Автоматизация отопления – какие существуют современные и доступные возможности?

Когда упоминается автоматика для систем отопления, все понимают это понятие по-разному. Поэтому мы решили подвести принципы автоматизации систем отопления и ГВС под некоторый общий знаменатель. Ответственно можно сказать, что автоматика для системы отопления нужна и может быть установлена только с инженерной целью. Иными словами пользователь котла может даже не подозревать, что у него работает автоматическая система отопления. С пользовательскими функциями традиционно связан климат-контроль в системе обогрева. Но эта система может отлично работать и без прямой автоматизации отопления.

Схема с четырёхходовым клапаном, управляющим контуром центрального отопления¹: 1 – котёл, 2 – горелка, 3 – контроллер, 4 – датчик температуры котла, 5 – датчик температуры продуктов сгорания (только для информации), 6 – привод четырёхходового клапана, 7 – насос контура смесителя, 8 – датчик температуры контура смесителя, 9 – бойлер горячего водоснабжения, 10 – насос горячего водоснабжения, 11 – датчик горячего водоснабжения, 12 – погодный датчик температуры, 13 – комнатная панель или стандартный комнатный термостат, 14 – датчик температуры возврата (не обязателен для работы системы).

Раскрываем понятие автоматизации отопления подробно

Эти вопросы мы уже рассматривали в наших публикациях и приводили примеры обвязки, групп арматуры, благодаря которой можно реализовать терморегуляцию в помещениях. Эти процессы могут быть все автоматизированы, но в простейшем случае могут настраиваться вручную. При этом автоматика для систем отопления важна и практически обязательна, так как позволяет обеспечить физические параметры использования ГВС и подачи теплоносителя в контур отопления.

Рассмотрим этот вопрос на примере применения четырехходового клапана в системе с твердотопливным котлом. Этот вид клапанов, как двух- и трехходовые, управляется микроконтроллером и относится к арматуре автоматизации отопления. Только его основной функцией в предложенном случае является обеспечение безопасной работы котла. Причем безопасной не только для пользователя, но и самого котлогенератора.

Автоматизация работы котлового контура с целью обеспечения правильного рабочего режима

Вопрос вариантов обвязки котлового контура мы рассматривали в публикации о недорогой арматуре для отопительных систем. Для читателя, который только знакомится с отопительными системами, отметим. Что в системах отопления есть котловой и отопительный контур. Освещенные вопросы могут затрагивать оба трубопровода движения теплоносителя, но больше касаются именно котлового контура. Речь идет о замкнутом контуре отопления, куда подключаются котлогенераторы и источники тепла.

Если использование клапанов с предварительной регулировкой и балансировочных клапанов позволяет настроить параметры контура аналоговым способом, то двух-, трех- и четырехходовые клапаны, предназначены для автоматизации процесса работы отопительных и котловых контуров. Автоматизируют процесс с помощью внешнего или встроенного в котлогенератор программатора или микроконтроллера отопления. Если твердотопливные котлы FOCUS имеют встроенный микроконтроллер, а ваш котел не имеет, ничего страшного, программатор может быть внешним.

Кратко о возможностях многоходовых клапанов

Перечислим основной функционал клапанов для автоматизации отопления:

• двухходовый клапан имеет один вход и один выход, используется в качестве регулирующей или запорной арматуры или обратного клапана, перекрывая движение теплоносителя. Он работает по принципу поднятия шарово-регулирующей втулки, изменяющей интенсивность потока через клапан. Используется также для автоматического выравнивания температуры на радиаторах и изменения уровня обогрева.
• трехходовый клапан имеет два входа и один выход. Чаще всего применяется как смесительный для подмеса холодной или горячей воды в системах ГВС и отопления под управлением микроконтроллера.

Например, его применяют для поддержки температурных показателей ГВС, подачи воды одинаковой температуры на вход котла или в систему, контроля перегрева котла и для понижения температуры при подаче на низкотемпературный контур теплого пола;

• четырехходовый клапан имеет два входа и два выхода, используется часто для разделения теплопотоков горячего водоснабжения и отопления с понижением или повышением температуры. Функционал четырехходовых клапанов весьма разнообразен и зависит от конкретной модели.

В системах отопления с твердотопливным котлом четырехходовые клапаны используются в основном для поддержки температуры входного трубопровода. Они являются альтернативой термосмесительному трехходовому клапану. В противном случае, при больших перепадах наблюдается выпадение конденсата. Теплообменный контур котлогенератора сильно страдает от коррозии, если изготовлен из стали. Чугунные контуры трескаются. Такой же эффект характерен для сварных деталей, на месте сварки появляются трещины. Автоматика для системы отопления позволяет их избежать.

Другими словами установка арматурной группы, поддерживающей температуру теплоносителя входа в котел, обеспечивает длительную службу котлогенератора. И автоматизация этого процесса является обязательной, но выполняемой мастерами редко.

Практический пример применения четырехходового клапана в системе отопления и горячего водоснабжения

Четырехходовый клапан используется для разделения подачи теплоносителя в бойлер ГВС и отопительный контур. Причем отопительный контур приоритетный, а подача теплоносителя в бойлер ГВС круглогодичная, в некоторых случаях горячая водоподготовка делается от твердотопливного котла круглогодично. Например, в случае пеллетных котлов ФОКУС.

При установке четырехходового клапана можно управлять параметрами смешивания. Например, в средней позиции клапана 50% теплоносителя движется в сторону системы отопления. При этом обеспечивается подмес теплоносителя «из обратки» для обеспечения температуры по требованию. Даже если отсутствует климат-контроль, то мониторинг температурных показателей необходим для всех типов радиаторов кроме чугунных, чтобы обеспечить температуру подаваемого теплоносителя не выше 90 градусов по Цельсию.

Четырехходовый клапан позволяет регулировать поток теплоносителя по температуре в довольно широком диапазоне значений, благодаря изменению пропускания теплоносителя в пропорциях. Например, 20% в межсезонье уходит в тепловой контур, а 70% — в ГВС. Летний режим предполагает только снабжение бойлера ГВС.

Предлагаем вам для развертывания в своих котельных две классические тепловых схемы. Одна с бойлером ГВС, снабжаемым теплоносителем в летнем и зимнем режиме. Вторая обеспечивает отопительный контур теплоносителем определенной температуры. Очевидно, что решений может быть множество, если это позволяет управляющий блок.

Условные обозначения:

1 – котел; 2 – блок автоматики управления котлом; 3 – датчик температуры теплоносителя; 4 – комнатный термостат; 5 – циркуляционный насос; 6 – потребитель тепла; 7 – дифференциальный клапан; 8 – четырехходовой смесительный клапан; 9 – расширительный бак; 10 – бойлер ГВС; 11 – насос бойлера; 12 – запорная арматура; 13 – фильтр.

Особенности применения клапанов в системах отопления

Четырехходовый клапан может обеспечить не только работу ГВС, котла, но и постоянство расхода. Это позволяет управлять параметрами работы котла. Например, используя автоматический регулятор тяги, который переводит горение в менее интенсивный режим, поддерживая температуру за счет пироллизных газов.

Фактически, при определенных умениях, можно автоматизировать работу не только котлового контура, но и даже печи, управляя поддувом и тягой. Но самый простой, при этом очень важный вариант автоматизации отопления подразумевает поддержку оптимальных условий перекачивания теплоносителя в тепловом контуре и обеспечения ГВС, если имеется. Автоматика для системы отопления представлена достаточно широко и разнообразно по моделям, чтобы удовлетворить большинство пожеланий пользователей.

Условные обозначения:

ТК – твердотопливный котел; ГК – газовый котел; 1 – четырехходовой клапан; 2 – датчик температуры; 3 – котловые насосы; 4 – потребитель тепла; 5 – циркуляционный насос; 6 – контроллер

Четырехходовые клапаны обеспечивают синхронную работу системы управления с датчиками температуры, а также работу нескольких контлогенераторов в системе. В сочетании с системой управления они обеспечивают работу системы отопления в летнем и зимнем режиме, помогают включать и отключать систему отопления в зависимости от температурных показателей помещения.

В их функции входит обеспечение бесперебойной работы отопительных и расходных узлов, которые ранее не были объединены. Сейчас это решается только комплектом клапанов и подключением системы управления к системе отопления. Автоматика для системы отопления очень разнообразна и доступна для каждого пользователя.

Купить автоматический пеллетный котел ФОКУС

• проект системы отопления для частного дома с одним контуром на твердотопливном котле с теплоаккумулятором;
• проект системы отопления с одним контуром на газогенераторном котле  и пеллетной горелке FOCUS с аналоговым климат-контролем.