чувствительный элемент в режиме нагрузки (так называемый антисипатор). В этом случае размыкание контакта происходит с небольшим опережением, что позволяет сократить температурный выбег системы. Наиболее простые электронные термостаты также имеют только функцию поддержания заданной температуры; сигнал на их выходе может быть дискретным или модулированным.
По мере усложнения и у электронных, и у электромеханических моделей появляются возможности переключения режимов («комфортный-экономный» или «день-ночь»), их суточного и недельного программирования. Термостаты, оснащенные таймером для программирования режимов, называют хронотермостатами (рис. 3).
«Электрические» терморегуляторы находят применение в различных схемах – для управления горелками газового или жидкотопливного котла, отапливающего небольшое здание, циркуляционными насосами, зонными клапанами, элементами электротопления, узлом приготовления горячей воды и т.д.
Контроллеры
Наиболее широкие возможности по созданию систем управления отоплением коттеджей и других зданий предоставляют модульные устройства, контроллеры, способные воспринимать сигналы от нескольких датчиков и в соответствии с ними регулировать работу различных элементов схемы.
Самые простые контроллеры – аналоговые. Пример такого устройства – модуль ECL Comfort 100 фирмы Danfoss (рис. 4), осуществляющий управление одноступенчатой горелкой котла и циркуляционным насосом по показаниям датчиков температуры наружного воздуха и теплоносителя на выходе из котла. В теплое время он отключает систему отопления, осуществляя периодические прогоны насоса. Когда здание временно не эксплуатируется или в ночные часы контроллер может быть переключен на режим поддержания пониженной температуры воздуха в отапливаемых помещениях.
Для автоматического переключения режимов по часам суток и дням недели модуль может быть укомплектован электромеханическим таймером, а для повышения качества регулирования – датчиком температуры внутреннего воздуха. Набор функций цифрового контроллера существенно шире.
Как правило, контроллеры с функцией погодной компенсации вычисляют необходимую температуру теплоносителя в зависимости от выбранного температурного графика. При их программировании задается так называемая температурная кривая, определяющая график теплового режима здания.
Как правило, для хорошо утепленного помещения повышение внешней температуры на 1 °С влечет за собой необходимость увеличения температуры теплоносителя на такую же величину. При совместном использовании внешних и комнатных датчиков тепловой режим может быть скорректирован с учетом дополнительных источников тепла в помещении. Проще говоря, если на кухне включена плита, и за счет этого там стало теплее, контроллер «учтет» этот факт и скорректирует показатели внешних датчиков.
При использовании модульной автоматики в домах с большим числом комнат не обязательно устанавливать отдельный контроллер в каждом помещении. Можно построить управление на базе единого программируемого блока с соответствующим числом входов и выходов. К нему будет стекаться информация от комнатных датчиков емпературы, а от него – раздаваться, в соответствии с заданной программой, команды исполнительным устройствам отдельных контуров и общих элементов системы отопления. Такой обмен данными может осуществляться по радиоканалам.
В настоящий момент производители устройств автоматического управления для отопительных систем (Danfoss, Honeywell, Kromschroder и др.) изготавливают контроллеры различной сложности и с различным набором функций. Выбор между ними зависит, прежде всего, от конфигурации отопительных систем, которыми должен управлять модуль, от требований пользователя к условиям комфорта и экономичности оборудования, от готовности покупателя платить за более сложную автоматику.
Как правило, ведущие изготовители котельного оборудования (Baxi, Buderus, De Dietrich, Viessmann, Wolf и т.д.) комплектуют свои котлы модульной автоматикой (рис. 5), способной упра влять всей системой отопления объекта, предлагая различные по сложности, возможностям и стоимости варианты.
Наиболее простое из предложений – блок, способный, управляя работой одноступенчатой горелки, регулировать работу одного контура радиаторного отопления по температуре теплоносителя. Такой автоматикой комплектуется газовый котел с атмосферной горелкой. Как правило, такая система оснащена регулятором температуры котловой воды, предохранительным ограничителем температуры и предназначена для отопительных систем в домах с малым и средним теплопотреблением.
По мере удорожания автоматики к ее возможностям добавляется способность управлять более сложными горелками (со ступенчатым, ступенчато-прогрессивным и модуляционным регулированием), узлом приготовления горячей воды, одним или несколькими (число радиаторных контуров также растет) низкотемпературными («теплый пол») контурами, реализовывать различные программы изменения режимов работы, выполнять защитные функции и т.д.
В список возможностей наиболее высокотехнологичного контроллера входит и управление каскадом котлов; как правило, исходную информацию для него поставляют датчики всех трех типов: аружной температуры, температуры теплоносителя и температуры в помещении.
Например, погодозависимая автоматика Logamatic 4311 (Buderus) включает регулятор температуры котельной воды на 50–90/105 °С и регулируемый предохранительный ограничитель температуры на 95/100/110/120 °С. Блок управляет работой двухступенчатой горелки, котловым контуром и может употребляться при каскадной схеме котельной. Подключаемые модули позволяют данной системе регулировать работу двух контуров отопления, оборудованных и необорудованных смесителями, управлять циркуляционными насосами первичного и вторичного контуров, реализовать подключение регулятора к системе централизованного управления оборудованием здания. Система имеет таймер работы котла и насосов, переносной модуль-контроллер с жидкокристаллическим дисплеем, систему самодиагностики.
Показанная на рис. 6 схема демонстрирует возможности системы регулирования RK-2 DigiCascade (Wolf), включающей два базовых модуля автоматики и шкаф управления. Автоматика осуществляет каскадное регулирование работы двух котлов с двухступенчатыми горелками, двух прямых (радиаторных)
и двух смесительных контуров отопления, двух емкостных бойлеров с подогревом горячей воды от солнечных коллекторов и защитой от легионелл. Для каждого контура отопления возможно задание 8 режимов работы.
Температура обратной воды на входе в котлы автоматически поддерживается с помощью смесительных клапанов. Каскадное управление предусматривает включение котлов с периодической сменой функций «ведущий-ведомый» и переключение ступеней горелок в зависимости от нагрузки.
С помощью автоматики регулирование отопительных систем можно осуществлять как непосредственно с пультов, встроенных в котлы или вынесенных в виде отдельных блоков, так и дистанционно. В последнем случае сигналы запроса и управления могут поступать с портативных компьютеров, мобильных телефонов или через Интернет. Разработаны системы телеконтроля и телефон- ной проверки состояния отопительного
комплекса здания.
Контролировать правильность следования системы заданному режиму может и сам хозяин помещения, и специально создаваемые для этого сервисные службы.
Надо сказать, что наиболее высокотехнологичная автоматика от западных производителей не предназначена для работы в условиях перебоев электроэнергии и скачков напряжения. Пользоваться этими «плодами технического прогресса» в наших условиях можно, предусмотрев устройства бесперебойного электрического питания.
По материалам сайта: http://www.airweek.ru