Как сделать умное отопление

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 01.09.2024

Каким может быть отопление?

Давно известно, что комфорт бесплатным не бывает. Любые попытки обеспечить дополнительные удобства или избавиться от лишних забот за счет использования автоматики, будут означать увеличение затрат. Однако независимо от нашего желания, для умного дома отопление играет едва ли не определяющую роль в создании комфортных условий, и от его организации во многом зависят затраты на его содержание.

В тех случаях, когда используемое оборудование, автоматика и средства регулирования подобраны и используются правильно, то система отопления – умный дом, квартиру или гараж она будет обогревать – не имеет значения, сможет кроме поддержания заданных условий обеспечить еще и экономию топлива.

В первую очередь это достигается взаимодействием котла отопления с управляющим центром. Кроме наличия собственных средств безопасности, у такого котла имеется интерфейс связи, благодаря которому и возможно реализовать умное отопление загородного дома. В самом простом виде под этим стоит понимать, что умный дом управление отоплением осуществляет в зависимости от достигнутой в помещении температуры по сигналам от датчиков.

Лучший вариант подобного управления – регулировка температуры теплоносителя. Однако при всех достоинствах такого построения отопления, есть и другие, более эффективные подходы к организации работы обогрева. На сегодняшний день перспективным считается погодозависимое управление отоплением.

Как оно организовано

При таком подходе в дополнение к датчику комнатной температуры применяется еще и измеритель внешней температуры. В принципе, погодозависимый регулятор отопления будет работать и с одним внешним датчиком, но использование двух позволяет добиться более точного поддержания режима и даже реализовать самоадаптацию системы.

Работает погодозависимый контроллер системы отопления на основании запрограммированной кривой соответствия температуры теплоносителя внешним условиям. В самом простом виде это выглядит таким образом – если на улице становится холодней, то температура воды в системе повышается, если теплей – то уменьшается.

Одной из базовых точек погодное регулирование отопления может использовать температуру плюс двадцать градусов – при ней температура теплоносителя берется равной окружающей, при этом фактически обогрев отключается.

Такой подход к организации отопления должен также учитывать и зональное регулирование, т.е. в отдельных местах температура должна дополнительно корректироваться по отношению к определенной по внешнему датчику. Если, например, в одном из помещений собралось большое количество людей, за счет чего в нем стало более жарко, то система фиксирует локальное увеличение температуры относительно той, что установил погодный регулятор отопления, и осуществляет коррекцию в этой зоне.

Использование двух датчиков – уличного и внутреннего, кроме экономии топлива уменьшает инерционность работы системы, что повышает ее эффективность и обеспечит также дополнительное снижение затрат на содержание.

Зачастую наиболее рациональным выбором для организации отопления будет использование технологий обогрева, свойственных умному дому. В этом случае можно добиться и повышения уровня комфорта в доме, и экономии затрат на его отопление.

Продвинутые системы позволяют управлять всеми бытовыми функциями жилища, вплоть до включения электрочайников и посудомоечных машин,при помощи специальной панели или цифрового устройства, будь то смартфон, планшет или компьютер.

Кое-кто может в этом усомниться, но умное отоплениеимеет немалое практическое значение, поскольку позволяет не только создать комфорт, но и беречь энергоресурсы. Например, уезжая с дачи в город, можно перевести отопление в режим поддержания минимальной температуры, а возвращаясь, дистанционно задать привычный комфортный режим. К приезду владельцев в дачном доме будет тепло и уютно.

Преимущества умного отопления

Требования к системам отопления за последние несколько десятилетий значительно возросли. Раньше считалось, что чем больше тепла, тем лучше, а если станет жарко, можно открыть форточку. Теперь резко возросло значение экономичности и эффективности отопления, надежности и удобства управления. Все это в полной мере обеспечивает умное отопление.

Комфорт

Система позволяет легко задать температуру воздуха в помещении. Не надо подбирать мощность вручную, достаточно выбрать нужные цифры в управляющем устройстве. Можно запрограммировать алгоритм изменения температуры в зависимости от времени суток, дня недели и даже сезона. Температура с высокой точностью всегда будет такой, какая задана.

Удобство пользования

Система исключает необходимость ручной регулировки мощности котла, производительности радиаторов отопления. Достаточно задать выбранный сценарий отопления в управляющем устройстве и далее положиться на автоматику.

Экономичность

Оптимизация отопления позволяет сэкономить значительную часть энергоресурсов. Продвинутые системы умного отопления способны распознавать присутствие пользователя и автоматически подбирать оптимальный режим. В отсутствие хозяев подогрев в коттедже или загородном доме осуществляется минимально, что значительно сокращает потребление топлива.

Возможность зонирования

Принцип заключается в разделении дома на зоны, управлять которыми можно раздельно, независимо друг от друга. Например, солнечная сторона дома может отапливаться менее интенсивно, чем теневая. Утром, после ухода семьи на работу или учебу, весь дом переводится в режим экономичного отопления, а по возвращении помещения, где находятся люди, отапливаются так, чтобы микроклимат был комфортным. Программное обеспечение позволяет закладывать множество сценариев зонирования, в том числе сложных.

Гибкость, оперативность

К недостаткам относят сложность установки системы и высокую цену. Однако, при этом экономится до 30% энергии, что снижает затраты на отопление.

По каким принципам работает система

Умное отопление в загородном доме подразумевает наличие обратной связи между контроллером управления и исполнительными механизмами, благодаря чему достигается полная автоматизация. Для этого используются датчики температуры. Чем совершеннее система, тем их больше. Сигналы от датчиков поступают на контроллер, который в соответствии с программным обеспечением анализирует полученные данные и на их основе передает команды исполнительным механизмам. В простейшем случае в их роли выступают радиаторы отопления и умный газовый котел.

Для регулировки мощности теплогенератора на него устанавливают блок, контролирующий нагрев. При этом учитываются данные о температуре воздуха на улице и в помещении. Регулировка осуществляется путем автоматического изменения подачи газа на горелку.

Радиаторы отопления вместо механических вентилей оснащаются дистанционно управляемым терморегулятором. Нанего поступает сигнал от контролера, в соответствии с которым поток теплоносителя либо уменьшается, либо увеличивается. Регулировка осуществляется либо дискретно, с определенным шагом, либо плавно.

Проводные системы

В проводной системе все компоненты, в том числе и отопительные, соединяются специальным кабелем, что обеспечивает бесперебойную работу и высокое быстродействие. При такой организации системы в нее можно встраивать любые устройства. Соединение кабелем долговечно, в особом обслуживании не нуждается. Все подключенные компоненты не требуют наличия блока питания. Не приходится заменять разряженные батарейки или аккумуляторы.

Беспроводные системы

Разработкой таких систем занимаются многие производители, поскольку беспроводная связь между компонентами требует меньших затрат. В этом случае возможности несколько ограничены,однако умное отопление в беспроводном варианте работает надежно и четко выполняет все свои функции. Для этого необходимо правильно расположить сенсоры, датчики, другие компоненты.

Из недостатков отмечают необходимость замены блоков питания, аккумуляторов.При передаче сигнала возможны помехи, что существенно снижает надежность управления системой отопления.Обеспечить качественный сигнал поможет применение сетевых фильтров.

Системы с централизованным управлением

Централизованные системы удобны в пользовании, но не отличаются высокой надежностью, в работе случаются сбои. Другой недостаток – зависимость от состояния контроллера. Если он выйдет из строя, перестанет работать вся система.

Децентрализованные системы

В этом варианте используется несколько контроллеров. Например, один для каждой комнаты или этажа. В общем случае – один для группы одинаковых устройств. Такие приборы не обладают операционной системой, но оснащаются своим процессором, памятью и блоком питания.

Децентрализованные системы работают надежнее. При выходе из строя одного устройства все остальные будут исправно функционировать. Для автоматизации используется принятый во всем мирепротокол KNX. При реализации сложных алгоритмов можно подключать дополнительные управляющие устройства.

Недостаток такой системы в том, что настройка каждого прибора сложнее, занимает больше времени и требует квалифицированного исполнения. В децентрализованных системах количество функций ограничено, но для умного отопления их хватает с избытком.

Основные компоненты умного отопления

Состав системы может различаться в зависимости от способа соединения элементов, функционала. Основными компонентами являются следующие устройства:

Умный дом – это комплексная система автоматизированного управления домашними приборами, набирающая всё большую популярность. Она охватывает практически весь спектр бытовых устройств, имеющихся в современном жилище. А также входит в систему умный дом и отопление, что позволяет регулировать температурный режим в помещении без вмешательства человека. Рассмотрим каким образом функционируют интеллектуальные отопительные системы и какие существуют приборы управления.

Автоматизированное управление системами отопления позволяет достичь сразу две важные цели:

Обеспечить автоматическое поддержание в доме определённой температуры, в соответствии с установленными настройками.
Сэкономить от 25 до 35% от общих затрат, уходивших ранее на электроснабжение обогревательных приборов.

В основе умного отопления лежит программируемый электронный блок, в который закладываются необходимые сценарии работы обогревательных приборов. В зависимости от сложности прибора, это может быть:

Простое поддержание заданных температурных параметров.
Сценарий, в соответствии с которым прибор изменяет интенсивность обогрева в разное время суток, и даже в различные дни недели.
Интеграция с другими умными приборами и детекторами. Например, датчиком присутствия, наружным термометром.

Умные управляющие устройства способны передавать пользователю на смартфон информацию о температуре в доме, задействованных отопительных приборах, расходе электроэнергии.

Команды на включение или отключение обогревательных систем отдаются блоком управления на основе показателей датчика-термостата. При достижении температуры в комнате определённого показателя, процессор отключает обогрев, или делает его менее интенсивным. При падении температуры ниже заданного предела он наоборот — увеличивает подачу электричества.

Система отопления для частного дома

Чаще всего применяется умное отопление в частном доме. Связано это с его техническими особенностями. Интегрировать со смарт-термостатами можно практически любой обогревательный прибор, работающий на электричестве:

Кабельные и инфракрасные тёплые полы.
Обогревательные конвекторы, ИК-излучатели и прочие подобные устройства.
Водонагревательные бойлеры для автономного отопительного контура.

Можно интегрировать в систему умного отопления даже твердотопливный, газовый или мазутный (масляный) котёл. Для этого терморегулирующее устройство подключается к блоку управления подачи топлива. При необходимости оно будет снижать количество подаваемого топлива (газ, мазут, солярка), либо увеличивать временной интервал между подачей угля у твердотопливных котлов.

Система отопления для квартиры

Система отопления умный дом может также применяться в благоустроенных многоквартирных домах. Прежде всего, приборы автоматической регулировки устанавливаются на электрообогреватели и тёплые полы. Они помогают поддерживать комфортную температуру в квартире в зимние морозы, когда центральное отопление не справляется с этой задачей. Работают смарт-термостаты здесь по такому же принципу, что и в частных домах.

Кроме этого, существуют особые модификации умных терморегуляторов, устанавливаемых на радиаторные батареи центрального отопления. Эти устройства позволяют перекрывать поток горячего теплоносителя, поступающего в батареи, направляя его в обход них. Этим уменьшается теплоотдача, и температура в квартире снижается. Когда же она опускается ниже установленного уровня, терморегулятор открывается, и батареи вновь нагреваются.

Для обеспечения контроля над отопительными приборами можно пойти двумя путями:

Установить на каждое обогревательное устройство индивидуальный термостат, с заложенной программой поддержания температурного режима.
Создать систему управления целой группой отопительных приборов, в центре которой будет находиться главный блок.

Второй вариант является более предпочтительным, так как вносить изменения в сценарий работы термостатов гораздо проще. Для этого потребуется лишь перепрограммировать центральный процессор, вместо того, чтобы изменять настройки каждого терморегулятора в отдельности.

Терморегуляторы на батареи

Термостаты, используемые для регулировки нагрева радиаторов центрального отопления, функционируют по принципу температурных клапанов. По способу настройки они разделяются на три типа:

Типичный пример терморегуляторов, предназначенных для установки на батареи центрального отопления, устройства от датской компании Danfoss. Конструктивно они состоят из двух частей:

Клапан, регулирующий подачу воды.
Термостатическая головка, приводящая клапан в движение, в зависимости от заданных температурных параметров.

Механический термостат действует благодаря особому наполнителю. Внутри термостатической головки располагается сильфон – камера, наполненная газом или жидкостью с высокими показателями температурного расширения. При повышении температуры наполнитель увеличивается в объёме, толкает шток клапана, который перекрывает ток горячей воды к радиатору.

Комнатный термостат

По другому принципу действуют высокоинтеллектуальные терморегуляторы. Среди них популярные на сегодня комнатные термостаты Xiaomi. Основной датчик, управляющий устройством – термометр, установленный на расстоянии от обогревательного прибора. Он может быть связан с термостатом проводами, или беспроводной связью. В соответствии с показаниями термометра, умный терморегулятор при помощи сервоприводов, приводящихся в движение электричеством, закрывает клапан на отопительном радиаторе.

Выводы

Умные отопительные системы благодаря возрастающей технологичности и увеличивающемуся набору дополнительных функций становятся не просто дорогой электронной игрушкой, но и реальным помощником. Они способны не только избавить жильцов от части забот, связанных с необходимостью самостоятельно регулировать интенсивность обогрева дома, но и позволяют сэкономить значительные средства на теплоносителях.

Погодозависимый контроллер с датчиком температуры

Одной из базовых точек погодное регулирование отопления может использовать температуру плюс двадцать градусов – при ней температура теплоносителя берется равной окружающей, при этом фактически обогрев отключается.

Схема устройства водяного отопления в .

Почему же тогда эта чудесная автоматизированная система управления домом не установлена в каждой квартире и во всех частных домах? Есть один, но большой минус. Стоимость такого оборудования далеко не низкая. И монтаж, настройка автоматики требует работы квалифицированных инженеров. Но это не значит, что система доступна лишь избранным. Такая ситуация сейчас свойственна многим новшествам на нашем рынке. С развитием производителей и конкуренции умный дом станет доступен гораздо большему числу потребителей. Хотя существуют и упрощенные системы, стоимость и монтаж которых не слишком опустошат ваш карман, а эффект от них будет весьма ощутим.

Другой способ оборудовать свой дом автоматикой при недостаточном количестве средств — делать это постепенно. Подключая одну систему за другой. Хотя можно остановиться и на одной, самой необходимой. Ведь по большому счету все это придумано для экономии ресурсов, а двери можно закрывать и ключами. В нашей стране наибольшие затраты обычно составляют энергопотребление и обогрев дома.

Особенно для хозяев больших домов оно обязательно окупится. Что же оно из себя представляет?

Умный котел отопления

Управление работой умного котла осуществляется с помощью термостата с датчиком температуры, устанавливаемым в одной из комнат. Принцип действия предельно прост: с помощью термостата задается нужная температура, при достижении которой котел отключается. При понижении температуры происходит включение котла в работу, и процесс повторяется вновь.

GSM контроль отопительных установок Viessmann Vitocom

Таймер в работе умного котла предназначен для выбора режимов интенсивной и умеренной эксплуатации. Так, к примеру, в ночное время более комфортной является немного пониженная температура, примерно на 2-3 градуса по сравнению с дневной температурой. При этом ночью можно отключить подогрев воды в бойлере. Режим умеренной эксплуатации котла можно запрограммировать в дневные часы, когда все обитатели дома находятся на работе. Режимы работы котла можно устанавливать в течение суток, в течение недели, месяца и даже года.

Для этого умный котел оснащается системой самодиагностики.

Почему СП Умный дом

Умный дом схема отопления и системы контроля, фото и видео

Умное здание подразумевает под собой ресурсоэффективное офисное или торговое построение, которое экономно и рационально расходует все используемые источники жизненного обустройства. Умный дом – отопление, электроэнергия и прочее, а также умеренное воздействие на окружающую среду.

Иными словами, такое здание характеризуется оптимальным производством, хранением и управлением энергией в бытовом плане. Сегодня ресурсоэффективными домами могут являться не одни лишь коттеджи, особняки за пределами города или обустроенные дачи, но также и обычные квартиры.

Вид системы умный дом

В условиях резких передов температуры в течение всего года вопрос отопления жилых помещений стоит достаточно остро. Многие жильцы жалуются, что во время холодов, батареи отопления дают слишком мало тепла, а когда наступает жара — они топят на всю катушку. В итоге происходит так, что люди переплачивают за то, в чем они не нуждаются. Если же ваша система отопления в порядке, но вы не понаслышке знакомы с данным не совсем приятным феноменом, то вам будет полезно узнать о том, как может быть обустроена система отопления в умном доме.

Особенности умного отопления

Само понятие умного дома относительно отопления, подразумевает комфортное проживание человека в стабильно теплом помещении с минимальными ценовыми затратами. Значит, что и система обогрева должна быть устроена таким образом, чтобы не возникало необходимости лишний раз платить за то, чем не пользуешься. Однако для любого благоустройства, особенно экономичного отопления и ресурсоэффективного, как раз и надо финансово вложиться — но все же следует помнить, что данное решение совсем скоро окупится сполна!

Итак, использование автоматики для работы системы отопления умного дома — это базовый принцип для создания комфортных условий проживания, а также для экономии топлива при условии, что сама автоматика наряду с элементами регулирования грамотно выбраны и использованы. Подобное может существовать при совместной продуктивной деятельности котла отопления с управляющим центром: с помощью интерфейса связи и инструментария безопасности котла как раз и реализуется отопление.

Схема отопления для умного дома

Система сама регулирует температуру отопления, ориентируясь на показатели со специальных датчиков в помещении.

В частности, данный вариант подходит для загородного дома. Лучшим решением здесь является регулировка температуры теплоносителя обогрева.

Перспективное направление в организации

С другой стороны, существует множество других способов организации в умном доме отопления. К примеру, система может быть зависима от погодных условий за окном. Этот подход подразумевает наличие не только датчика, рассчитанного на измерение температуры непосредственно в помещении, но также и датчика, ориентированного на показатели внешней температуры. Для точного поддержания работы такого обогрева рекомендуется использовать два внешних измерителя.

Схема контрольного управления

Принципом работы соответствующего контроллера является кривая зависимости температуры теплоносителя от погодных условий. То есть, когда за окном наступает холод, вода в системе нагревается, а при жаре снаружи – остывает. Отметка в +20 по Цельсию может быть взята в качестве базовой точки для теплоносителя, так что при ней температура системы условно приравнивается к внешней, а ненужный выход тепла и обогрев помещений прекращается.

Чтобы приблизить уровень комфортного отопления в умном доме, возможно настроить обогрев таким образом, чтобы температура квартиры имела локальные характеристики. Иными словами, в отдельных местах она может корректироваться по отношению к заданной по внешнему датчику. Если в одной из комнат находится много людей, которые по естественным причинам нагревают помещение, система может подсчитать увеличение температуры в этой зоне, сравнить ее с установленной на погодном регуляторе, а затем уже распределить тепло по квартире относительно коррекции показателей в данной комнате.

Таким образом, представленное обустройство системы обогрева в умном здании можно с уверенностью назвать перспективным направлением создания комфорта в вашем доме и также уменьшения финансовых затрат на оплату отопления.

Читайте также: