Батарея с климат контролем

Климат-контроль для батареи – разумное решение для комфорта

Чтобы полностью контролировать температуру воздуха в своем жилье, специалисты советуют установить на батарею отопления климат контроль. Благодаря такой системе можно настроить оптимальный микроклимат в доме. Состоит такой контроль из фильтрационного механизма, отопительной системы, кондиционера, электронного блока настроек и датчиков температуры, которые будут измерять, и контролировать нагрев воздуха.

Дорогие варианты систем контроля климата могут не только поддерживать оптимальные температурные показатели в помещении благодаря автоматической настройке, но и оснащаются специальными функциями защиты. Таким образом, можно будет исключить такие факторы, как прямое солнечное воздействие и т.д. Также климат-контроль будет давать актуальные показатели температуры воздуха на улице, а не только в доме.

Особенности конструкции климат-контроля

Устройство имеет свои конструктивные особенности. Так, для нормальной эксплуатации системы устанавливается блок отопительного прибора и блок испарителя, которые, в зависимости от потребностей, смогут обогреть или охладить воздух. В результате воздух равномерно распространяется по всему дому. Такая деталь основана на схеме разделения потоков разных температур.

Настройка и управление температурой в доме осуществляется в системе климат-контроль при помощи смесительной заслонки, которая регулируется посредством сервопривода.

Новые системы климат-контроля действуют уже по другому принципу, если их сравнивать со старыми вариантами. В предшественниках поток воздуха сначала шел через батарею отопления, и только после этого попадал в испаритель. Производителям современных устройств пришлось отказаться от такой схемы работы по следующим причинам:

1. Высокий показатель инерционности регулировки температуры. Это происходило потому, что в работе применялся вентилятор, который охлаждал поступающий воздух. В современных моделях принцип работы немного другой, и такого момента получилось избежать.

1. Сильное сопротивление воздушным потокам. Этот момент плохо сказывается на процессе охлаждения воздуха даже при установке самых мощных вентиляторов. Новые варианты систем контроля температуры позволяют получить лучшие результаты работоспособности.
2. Ненадежная эксплуатация устройства. Места соединений не были достаточно прочными, что приводило к поломке целой системы. Сегодня уже производят более прочные варианты устройств такого типа.

Преимущества системы умного дома

Установка такого устройства в загородном доме будет не только эффективной, но еще и экономичной. Климат-контроль не допустит несогласованную работу разных приборов, будет безопасным для людей и домашних животных и предоставит максимально комфортные условия. При этом у владельцев дома нет необходимости все время сидеть около блока управления, система прекрасно работает в автоматическом режиме.

Настройки системы

Установленные конфигурации на работу отопительных приборов, кондиционеров и вентиляции не надо постоянно менять. Все приборы автоматически начинают работать и останавливаются, при необходимости они увеличивают мощность или работают в экономном режиме. Все это зависит от таких факторов:

• Изменение погоды и температуры воздуха;
• Присутствия людей в доме (включение или выключение функции охраны);
• Конфигураций таймера. Так, у хозяина дома всегда есть возможность установить работу системы только на определенное время, по истечению которого она отключится;
• От количества людей в помещении. Если пришли гости, и народу в доме стало больше, то увеличится мощность вентиляции, а батарея отопления немного сбавит обороты;
• От сигналов специальных датчиков (они указывают уровень CO2, температуру воздуха в помещении, на улице и т.д.).

В такой ситуации климат-контроль решит, включать кондиционер или батарею отопления (в зависимости от того, холодно в доме или жарко).

Выключение оборудования

Когда человек выходит из дома, то еще надо минут 5, чтобы отключить все системы и приборы. С устройством «умного дома» этот момент исключается. При повороте ключа и закрытии входной двери начинает работать функция охраны, одновременно все отопительные или охладительные приборы перестают работать или переходят в экономный режим.

Часто случается такое, что хозяева дома уходят, а кондиционер остается включенным, причем на мощных настройках. В результате в доме очень холодно, а электричества устройство намотало немало. С климат-контролем такого не произойдет.

Управление при помощи гаджетов

Сегодня у каждого человека есть что-либо из современных мобильных устройств. Ноутбук, планшет или даже обычный смартфон позволят эффективно контролировать микроклимат помещения даже на расстоянии.

Это достаточно удобная функция, особенно, если человек отправился в отпуск, и система все это время была отключенной.

За несколько часов перед прибытием к дому, с телефона включается мощный режим работы, и при входе в жилье хозяин уже почувствует комфортную температуру.

Индивидуальные настройки для всего дома

Такая система действительно позволяет равномерно обогреть или охладить воздух во всем доме, но бывают ситуации, когда такая равномерность совсем ни к чему. Так, можно снизить мощность батарей в комнатах, которые используются лишь для хранения вещей, и увеличить ее в спальне. Такая функция позволит экономить средства и эффективно применять теплоноситель с электричеством.

Недостатки системы

Несмотря на всю функциональность системы, есть и отрицательные моменты в ее применении. Так, если поломается механизм охлаждения, то и отопительная система выйдет из строя вслед за ней. Ремонтные работы отнимут много времени и сил. В большинстве ситуаций, человеку без опыта проведения подобных работ справиться достаточно тяжело, придется вызывать мастеров, что потянет за собой и дополнительные расходы денежных средств.

Не преграде к использованию такой системы становится и ее стоимость. За «умный дом» придется заплатить от 300 (оптимальные варианты) до 1000 (самые мощные) американских долларов. А при нынешнем курсе не каждый готов потратиться на такую систему.

Работа климат-контроля на батареях отопления

Чтобы обогреть дом, в необходимых комнатах люди устанавливают батареи отопления. Материал, размер и мощность каждого прибора зависит от площади здания, его теплопотерь и других норм, которые регламентируются СНиПом.

В качестве источника тепла выступает либо обычная вода, либо специальная незамерзающая жидкость. Температура теплоносителя на протяжении всего сезона отопления практически одинаковая, и контролировать процесс обогрев можно только изменяя количество источника тепла.

Это не очень удобно, и специалисты нашли выход из ситуации. Если обычный кран на батареи заменить сервоприводом с датчиком измерения температуры и термостатом, то контролировать процесс нагрева воздуха будет гораздо проще.

При этом температурные датчики надо установить внутри дома. На специальном термостате надо настроить необходимую температуру и устройство через контроль подачи напряжения будет работать с сервоприводом, сравнивая текущий показатель температуры с ранее установленным. Схема совсем не сложная, и в небольших помещениях с одной батареей работает идеально.

Что делать, если батарей несколько?

В такой ситуации конструкции соединяются между собой последовательно и также как в случае с одной батареей, монтируется температурный датчик и термостат (эти устройства чаще всего установлены в одном корпусе), а сервоприводов понадобиться уже столько, сколько батарей есть в комнате, далее они соединяются проводом. Так обогревательные приборы будут работать одинаково. Но в использовании такой схемы есть и свои минусы – температура источника тепла будет разной в каждой батарее. Более горячей будет та конструкция, которая ближе находится к котлу. Это происходит из-за теплопотерь в трубах и давления в системе.

Чтобы избежать такого неприятного явления, необходимо применять коллекторный тип разводки системы отопления. Для этого в доме надо установить коллекторный щит, или даже несколько таких устройств.

От этой системы на каждую батарею будет идти подача теплоносителя, которая не зависит от других нагревательных приборов. К коллекторному щиту от котла под высоким давлением через широкие трубы подается источник тепла. Дальше, уже по более узким трубам теплоноситель поступает в батареи и обеспечивает равномерный нагрев. Применяя такую схему, сервоприводы надо устанавливать в коллекторном щите, а термостаты в каждой комнате.

Если вместе с батареями, или даже вместо них установлены напольные конвекторы, то схема обустройства немного усложняется. Конвектор, по сути, является такой же батареей, только в его конструкции установлен еще и специальный вентилятор. В такой ситуации придется покупать более функциональные варианты термостатов, которые могут управлять не только количеством источника тепла в батареях, но и скоростью вращения вентилятора.

Видео

Источник

Умный Дом на ПЛК: управление климатом

Функция управления отоплением объединяет управление следующими системами:

• Радиаторное отопление (пассивные или с вентилятором)
• Водяной тёплый пол
• Электрические конвекторы
• Электрический тёплый пол
• Кондиционеры
• Вентиляция

ПЛК — это программируемый логический контроллер, который может быть центром системы Умный Дом для квартиры или загородного дома. Примеры ПЛК: EasyHomePLC, Beckhoff, Овен, Wirenboard и много других.

Преимущества системы управления климатом с ПЛК

• Не нужно управлять каждым устройством по отдельности: задаём желаемую температуру, а система её поддерживает, согласовывая работу всех систем
• Управление всеми системами обогрева/охлаждения с одного пульта — смартфона или планшета
• Работа климата по сценариям и по расписанию, возможность перевести весь дом или этаж в экономичный режим или в ночной режим
• Удалённое управление и контроль температуры через интернет,
• Управление климатом раздельно по каждой зоне. Например, в одной комнате любят, чтобы пол был потеплее, а воздух попрохладнее, а во второй — чтобы и пол и воздух были тёплыми.

Теперь о том, как это делается.

В каждой зоне (замкнутом помещении) ставятся датчики температуры воздуха и пола. Для работы в составе системы управления климатом с ПЛК используются датчики температуры воздуха (опционально ещё и влажности) с выносным сенсором температуры пола с выходным сигналом 0-10 вольт постоянного тока. Такой сигнал заходит на аналоговых вход контроллера. Если датчик работает с температурным диапазоном от 0 до +50 градусов, то выход 0 вольт соответствует 0 градусов, а 10 вольт соответствует +50 градусам, характеристика линейна. Есть датчики с диапазоном -50..+50 градусов для улицы или 0..+125 для сауны.

Подготовка для установки датчика воздуха с выносным сенсором пола выглядит так:

В одной рамке с выключателями (то есть, на высоте 900-1200мм) делается дополнительный подрозетник. В подрозетник из щита автоматики ведётся кабель FTP 5 категории (экранированная витая пара). По кабелю будет передано питание 12-24 вольта от блока питания на датчик (2 жилы) и сигнал от 0 до 10 вольт от датчика на контроллер на аналоговый вход. Поскольку ток потребления датчика очень мал, длина кабеля может составлять несколько сотен метров. Аналоговый сигнал может быть искажён наводками, поэтому кабель датчика, как и любой слаботочный кабель, следует монтировать на удалении от силовых трасс.

Выносной сенсор температуры пола подключается к плате датчика температуры воздуха и питается от неё. Сенсор пола опускается в пол в медной трубке или гладкой ПНД трубе диаметром 10-12мм. Гладкие внутренние стенки нужны для того, чтобы в случае необходимости датчик можно было заменить. На плате датчика температуры воздуха может быть также и сенсор влажности воздуха.

Датчики в своих проектах я использую эти. Компактные, устанавливаются в подрозетник с заглушкой, питание 12 вольт, на выходе от 0 до 10 вольт. Есть исполнения для улицы (-50..+50 градусов) и для сауны (0..+125 градусов), есть исполнения с датчиком освещённости или влажности воздуха.

Управление радиатором и водяным тёплым полом

Управление контурами водяного тёплого пола или радиаторами осуществляется за счёт термоприводов, устанавливаемых на коллектор или сам радиатор. Вот коллектор с установленными приводами контуров:

На каждом контуре мы видим привод. Привод может перекрывать подачу воды в контур, что приведёт к его медленному остыванию. Когда температура в помещении опустится ниже желаемой (заданной пользователем с приложения), привод откроет подачу воды в контур. За счёт этого температура воздуха или пола в помещении всегда будет соответствовать желаемой.

Если помещение отапливается одновременно и водяным тёплым полом и радиаторами, необходимо предусмотреть интеллектуальный алгоритм работы приводов, обеспечивающий желаемую температуру воздуха и максимально приближённую к желаемой температуру пола.

Привод может быть установлен и прямо на радиатор, у него стандартное посадочное место М30х1,5 (30мм -диаметр посадочного места, 1,5мм — шаг резьбы). Вот привод на радиаторе:

Лучше, конечно, всегда ставить привод на коллекторе, так как меньше кабеля и не портит вид, но не всегда такая возможность есть. Например, при двухтрубной системе отопления нужно ставить приводы на каждый радиатор, иначе не получится управлять отоплением позонно.

От каждого термопривода тянем кабель МКШ или КВВГ 2х0,75 на выход контроллера. У модуля дискретных выходов контроллера Beckhoff на выходе во включенном состоянии появляется напряжение 24 вольта, ток до 0.5А, то есть, привод может быть подключен напрямую на выход контроллера без промежуточного реле.

Приводы могут быть дискретные (открыто-закрыто) или аналоговые (можно открыть в любое положение). Дискретные приводы подключаются к дискретному выходу контроллера, в этом случае надо выбирать приводы с напряжением питания 24 вольта если дискретный выход даёт 24 вольта, либо 220 — если выход даёт 220, это зависит от контроллера. Привод может быть нормально-закрытым или нормально-открытым, первые ставятся на коллектор тёплого пола (чтобы при отключении контроллера пол не перегревался), вторые — на радиаторное отопление (чтобы при отключении радиаторы не остывали). Либо нормально-открытые приводы и на воздух, и на пол, если только постоянный нагрев пола ничему не навредит.

Аналоговые приводы помимо питания 24 вольта требуют сигнал управления 0-10 вольт, в зависимости от которого они открываются. Управление 0-10 вольт имеет важно преимущество — уменьшение колебания температуры воздуха. Но имеют и ряд недостатков:

• аналоговый привод в несколько раз дороже дискретного
• аналоговый выход контроллера всегда дороже дискретного
• нужен алгоритм ПИД-регулирования, заложенный в контроллер, и его отладка после введения системы в эксплуатацию

В большинстве случаев использование аналоговых приводов не оправдано. При работе с водяными тёплыми полами их использование вообще не имеет смысла, так как тёплый пол очень инертный (очень медленно нагревается и остывает), отклонение его температуры от желаемой не так заметно.

Управление электрическим тёплым полом

Вот схемы управления тёплым полом в классическом варианте и через ПЛК:

Классическое управление — через термостат в комнате. Термостат может быть простой или программируемый (с возможностью задавать время включения и выключения). При управлении с ПЛК термостатов нет, регулирует температуру программа контроллера, а программу задаёт пользователь с планшета-смартфона.

Управление кондиционером

Есть два варианта управления кондиционерами: попроще и посложнее. Попроще — это управление инфракрасными командами через ИК-передатчик, работающий через RS-485. Например, много модели выпускают Icpdas и Wirenboard. Передатчик кладётся на внутренний блок кондиционера (его не видно), команды от него отражаются от стены и попадают на приёмник кондиционера.

После обучения необходимые команды передатчик отправляет на кондиционер. Плюс этого решения — невысокая стоимость и универсальность, подойдёт для любого кондиционера с инфракрасным приёмником. Минус решения — отсутствие обратной связи, то есть, если кондиционер выключен (на него не подаётся питание) или находится в состоянии аварии, то ПЛК не будет знать его состояние, не сможет знать установку температуры кондиционера. Таким образом управлять можно не только кондиционером, но и аудио-видео техникой, имеющей ИК-пульты.

От передатчика в щит тянем кабель FTP, по которому передаётся питание передатчика (обычно 12 или 24 вольта) и две жилы на RS485. Либо звездой (от щита на каждый блок отдельный кабель), либо шлейфом (от щита последовательно обходим все блоки кабелем). Я обычно предпочитаю звездой, так надёжнее. И удобнее вести кабель вместе с кабелями питания блоков от щита.

Более дорогое и качественное решение вопроса — использовать шлюз внутренней шины кондиционера на протокол RS485 ModBus. От каждого внутреннего блока кондиционера тянем управляющий кабель FTP для RS485. Но в этом случае обычно нужны ещё блоки-переходники с кондиционера на шину. Например, для кондиционеров Mitsubishi используется блок Intesis Box ME-AC-MBS-1, нужен для каждого внутреннего блока, стоит от 400 долларов. Есть аналогичные блоки на Daikin и другие кондиционеры. Иногда (обычно при использовании промышленных кондиционеров), можно поставить один модуль ModBus на все кондиционеры, например, есть блок на 48 блоков Mitsubishi Heavy, стоит от 4 тысяч долларов.

При связи контроллера с программным обеспечением EasyHome с кондиционером система кондиционирования включается в алгоритм терморегулирования, то есть, в зависимости заданной пользователем температуры и текущей температуры в помещении контроллер сам определяет режим работы кондиционера (обогрев или охлаждение), управляет мощностью. При полном управлении по ModBus будет также работать считывание ошибок кондиционеров.

На оба варианта управления кабель монтируется одинаково: витая пара до каждого внутреннего блока, ведь в обоих случаях управление по RS-485 либо кондиционерами, либо ИК-передатчиками.

Для систем Умного Дома, которые не поддерживают работу с ModBus, возможен только вариант управления через ИК-передатчики. Например, все беспроводные системы (включая Z-Wave, Fibaro).

246,081 просмотров всего, 254 просмотров сегодня

Источник