Беспроводное решение по управлению отоплением
Опубликовано: 03 августа 2010 г.
103
С. Дмитриев
Контроль над работой системы отопления – одна из самых главных составляющих комплекса решений «Умный дом». В Европе данному оборудованию уделяется особое внимание, потому что вопрос энергосбережения достаточно актуален для владельцев зданий, и цены на отопление в Германии, например, значительно выше, чем в России. Однако и для российских владельцев коттеджей в последнее время энергосберегающие технологии стали также представлять интерес в связи с возросшими ценами на энергоносители. Наши западные коллеги подсчитали, что комплект оборудования, управляющий работой системы водяного отопления, сэкономит владельцу дома до 30 % годовых затрат на отопление.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
В качестве примера, показывающего возможности по автоматизации системы водяного отопления в загородном доме, рассмотрим комплект автоматики, все элементы которой передают и получают сигналы по радиоканалу частотой 868 МГц, не требуя прокладки кабелей и проводов. Комплект включает термостат, радиотерморегулятор и датчик открытия окна (опционально).
Термостат – устройство, располагаемое в центре помещения, измеряющее комнатную температуру и посылающее сигналы для регулирования расхода горячей воды через отопительные приборы в комнате (один термостат может одновременно контролировать работу до восьми отопительных приборов).
На каждый отопительный прибор устанавливается радиотерморегулятор, получающий сигналы от настенного термостата и количественно контролирующий расход воды через радиатор или конвектор.
Устанавливать датчик открытия окна сегодня имеет смысл только в индивидуальных домах, где хозяин заинтересован в снижении расходов на отопление и имеет техническую возможность сэкономить.
Обычный механический терморегулятор состоит из корпуса и термостатической головки с ручной установкой температурного режима и датчиком, заполненным специальной средой (жидкостью или газом). Когда меняется температура в помещении, изменяется объем среды в датчике и усилие передается на положение штока термостата, который в большей или в меньшей степени перекрывает клапан.
При установке механических терморегуляторов важно правильно расположить устройство: большинство производителей выпускает терморегуляторы для монтажа перпендикулярно отопительному прибору, чтобы восходящие воздушные потоки проходили через термостатическую головку. Однако такое расположение терморегуляторов не всегда бывает эргономично, и во многих офисных помещениях нередко можно увидеть, что терморегуляторы расположены вертикально (термостатической головкой вверх). Данная особенность монтажа влияет на точность работы терморегулятора.
Как правило, отопительные приборы расположены под оконными проемами или в местах, где возможны значительные теплопотери и температура воздуха вокруг них превышает среднюю температуру в помещении. Датчик температуры беспроводного комплекта, встроенный в настенный термостат, находящийся в центре комнаты, дает наиболее точные показания. Комнатный термостат позволяет пользователю не просто изменять количество получаемого тепла, а установить и поддерживать желаемую температуру воздуха с функцией предварительного программирования по часам или дням недели.
Монтаж оборудования для управления работой системы отопления крайне прост и не требует каких-то специальных навыков. Сначала устанавливается и настраивается на работу настенный термостат. Его можно закрепить в любом месте помещения, но желательно, чтобы он не находился вблизи источников тепла или в зоне действия прямых солнечных лучей. Питание термостата организовано от двух «пальчиковых» батареек, заряда которых хватает на срок до двух лет. Термостат измеряет температуру в комнате и сравнивает результат измерений со значением, заданным пользователем. Определяется разница, и внутренний алгоритм подсчитывает новое положение вентиля на отопительных проборах в комнате. Термостат один раз в две минуты передает радиокоманду сервоприводам клапанов на отопительных приборах.
Для защиты от ложных срабатываний в технологии передачи и приема команд предусмотрен защитный код. Чтобы радиотерморегулятор на отопительном приборе мог принимать и выполнять команды от термостата, оба устройства должны быть настроены на одинаковый защитный код. При первом включении радиотерморегулятор автоматически настраивается на защитный код термостата. Оконный датчик имеет один из 16 млн вариантов защитного кода. Если устройства поставляются в одном комплекте, то они уже сразу настроены на одинаковый код. Если приобретается дополнительный датчик или радиотерморегулятор, он содержит случайное значение кода, которое нужно ввести в термостат.
Радиус беспроводного взаимодействия термостата и радиотерморегуляторов составляет до 100 м (при условии прямой видимости), что позволяет использовать данное решение в помещениях большой площади.
Термостат имеет встроенный календарь, и при его первом включении пользователь задает год, месяц, дату и текущее время. По окончании ввода календарных данных, дисплей отобразит значение защитного кода. В дальнейшем эти данные могут потребоваться для сопряжения термостата с центральным модулем, при построении сети дополнительных устройств домашней автоматики «Умный дом». В термостате предусмотрена функция блокировки, предотвращающая нежелательное или случайное изменение настроек.
Далее снимаются головки с механических терморегуляторов, и вместо них устанавливаются радиотерморегуляторы. В ряде случаев, в зависимости от производителя, необходимо использовать входящий в комплект резьбовой переходник. Список производителей клапанов, совместимых с радиотерморегуляторами, включает такие компании, как Danfoss, Comap, Heimeier, Honeywell, Junkers, Landis & Gyr, Oventrop, Markaryd, Mertik Maxitrol, MNG, Rieger, Schlösser, Simplex, TA, Watts, Wingenroth, Vaillant.
Радиотерморегулятор, как и настенный термостат, питается от двух «пальчиковых» батареек. После его монтажа на отопительный прибор, при первом включении, регулирующий шток исследует рабочий диапазон: медленно выдвигаясь и надавливая на клапан, он перекрывает подачу воды. При достижении упора шток остановится, и это положение будет занесено в память радиотерморегулятора, как 0 % хода. Радиотерморегулятор находится на связи с комнатным термостатом и готов к работе.
Основная функция датчика окна (когда оно открыто) – сообщать термостату, чтобы нагрузка на систему отопления в этом момент была снижена. Соответственно, после закрытия окна, датчик снова посылает сигнал, и термостат восстанавливает режим работы отопительных приборов. Датчик окна имеет два встроенных магнитных контакта (левый и правый) и один выносной. Сам датчик и выносной магнитный контакт крепятся прямо на раму окна на небольшом (не более 25 мм) расстоянии друг от друга. При открытии окна связь между ними прерывается, и датчик посылает сигнал термостату.
В начальных настройках оборудования присутствуют базовые значения температуры в помещении, соответствующие трем температурным режимам: «Комфортный» (21°C в промежуток времени с 6 до 23 ч); «Прохладный» (17°C; с 23 до 6 ч); «Открытое окно» (12°C в момент срабатывания датчика окна).
Все настройки изменяются с учетом индивидуальных предпочтений пользователя. При автоматической работе комплекта за сменой температурных режимов можно наблюдать по нижней шкале дисплея.
Для каждого дня недели можно задать свой график автоматических переходов с одного температурного режима на другой, в зависимости от времени. При этом ежедневно можно запрограммировать до четырех переходов. Так, в рабочий день в целях экономии отопление переводится в режим «Прохладный» не только на ночь, но и на время отсутствия хозяев в доме.
Кроме автоматического, предусмотрено также управление термостатом в ручном режиме: значение температуры задается пользователем и поддерживается на одном уровне.
Еще один режим работы комплекта – «Каникулы». Он может быть полезен при отклонениях от заданного графика отопления, например, при отъезде хозяев или, наоборот, – в случае приема гостей. Температура в помещении будет поддерживаться на установленном вручную уровне до наступления времени, заданного пользователем. Затем термостат переключится в автоматический режим и будет управлять отоплением согласно профилю недель и заданных температурных режимов.
В летнее время, когда насос и котел выключены, система отопления остается заполненной водой, а радиаторные клапаны – полностью открытыми. При этом еженедельно выполняется одна серия движений штока для защиты от известковых отложений.
Открытая архитектура комплекта по управлению отоплением позволяет легко интегрировать его в беспроводную систему домашней автоматизации.
Статья напечатана в журнале «Аква-Терм» #2(36) 2007