Автоматизация системы отопления и ГВС одноквартирного дома с индивидуальным котлогенератором

В наших публикациях неоднократно поднималась тема применения технологии «Умного дома» и климат-контроля в развертываемых системах отопления. При этом излагались общие принципы и подходы, но не рассматривались конкретные тепловые схемы. Учитывая особенности нашего производства, что, например, твердотопливные котлы ФОКУС снабжены микроконтроллером из семейства оборудования Plum EcoMAX, мы продолжаем знакомить читателей с новыми решениями. После того, как мы рассмотрели схемы автоматизации системы отопления здания, пришло время показать, как это будет сделано на примере одноквартиного дома.

В настоящее время можно автоматизировать работу даже твердотопливного котла или печи. Единственное, что этот вопрос реализуется с помощью буферной емкости, аккумулирующей тепло. Однако в пеллетных котлах такая опция избыточна и используется только для бойлера вторичного нагрева для ГВС.

Для владельцев каркасных домов, желающих установить систему воздушного отопления по канадской методике, будет интересна схема автоматизации системы вентиляции. В качестве источника тепла рассматривается один котлогенератор дизельного или газового типа.

Предложенная схема может быть расширена. Прежде всего, добавлены резервные котлы, работающие на ином виде топлива для полной автономии. При использовании твердотопливных котлов ФОКУС в качестве контлогенератора, задача автоматизации несколько упрощена. Тем не менее, система должна иметь необходимые регулировочные узлы. О них и пойдет речь в публикации.

Схема автоматизации отопления с подпольной прокладкой трубопроводов

Мы привыкли к тому, что  трубная арматура проходит вдоль стен. Внешний монтаж выполняется, чтобы увеличить теплоотдачу и качественно обогреть контур дома. Подпольная прокладка заимствована из зарубежной практики, она в какой-то степени напоминает «теплый пол». И также требует утепления пола или теплоизоляции трубопроводов. Это не только позволит обогреть пол доступными средствами, но и защитит трубы от промерзания. В обычной практике их не прокладывают таким образом. Схема автоматизации и ее работа имеет свою специфику, которая отражается на проектных решениях.

Разводящие трубопроводы оборудованы подпольными радиаторами. В результате создается впечатление воздушного отопления в доме, хотя решение совсем не отличается от традиционного.

В качестве источника тепла выступает газовый или дизельный котел. Оборудование может быть заменено на другое. В том числе, на печь с теплообменным контуром. Однако в этом случае придется учитывать особенности теплогенератора, что может отразиться на итоговой схеме автоматизации котельной.

Котел изолируется в отдельном контуре

Котел подключен к отдельному контуру с циркуляционным насосом, расширительным бачком и перепускным клапаном, который гарантирует стабильные характеристики при работе устройствам и перекачивании теплоносителя. На практике перечисленное оборудование имеется в системе газовых котлов, поэтому оборудование может устанавливаться без дополнительной комплектации.

При этом для регулирования параметров рабочего режима отопительной системы и ГВС требуется установка системы управления, в которой есть программатор. Преимущества такого решения могут стать ощутимым не только при автоматизации отопления с одним источником тепла, но и при подключении нескольких котлов и датчиков.

Функции программатора

В предложенной схеме программатор управляет подачей воды в систему отопления и бак ГВС на теплообменник. При этом переключаются клапаны электропривода. В случае двухконтурных котлов, от бака косвенного нагрева для ГВС можно смело отказаться. Программатор же получает данные от комнатных термостатов, сохраненных сценариев пользователя и температурных датчиков в контуре, в помещении и на улице.

Бойлер косвенного нагрева для ГВС

В предложенной схеме бойлер косвенного нагрева пополняется горячим теплоносителем 4 раза в день. Температура в помещении меняется в зависимости от изменений температуры. Если необходимость в подаче тепла отсутствует, отопительное оборудование отключается.  За это отвечает схема автоматизации.

Схема монтажа вентиляции с клапанами предварительной балансировки

В вентиляционном канале с целью нагрева воздуха от горячей воды в системе используются специфические клапаны с предварительной настройкой.

Предложенная схемы автоматизации поможет решить следующие задачи отопления:

• управлять двигателем вентилятора и электроприводом заслонки поступления уличного воздуха;
• регулировать нагрев воздуха за счет использования автоматизированной заслонки подачи наружного воздуха;
• обеспечить прогрев нагревателей и защиту в зимнее время;
• функции пуска и выключения;
• программное управление по сценариям и климатических параметров.

Эти функции возложены обычно на специальный электронный регулятор. Он работает по следующему принципу:

1. При пуске система управления включает нагреватель, затем вентиляционное устройство.
2. Температуру теплоносителя изменяет с участием сопротивления датчика температуры.
3. Далее регулятор поддерживает постоянную температуру в помещении за счет приточного воздуха и данных сенсоров, регулирующего клапана с приводом на подаче теплоносителя.
4. Температура воздуха изменяется в результате получения данных терморегулятора.
5. При выключении системы закрывается воздушная заслонка, клапан на подаче теплоносителя и вентилятор. Если существует риск замерзания, то автоматика проделывает все тоже самое и открывает клапан.
6. При наличии таймера регулятор может включать и выключать обогрев в заданное время.
7. При подключении сенсоров, возможна тонкая регулировка микроклимата в помещении.

Предложенные тепловые схемы автоматизации не очень сложны в реализации. Поэтому их можно реализовать с минимальными навыками и монтажным опытом. Вы можете выполнить описанные работы по развертыванию таких систем самостоятельно.

Букво-циферные обозначения на схемах автоматизации

1-1а – клапан радиаторного типа с предварительной регулировкой;

2 – запорный кран радиатора;

3, 3а, 3б – температурные сенсоры внутри и вне помещения;

5 – температурный сенсор теплоносителя в подающей линии и на «обратке», установленный после котлогенератора;

6, 6а – клапаны с регулировкой;

7 – электрический привод редукторный;

8 – прямой регулятор температуры;

9, 9а – регулируемый клапан для контроля перепадов давления;

10 – клапан перепускной;

11 – счетчик тепла;

12 – расходомер ультразвуковой;

13 – расходомер крыльчатый, с импульсным выходом;

14 – температурные сенсоры теплосчетчика;

15 – запорная арматура;

16 – обратный клапан;

17 – фильтр сетчатый;

18 – сливной кран со шланговой насадкой;

19 – насос дпринудительной циркуляции;

20 – регулятор расхода (ограничитель);

21 – воздухоотводчик автоматический;

22 – клапан электромагнитный с датчиком давления;

23 – расширительный бачок;

24 – ограничитель температуры теплоносителя на «обратке»;

25 – балансировочный клапан (автоматический);

26 – запорно-измерительный клапан;

27 – водяной нагреватель;

28 – воздухонагреватель (калорифер);

29 – вентилятор;

30 – воздушная заслонка;

31, 31а – присоединительные элементы для радиаторов;

32 – программатор;

33 – котлогенератор;

34 – моторный клапан-переключатель с возвратной пружиной;

35 – комнатный термостат;

36 – термостат горячего водоснабжения;

37 – термостат защиты калорифера при низких температурах (защита системы от замерзания при отключенном отоплении).

Заказать проект автоматизации для отопления

Купить котел для автоматического отопления

Автоматизация систем горячего водоснабжения