Преглед на оборудването за управление на котли – управление на отоплението

Отоплението е една от най-важните системи за осигуряване не само на комфорт, но и на живот в помещенията. В строителния бранш проектирането и монтажът на отоплителни системи и системи за БГВ заемат голяма част от разходите. Операцията не е евтина. Но колкото по-сложна е отоплителната система, толкова повече са начините за намаляване на експлоатационните разходи, без да се прави компромис с комфорта.Управлението на котела представлява комплекс от различни електронни компоненти и части. Като пример нека разгледаме основните компоненти, използвани за управление на газови котли.Нека се ограничим до тези, които са необходими за нормативната уредба: за потребителите са важни функциите, предлагани от системата, и нейната конструкция, а не самите системи.

МОДУЛ ЗА ЦЕНТРАЛНО УПРАВЛЕНИЕ

Наименованието на устройството се различава при различните производители, но основната идея е една и съща: то кара отоплителната система да работи. Наличието и броят на другите елементи зависи от сложността на системата, но при всички случаи трябва да има централен модул – той е „мозъкът“ на системата. Тук се свързват останалите компоненти: сензори, регулатори, устройства за безопасност и управление.

При повечето стенни и подови котли модулът за управление е монтиран директно в корпуса на уреда. Често шинният модул се поставя и извън котелното помещение на по-удобно за управление място – на стената на котелното помещение или в помещението – с помощта на подходящо окабеляване шини .

Какво трябва да „може да прави такъв модул? Зависи от изискванията. Минимумът – управление на горелката, системи за безопасност, поне един отоплителен кръг и желаната настройка на температурата. Но само някои малки стенни котли „за една или две стаи“ имат такъв набор от функции. При по-сложни случаи са необходими още по-сложни модули. Без да навлизаме в технически подробности, ще изброим основните задачи и устройства, които на теория могат да бъдат свързани към модула.

Отоплителната система може да бъде нискотемпературна или високотемпературна или комбинирана , едноконтурна или многоконтурна, с различни помпи за изпомпване на течности, различни сензори за управление дори няма да се спираме на тези аспекти: броят и видът на елементите зависи от конструкцията и характеристиките на котела, горелката и самата система . Реалистично е да се свържат допълнителни сензори и стайни регулатори, за които ще говорим малко по-късно. Много често системата за топла вода се комбинира с отоплителната система; по-рядко се използват допълнителни генератори на топлина – слънчеви колектори, термопомпи, нагревателни елементи. Всички те също трябва да бъдат контролирани или поне координирани.

Ясно е, че нивото на усъвършенстване на контролните модули във всички тези случаи е различно. В една проста отоплителна система е малко вероятно да са необходими допълнителни функции; в по-сложни системи може да има устройства, различни от изброените по-горе. Дори за сравнително прости малки котли производителите понякога предлагат поне два вида ценови модули, първият за повече или по-малко типични задачи, а вторият – за по-сложни и по-скъпи, разбира се . По-усъвършенстваните модели са оборудвани с допълнителни изходи за свързване на различни устройства, особено на допълнителни модули за управление. По този начин е възможно да се сглоби система с всякаква сложност.

Характерно за каскадните отоплителни системи многокотелни е, че на всеки котел се монтират модули за управление. Обичайният подход тук е един модул да се определи като главен, а другите – като подчинени. Подчинените модули обикновено се пускат в експлоатация без контролен панел: не е необходимо ръчно управление за всеки котел, а главният модул може да управлява съвместната работа на системата.

Всички устройства за управление на котела комуникират помежду си чрез шинни кабели, въпреки че е възможна и радиокомуникация. Комуникационните протоколи на различните производители се различават и затова е по-лесно да се разчита на сътрудничеството на всички устройства на системата, ако елементите са поръчани и сглобени от един производител и една сервизна фирма. Устройствата от различни производители не винаги работят заедно.

МОДУЛИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА ПОМЕЩЕНИЯ

Един модул за настройки на комфорта в дом с няколко стаи може да не е достатъчен. Поне има смисъл да се добавят още няколко в основните жилищни зони. За тази цел стайните контролери се свързват с главния модул чрез кабелна или радиовръзка. Всъщност това са едни и същи модули за управление, само че с по-малко функции.

Най-простият вариант е стаен термостат. просто копче. Основният му недостатък е свързан с инерцията на отоплителната система: процесът на промяна на температурата отнема до няколко часа. Повечето стайни регулатори са сложни. Като цяло те могат да бъдат програмирани да поддържат автоматично температура в съответствие с предварително зададена програма която може да бъде избрана и без да се влиза в централния модул и могат да бъдат управлявани ръчно.

ТЕМПЕРАТУРНИ СЕНЗОРИ

Основната цел на всяко усложнение на отоплителната система е да се постигне максимален комфорт при възможно най-нисък разход на топлинна енергия. Това изисква температурни сензори. След това е реалистично да се програмира системата за автоматично регулиране.

Съществуват три вида такъв контрол: „по вода“, „по температура“ и „по време“. Колкото повече са възможностите за управление, толкова по-ниско е потреблението на топлина и толкова по-добри са условията на комфорт, но и толкова по-висока е цената на системата.

Не разглеждаме сензори за температурата на флуидите в отоплителните кръгове и кръговете за БГВ – те са по-скоро свързани със системата за управление на котела. Очевидно е също така, че за да се подава вода с определена температура, са необходими задвижвания – помпи и регулатори на капацитета за всеки кръг.

Най-простият метод за регулиране, „контрол на дебита“, се използва във всички централно отоплявани градски жилища. радиаторите се захранват с вода с предварително зададена температура, на теория всеки радиатор има регулатор кран , но на практика никой не го докосва. Всъщност централната котелна централа разполага със собствени системи за регулиране, но на практика няма обратна връзка между централната котелна централа и обитателите; температурата на водата се задава централно и не може да се регулира от потребителя. Дори и да започне да се обажда на фирмата за поддръжка и да им крещи, няма гаранция, че ще получи някакви резултати в разумен срок. Този регламент е много инерционен.

Ако системата е допълнена със сензори за стайна температура, можете да спестите пари: когато температурата на въздуха достигне предварително определена граница, отоплението може да бъде намалено и поддържано в тази граница чрез управление на температурата на водата и капацитета на всеки кръг. Това е по-добре, но само ако външната температура не се променя. В системата има инерция и колкото по-добра е изолацията, толкова по-късно сензорът в помещението ще реагира на промените в температурата в помещението.

Най-удобният и икономичен метод е контролът в зависимост от времето. Към системата е свързан външен температурен сензор. Монтира се на външна стена, за предпочитане с лице на север или северозапад, защитена от вятър и пряка слънчева светлина. С помощта на такъв сензор температурата на водата в котела се регулира в зависимост от външната температура. Още по-добре, ако външният сензор работи с вътрешен сензор.

Самият сензор е евтин, електрониката за управление не е твърде сложна и се постигат икономии до 20-30 % от разходите за регулиране.

ПРОГРАМИРАНЕ НА СИСТЕМАТА

След инсталирането цялата система се нуждае от настройка, като има две нива на настройка: сървърно и потребителско. Тук най-подходяща е аналогията с компютъра: специалистите сглобяват, инсталират и конфигурират програмите, след което на потребителя се дават права за достъп, но само до няколко важни за него настройки.

Сервизният техник трябва първо да провери дали всички компоненти работят заедно. Обикновено целият необходим софтуер е вече инсталиран „вграден“ в модулите. Някои стандартни модули изискват допълнително конфигуриране за специфични условия; повечето се конфигурират автоматично без външна намеса. Допълнителната настройка включва задаване на допустимия диапазон за всички елементи например ако системата има нискотемпературен отоплителен кръг, задаване на неговата температурна граница .

За да се поддържат едновременно комфорт и ниски разходи, се използват различни програми за отопление. Намаляването на температурата в помещението с един градус обикновено се счита за спестяване на 5-7% от енергията за отопление. Основната икономична мярка тук е поддържането на оптимална температура във всяка стая ако системата позволява това по предварително зададена програма и възможност за ръчно регулиране.

Необходимостта от отопление варира в зависимост от времето на деня. Когато сутрин и вечер всички са вкъщи, е необходима не само топлина, но и топла вода. Най-добре е да намалите температурата с няколко градуса през нощта. Няколко стандартни програми за отопление могат да бъдат записани в паметта – потребителят трябва само да избере подходящата за него. Стандартната програма за отопление включва едно или повече редувания на отопление и изсушаване през целия ден, понякога с различна температура през всеки период. Много често се случва никой да не е вкъщи в работно време през делничните дни, а през почивните дни да е необходима различна програма за отопление. За да се спести препрограмирането, много системи могат да „създават“ една или повече „седмични“ програми за отопление.

Ако се използва отопление, зависещо от метеорологичните условия, също е необходимо да се промени температурната крива, т.е. да се адаптира системата към условията на околната среда. е. Програмиране на необходимата температура на водата в котела тя се определя от сензор, поставен в която и да е точка на системата, обикновено на входа или изхода на котела в зависимост от външната температура. Да речем, че отоплението трябва да се включва, когато температурата е под 20 °C. Това е първата точка на кривата.

Ако външната температура падне, трябва да се отоплява повече, но колко повече зависи от условията и по-специално от топлинните загуби на сградата: колкото по-високи са те, толкова повече трябва да се отоплява. Обикновено в контролера са запаметени няколко такива криви; трябва да се избере подходящата крива, за да отговаря на приложението. След като кривата е избрана, температурата на водата в котела се настройва на най-ниската температура на въздуха, необходима в региона. С това настройката е завършена.

Времената за превключване и настройките на температурната крива могат да се програмират на потребителско или сервизно ниво. Някои системи позволяват да създадете собствена програма за отопление в допълнение към стандартната.

Програмите за отопление са удобни и с това, че позволяват на системата да работи ефективно в автоматичен режим. Налични са още няколко режима за още по-голямо удобство. Повечето от тях се включват лесно ръчно от блока за управление.

Режимът „зима/лято“ се задава ръчно или автоматично с контрол в зависимост от времето . Ако системата включва контур за битова гореща вода, летният режим използва енергията само за загряване на санитарната вода в резервоара за битова гореща вода; възможно е също така котелът да бъде напълно изключен. Ако отсъствате от дома си за дълго време, е разумно да активирате режим „почивка“, при който температурата се поддържа на ниско ниво, а веригата – на ниска температура

БГВ е изключена. Естествено, програмата за защита от замръзване има приоритет пред всички останали; тя няма да спре напълно котела, но разходът на гориво ще бъде много по-икономичен.

Различните производители предлагат и други предварително зададени програми, като например временно изключване на отоплението за вентилация или режим „парти“, който удължава комфорта на отопление за определен период от време. Другите налични функции за управление зависят от конфигурацията на самата система. Ако е оборудван с резервоар за битова гореща вода, е възможно да се настрои еднократно загряване когато са необходими големи количества гореща вода в необичайно време и термична дезинфекция периодично загряване на водата за унищожаване на бактериите в нея .

Включването и изключването на всички режими обикновено се контролира от централния контролен модул. Ако системата разполага с допълнително управление на помещението, някои режими могат да се превключват и оттам, но това зависи от конфигурацията. Във всеки случай няма нищо сложно в задаването на правилния режим на потребителско ниво.

НА СИСТЕМАТА ЗА ДИСТАНЦИОННО УПРАВЛЕНИЕ

В допълнение към кабелната и понякога радиокомуникацията между отделните устройства, много производители вече разработват устройства, които могат да контролират, наблюдават и управляват отоплителните системи от разстояние. Такива системи са особено полезни в случай на периодично пребиваване, когато къщата се оставя без надзор от време на време, независимо за колко дълъг или кратък период от време. Това изисква включването на подходящо устройство, най-често GSM модул, в системата. Почти същото като мобилен телефон или модем със SIM карта.

Има няколко варианта в зависимост от изискванията. Първото нещо, което се изисква от отоплителната система – когато собственикът на къщата периодично я напуска – е „способността“ да включва или изключва отоплението по желание. За тази функция е достатъчен канал с чифт контакти, които при затваряне изпращат сигнал към контролния панел. Много контролери имат такъв канал и необходимият режим „включване“ или „изключване“ се програмира предварително.

Останалото е лесно: просто се обадете или изпратете SMS на номера на молеца – контролерът получава сигнала и включва или изключва отоплението. Функционалността на такава система не е твърде голяма в сравнение с други методи, но е достатъчна както за комфорт, така и за пестене на енергия.

Различните производители могат да имат други начини за управление на уредите чрез GSM-канал или фиксирана телефонна мрежа. Понякога е възможно да се регулира температурата с тези устройства и модемът също ще докладва за неизправности.

Ако за дистанционното управление се използва интернет, са налични много повече възможности. Най-простият метод за свързване е мобилен, като се използва подходящ модул със SIM карта, или стационарна мрежова връзка. Теоретично това няма значение, но на практика стационарната връзка е по-сигурна: ако мобилната мрежа е претоварена или прекъсне по различни причини, дистанционното управление вече не е възможно. Тук трябва да разгледаме местоположението на сградата: ако тя се намира в близост до специални магистрали, специални съоръжения или просто места за големи партита, мобилният интернет може да бъде прекъснат без никакво предупреждение и няма да има кой да се оплаче.

От само себе си се разбира, че на компютъра за управление или на мобилен телефон за напреднали трябва да бъде инсталиран съответният софтуер. Възможностите за управление през интернет са същите като при стандартния контролен панел; могат да се определят нивото на потребителя и на услугата. Важно е също така обслужващият персонал да може дистанционно да преконфигурира оборудването, да наблюдава системата и в някои случаи дори дистанционно да отстранява повреди. Все пак трябва да се има предвид, че непрекъснатото наблюдение на оборудването от трета страна доставчик на услуги е платена услуга.

„РАЗЛИКАТА НА ПРАКТИКА Е ПО-ГОЛЯМА: АКО МОБИЛНАТА МРЕЖА Е ПРЕТОВАРЕНА ИЛИ СТАНЕ НЕИЗПОЛЗВАЕМА ПО РАЗЛИЧНИ ПРИЧИНИ, ДИСТАНЦИОННОТО УПРАВЛЕНИЕ ВЕЧЕ НЕ МОЖЕ ДА СЕ ИЗПОЛЗВА

Концепцията за интелигентен дом включва централизирано управление и взаимодействие на няколко системи едновременно. Създаването на комфортна температура в помещението не е достатъчно – трябва да се погрижите и за вентилационната или климатичната система и влажността на въздуха. Някои от елементите, които включват комбинации от отоплителни и други системи, също могат да бъдат управлявани от някои от контролерите; например, ако е свързан сензор за отваряне на прозореца, той може да бъде програмиран да изключи отоплението на помещението, когато то се проветрява.

Елементите на отоплителните системи на различни производители комуникират помежду си чрез различни протоколи и шини – най-общо казано, „говорят на различни езици“. За да се интегрира „интелигентното отопление“ в „интелигентната къща“, най-вероятно ще е необходимо да се използва интерфейсен модул шлюз на контролера на отоплителната система, който да го свързва с други системи, които не са свързани с отоплителното оборудване. Предимствата на едновременното управление на всички домашни системи – не само на отоплението – са очевидни в зависимост от сложността на системата.

РЕЗЕРВНО ЗАХРАНВАНЕ

За да се създаде система, която може да работи автономно, трябва да има възможност за изключване на електричеството, без което автоматизацията, разбира се, не може да работи. Електронните устройства и помпите на отоплителната система не са евтини и изискват висококачествено захранване. Най-добре е системите да се свързват „plug and play“ чрез инвертор. Като резервен източник на захранване се използват батерии или мини електростанции.

При резервна батерия постоянният ток обикновено 12 V, но са възможни и по-високи напрежения се преобразува в променлив 220 V с помощта на електронно устройство – инвертор. Качеството на тока е отлично, продължителността на работа е доста дълга и може лесно да се увеличи чрез свързване на допълнителни батерии. Инверторът е свързан само към най-важните консуматори: управлението на котела, контролера и помпите, всеки от които консумира само около 100-200 W и не през цялото време.

Мощността на минимрежата може да е достатъчна за захранване на цяла къща, но проблемът с качеството на захранването е по-остър. Дисперсията на напрежението на добре работещ агрегат е в допустимите граници, но синусоидалната форма на вълната може да е далеч от идеалната това е особено опасно за помпи с „мокър“ ротор в отоплителни системи и системи за битова гореща вода . И не всички генератори на електроенергия трябва да се свързват директно към котела. Накратко, това се обяснява по следния начин: почти всички домакински уреди са оборудвани със стандартен двужилен щепсел, който може да се включва по желание.

Но някои видове оборудване включително отоплително оборудване изискват спазване на полярността. Фазата и минусът им трябва да са свързани с фазата и минуса на захранването. Можете лесно да откриете съответните точки на свързване във фиксираната мрежа, като поставите волтметър между двата извода на контакта и „земята“: на единия извод ще откриете 220 V, а на другия – „почти нула“. Конструкцията на много но не на всички генератори е такава, че е невъзможно да се намери „минус“: има напрежение и на двата проводника.

Съществуват няколко метода за осигуряване на безопасна работа на отоплителните системи в комбинация с мини електрически комплекти. Например, възможно е да се свърже 12 V батерия много захранващи устройства имат изход за тази цел и да се преобразува постоянният ток в променлив ток с помощта на инвертор. Или използвайте два инвертора: единият преобразува променливия ток в постоянен, а другият – постоянния обратно в променлив. Съществуват станции с инверторни преобразуватели на енергия с по-високо качество, но понастоящем номиналната им мощност рядко надвишава 2,0-2,5 kW и такива станции трябва да се стартират ръчно.

Друг препоръчителен компонент в системата за електрозахранване е разделителният трансформатор. Задачата му е да изглажда пиковете и колебанията на напрежението. Този тип щепсел е целесъобразно да се използва за всяко оформление на връзката, включително за генератор, който може да бъде свързан към електрическата мрежа. пренапрежения в мощността могат да възникнат дори в най-скъпата електроцентрала, особено когато горивото свърши и двигателят започне да „киха“.

Струва си да се помни, че пълното възстановяване на електрозахранването е много скъпо, особено ако трябва да се осигури автоматично включване на резервния източник в случай на отпадане на основното напрежение. Но тези разходи са оправдани: ако една система замръзне поради прекъсване на електрозахранването или липса на аварийно захранване, ремонтът ѝ ще бъде много по-скъп.