Prezentare generală a unității de control a cazanului – Controlul căldurii

Încălzirea este unul dintre cele mai importante sisteme pentru a asigura nu numai confortul, ci și viața în camerele. În industria construcțiilor, proiectarea și instalarea sistemelor de încălzire și de apă caldă reprezintă o mare parte din costurile de proiectare și instalare. Costuri reduse de proprietate și operare. Dar cu cât sistemul de încălzire este mai complex, cu atât mai multe modalități de a reduce costurile de operare fără a sacrifica confortul.Dispozitive de control al cazanelor – un întreg complex de diverse componente și părți electronice. Să luăm ca exemplu componentele de bază utilizate pentru controlul cazanelor cu gaz.Să ne limităm la cele care sunt necesare pentru reglementare: ceea ce este important pentru utilizator sunt caracteristicile furnizate, mai degrabă decât sistemele în sine și designul lor.

MODULUL DE CONTROL CENTRAL

Acest dispozitiv are nume diferite de la un producător la altul, dar ideea este aceeași: face ca sistemul de încălzire să funcționeze. Prezența și numărul celorlalte elemente depinde de complexitatea sistemului, dar trebuie să existe în orice caz un modul central – acesta este „creierul” sistemului. La acest modul sunt conectate celelalte componente: senzori, regulatoare, dispozitive de siguranță și controlere.

În cazul majorității cazanelor de pardoseală și pe podea, modulul de control este montat direct pe aparat. În multe cazuri, modulul este, de asemenea, montat împreună cu cablurile corespunzătoare magistrale în afara sălii cazanelor, într-un loc mai convenabil – pe peretele sălii cazanelor sau chiar în încăpere.

Ce ar trebui să „știe” un modul? Depinde de nevoi. Minimul necesar – controlul arzătorului, sistemele de siguranță, cel puțin un circuit de încălzire și setarea temperaturii dorite. Dar numai unele dintre cazanele mici de perete „una sau două camere” au un astfel de set de funcții. Chiar și aplicațiile mai complexe necesită un modul mai complex. Fără a intra în detalii tehnice, vom enumera principalele sarcini și dispozitive care, în teorie, pot fi conectate la un modul.

Sistemul de încălzire poate fi de joasă sau înaltă temperatură sau combinat , cu unul sau mai multe circuite, cu diferite pompe pentru pomparea lichidelor, cu diferiți senzori de control nici nu vom insista asupra acestor particularități: numărul și tipul de elemente depind de construcție și de caracteristicile cazanului, arzătorului și sistemului în sine . Este realist să conectați senzori suplimentari și regulatoare de cameră, despre care vom vorbi puțin mai târziu. Sistemul de apă caldă menajeră este frecvent utilizat împreună cu sistemul de încălzire; generatoarele auxiliare de căldură – colectoare solare, pompe de căldură, elemente de încălzire – sunt instalate mai rar. Toate acestea trebuie, de asemenea, să fie controlate sau cel puțin coordonate.

Este clar că nivelul de sofisticare a modulelor de control este diferit în toate aceste cazuri. Într-un sistem de încălzire simplu, probabil că nu veți avea niciodată nevoie de funcții suplimentare, în schimb, în cazul sistemelor mai complexe pot exista și alte dispozitive decât cele enumerate mai sus. Producătorii oferă uneori cel puțin două tipuri de module de preț, primul pentru aplicații mai mult sau mai puțin tipice, al doilea mai complicat și mai scump, desigur , chiar și pentru cazane mici relativ simple. Modulele mai complexe sunt echipate cu ieșiri suplimentare pentru conectarea diferitelor dispozitive, în special module de control suplimentare. În acest fel, se poate obține orice complexitate necesară.

Este caracteristic pentru sistemele de încălzire în cascadă faptul că modulele de control sunt instalate pe fiecare cazan. Abordarea obișnuită în acest caz este de a numi un modul ca maestru și celelalte ca sclavi. Unitățile slave sunt, de obicei, pornite fără un panou de control: nu este necesară o comandă manuală pentru fiecare cazan, iar o singură unitate principală poate gestiona sistemul.

Toate elementele sistemelor de control al cazanului comunică între ele prin intermediul barelor de autobuz, deși este posibilă și comunicarea prin radio. Protocoalele de comunicare ale diferiților producători diferă, motiv pentru care este mai ușor să se conteze pe funcționarea comună a tuturor dispozitivelor sistemului, dacă elementele sunt comandate și instalate de un singur producător și de un singur furnizor de servicii. Interoperabilitatea dispozitivelor de la diferiți producători nu este întotdeauna prevăzută.

MODULE DE CONTROL AL CAMEREI

Singurul modul pentru setări confortabile într-o casă cu mai multe dormitoare este insuficientă. Cel puțin are sens să mai adaugi câteva în zonele principale de locuit. Controlerele de cameră sunt conectate la modulul principal prin intermediul unei legături prin cablu sau radio. De fapt, acestea sunt aceleași module de control, doar că au mai puține funcții.

Cea mai simplă variantă este un termostat de cameră. Un simplu „buton”. Principalul său dezavantaj este legat de inerția sistemului de încălzire: procesul de schimbare a temperaturii durează până la câteva ore. Majoritatea regulatoarelor de cameră sunt foarte complexe și necesită doar o mică intervenție manuală. În mod normal, acestea pot fi programate pentru a menține o temperatură automată în conformitate cu un program prestabilit care poate fi selectat și fără a merge la unitatea centrală și pot fi, de asemenea, controlate manual.

SENZORI DE TEMPERATURĂ

Scopul principal al oricărei complicații a sistemului de încălzire este de a asigura un confort maxim la un consum minim de energie termică. Acest lucru necesită senzori de temperatură. Este apoi realist să se programeze sistemul pentru reglarea automată.

Există trei tipuri de astfel de control: „prin apă”, „prin temperatură” și „prin vreme”. Cu cât există mai multe posibilități de control, cu atât se va economisi mai multă căldură, se vor crea mai multe condiții de confort, dar crește și prețul sistemului.

Nu luăm în considerare senzorii de temperatură a lichidelor din circuitele de încălzire și de apă caldă menajeră – aceștia fac parte mai degrabă din sistemul de control al unui cazan. De asemenea, este clar că veți avea nevoie de actuatoare – pompe și regulatoare de capacitate pentru fiecare circuit – pentru a furniza apă la o anumită temperatură.

Cea mai simplă metodă de control – „prin apă” – este folosită în toate apartamentele urbane cu încălzire centrală. Radiatoarele sunt alimentate cu apă la temperatura stabilită; teoretic, există un regulator robinet pe fiecare radiator, dar, în practică, nimeni nu se atinge de el. De fapt, centrala termică are propriul său sistem de reglare, dar practic nu există niciun feedback între centrală și locuitori; temperatura apei este setată la nivel central, iar utilizatorul nu poate regla temperatura. Chiar dacă începe să sune la firma de întreținere și să înjure, nu există nicio garanție că acest lucru va duce la vreun rezultat într-un timp rezonabil. Un astfel de control este foarte inerțial.

În cazul în care sistemul este completat cu senzori de temperatură ambientală, este posibil să se economisească bani: odată ce temperatura setată este atinsă, încălzirea poate fi redusă și menținută în limitele stabilite prin controlul temperaturii apei și al capacității fiecărui circuit. Acest lucru este deja mai bine, dar numai dacă temperatura exterioară nu se schimbă. În plus, cu cât izolația este mai bună, cu atât mai târziu va reacționa senzorul din cameră la schimbările de temperatură exterioară.

Cea mai convenabilă și mai economică modalitate este reglementarea în funcție de vreme. Un senzor de temperatură exterioară este conectat la sistem. Acesta trebuie să fie amplasat pe un perete, de preferință orientat spre nord sau nord-vest, protejat de vânt și de lumina directă a soarelui. Acest senzor va regla temperatura apei din boiler în funcție de temperatura exterioară. Și mai bine, dacă senzorul de exterior funcționează împreună cu senzorii de cameră.

Senzorul în sine este ieftin, electronica de control nu este prea complicată, iar cu ajutorul controlului independent de condițiile meteorologice se pot obține economii de până la 20-30%.

PROGRAMAREA SISTEMULUI

După instalare, sistemul complet necesită ajustare și există două niveluri: server și utilizator. În acest caz, analogia cu un computer este cea mai relevantă: specialiștii asamblează, instalează și configurează software-ul și apoi acordă utilizatorului drepturi de acces – dar numai pentru câteva setări care sunt importante pentru el.

Tehnicianul de service trebuie mai întâi să verifice dacă toate componentele funcționează împreună. De obicei, toate programele necesare sunt deja instalate „completate” în module. Unele module standard necesită personalizare, în timp ce majoritatea sunt configurate pentru funcționare automată fără intervenția utilizatorului. Alte setări includ intervalul admisibil pentru toate elementele de exemplu, dacă sistemul conține un circuit de încălzire cu temperatură scăzută, setați limita de temperatură pentru acesta .

Sunt utilizate diferite programe de încălzire pentru a obține atât confort, cât și economii de costuri. O scădere a temperaturii camerei cu un grad este de obicei recunoscută ca fiind o economie de 5-7% din energia de încălzire. Principala modalitate de a economisi bani în acest caz este de a menține o temperatură optimă în fiecare cameră dacă sistemul permite acest lucru în conformitate cu un program prestabilit și de a avea opțiunea de reglare manuală.

Necesarul de încălzire variază în funcție de momentul din zi. Dimineața și seara, când toată lumea este acasă, este nevoie nu numai de căldură, ci și de apă caldă. Este mai bine să reduceți temperatura cu câteva grade pe timp de noapte. Mai multe programe de încălzire standard pot fi „salvate” în memorie – tot ce trebuie să facă utilizatorul este să îl aleagă pe cel care i se potrivește cel mai bine. Un program standard de încălzire include una sau mai multe operațiuni de încălzire și dezumidificare care alternează pe parcursul zilei, uneori cu o temperatură diferită în fiecare perioadă. Se întâmplă foarte des ca nimeni să nu fie acasă în timpul orelor de lucru în timpul săptămânii, iar la sfârșit de săptămână este necesar un alt program de încălzire. Pentru a nu mai fi nevoie de reprogramare, multe sisteme sunt capabile să „creeze” unul sau mai multe programe de încălzire „săptămânale”.

În cazul în care se utilizează încălzirea în funcție de condițiile meteorologice, este necesar să se creeze și o curbă de temperatură, și anume. e. Temperatura necesară a apei din cazan poate fi setată în funcție de temperatura mediului ambiant aceasta este determinată de un senzor plasat oriunde în sistem, de obicei la intrarea sau ieșirea din cazan . De exemplu, încălzirea trebuie să fie pornită la o temperatură mai mică de 20 °C. Acesta este primul punct al curbei.

Dacă temperatura exterioară scade, trebuie să încălziți mai mult, dar cât de mult depinde de condiții, în special de pierderile de căldură ale clădirii: cu cât acestea sunt mai mari, cu atât mai mult trebuie să încălziți. De obicei, mai multe astfel de curbe sunt „scrise” în controlerul modulului de control; cea necesară trebuie selectată în funcție de condițiile specifice. După selectarea curbei, temperatura apei din cazan este setată în punctul în care temperatura aerului este cea mai scăzută pentru regiunea respectivă. Aici se termină decorul.

Timpii de comutare și setările curbei de temperatură pot fi programate la nivel de utilizator sau de serviciu. Unele sisteme vă permit să vă creați propriul program de încălzire, în plus față de programul standard.

Programele de încălzire sunt convenabile, deoarece permit sistemului să funcționeze eficient în modul automat. Pentru un confort și mai mare, sunt disponibile mai multe moduri suplimentare. Cele mai multe dintre acestea pot fi ușor activate manual de la controler.

Modul „iarnă/vară” este setat fie manual, fie automat cu control în funcție de condițiile meteo . În cazul în care sistemul include un circuit de apă caldă menajeră, în modul „vară”, energia este utilizată doar pentru a încălzi apa sanitară din rezervorul de apă caldă, chiar și cazanul poate fi oprit complet. În cazul în care locuința nu este ocupată pentru o perioadă lungă de timp, este indicat să se activeze un mod „vacanță”, care menține temperatura joasă prestabilită și circuitul de apă caldă menajeră la o temperatură mai scăzută

Circuitul de apă caldă menajeră este oprit. Desigur, programul de protecție împotriva înghețului are prioritate față de toate celelalte programe; nu va opri complet cazanul, dar va consuma combustibilul mult mai economic.

Diferiți producători oferă și alte programe prestabilite, de exemplu, o deconectare temporară a încălzirii pentru ventilație sau un mod „party” care, atunci când este activat, prelungește confortul de încălzire pentru o perioadă de timp. Alte funcții de control disponibile depind de configurația sistemului în sine. În cazul în care este echipat cu un rezervor de apă caldă menajeră, este posibilă setarea încălzirii unice atunci când sunt necesare cantități mari de apă caldă în momente neobișnuite și a dezinfecției termice încălzirea periodică a apei pentru a distruge bacteriile din ea .

Activarea și dezactivarea tuturor modurilor se face, de obicei, prin intermediul unei unități centrale de control. Dacă există regulatoare de cameră suplimentare în sistem, unele setări pot fi comutate și de la acestea, dar acest lucru depinde de setări. În orice caz, nu este nimic complicat să setați modul dorit la nivel de utilizator.

SISTEME DE CONTROL DE LA DISTANȚĂ

Pe lângă comunicarea prin cablu și, ocazional, prin radio între componentele individuale, mulți producători dezvoltă în prezent dispozitive care pot controla, monitoriza și gestiona de la distanță sistemele de încălzire. Astfel de sisteme sunt potrivite în special pentru locuințele intermitente, în care casa este lăsată nesupravegheată din când în când – indiferent de durata de timp sau nu. Acest lucru necesită instalarea unui dispozitiv adecvat, adesea un modul GSM. De fapt, este la fel ca un telefon mobil sau un modem cu o cartelă SIM.

Există mai multe variante și acestea depind de sarcinile în cauză. Primul lucru de care aveți nevoie de la sistemul de încălzire în acest caz este capacitatea de a porni și opri încălzirea cu ajutorul unei comenzi atunci când proprietarul casei vine periodic acasă. Un canal cu o pereche de contacte care poate trimite un semnal la panoul de control atunci când este închis este în general suficient pentru această funcție. Multe controlere au un astfel de canal – modul dorit „pornit” sau „oprit” este programat în prealabil.

Restul este simplu: sunați sau trimiteți un SMS la numărul de telefon al cârtiței – controlerul primește semnalul și pornește sau oprește încălzirea. Funcționalitatea unui astfel de sistem nu este extinsă în comparație cu alte metode, dar este suficientă atât pentru confort, cât și pentru economisirea energiei.

Diferiți producători pot avea alte modalități de a controla tehnologia de încălzire prin intermediul unui canal GSM sau al unei rețele de telefonie fixă. Uneori, aceste dispozitive pot regla efectiv temperatura, iar modemul va raporta și defecțiunile.

Sunt disponibile mult mai multe opțiuni dacă internetul este utilizat pentru controlul de la distanță. Cel mai simplu mod de conectare este mobil, utilizând un modul adecvat cu o cartelă SIM, alternativ vă puteți conecta la o rețea fixă. Teoretic, nu există nicio diferență, dar în practică o conexiune fixă este mai sigură: dacă rețeaua de telefonie mobilă este suprasolicitată sau deconectată din diverse motive, controlul de la distanță nu mai este posibil. Aici trebuie să ne uităm la locația clădirii: dacă este aproape de autostrăzi, facilități speciale sau doar locuri de festivități de mare amploare, Internetul mobil poate fi oprit fără nici un avertisment și nimeni nu se va putea plânge.

Este de la sine înțeles că computerul de control sau un telefon mobil „avansat” va trebui să aibă instalat un software corespunzător. Posibilitățile de control prin intermediul internetului sunt aceleași ca și în cazul unui panou de control convențional; opțiunile includ niveluri de utilizator și de servicii. Este important ca personalul de service să poată, de asemenea, reconfigura echipamentul de la distanță, să monitorizeze sistemul și, în unele cazuri, chiar să remedieze defecțiunile de la distanță. Cu toate acestea, trebuie reținut faptul că monitorizarea permanentă a echipamentului de către un furnizor de servicii terț este un serviciu plătit.

„CASELE INTELIGENTE

Conceptul de casă inteligentă implică un control centralizat și interacțiunea mai multor sisteme simultan. Pentru a crea o temperatură confortabilă a camerei nu este suficient, trebuie să se aibă grijă și de ventilație sau de aer condiționat și de umiditatea aerului. Unele elemente, care implică funcționarea simultană a sistemelor de încălzire și a altor sisteme, pot fi controlate de unele dintre regulatoarele de bază, de exemplu, atunci când se conectează senzori pentru deschiderea ferestrelor, este posibilă programarea opririi încălzirii camerelor în timpul aerisirii.

Diferitele elemente de încălzire de la diferiți producători comunică între ele prin intermediul unor protocoale și sisteme de bus diferite – pe scurt, „vorbesc limbi diferite”. Pentru a integra încălzirea inteligentă într-o casă inteligentă, cel mai probabil veți avea nevoie de un modul de interfață gateway pentru controlerul sistemului de încălzire care să îl conecteze la alte sisteme care nu sunt de încălzire. Avantajele de a controla toate sistemele din casă în același timp, nu doar sistemul de încălzire, sunt evidente – totul depinde de complexitatea sistemului.

SURSĂ DE ALIMENTARE DE REZERVĂ

Pentru a crea un sistem care poate funcționa în mod autonom, trebuie să existe și o modalitate de a întrerupe alimentarea cu energie electrică, fără de care automatizarea nu poate funcționa, bineînțeles. Dispozitivele electronice și pompele din sistemul de încălzire nu sunt ieftine și necesită energie de înaltă calitate pentru a le alimenta. Sisteme conectate cel mai bine „plug and play” prin intermediul unui stivuitor. Ca sursă de energie de rezervă, se folosesc fie baterii, fie mini centrale electrice.

Cu ajutorul bateriei de rezervă, curentul continuu de obicei 12 V, dar sunt disponibile și tensiuni mai mari este transformat în curent alternativ de 220 V cu ajutorul unui dispozitiv electronic – un invertor. Calitatea curentului este bună; alimentarea continuă cu energie electrică este destul de lungă și poate fi ușor de mărit prin adăugarea de baterii suplimentare. Invertorul este conectat doar la cei mai importanți consumatori – controlul cazanului, regulatorul și pompele, fiecare dintre acestea consumând maximum 100-200 W, și nu tot timpul.

Capacitatea de generare a mini-aparatajelor electrice poate fi suficientă pentru alimentarea cu energie electrică a unei case întregi, dar problema calității energiei electrice este mai acută. Variația de tensiune a unei stații care funcționează bine se încadrează în limite, dar „unda sinusoidală” poate fi departe de a fi ideală acest lucru este deosebit de periculos pentru pompele cu rotor „umed” din sistemele de încălzire și de apă caldă menajeră . Și nu orice bloc de alimentare ar trebui să fie conectat direct la cazan. Aceasta este explicată pe scurt: Practic, toate aparatele electrocasnice sunt dotate cu o fișă standard cu doi pini care poate fi conectată la priză în orice moment.

Dar unele aplicații inclusiv încălzirea necesită ca polaritatea să fie corectă. „faza” și „minus” acestora trebuie să fie conectate la „faza” și „minus” ale sursei de alimentare. Pentru un sistem montat fix, este ușor de găsit intrările corespunzătoare prin conectarea unui voltmetru între cablul prizei și „masă”: pe un fir veți găsi 220 V, pe celălalt – „aproape zero”. Construcția multor generatoare dar nu a tuturor este de așa natură încât este imposibil să se găsească „minus”: există tensiune pe ambele fire.

Sunt disponibile mai multe metode pentru a asigura funcționarea în siguranță a sistemelor de încălzire în combinație cu sistemele de mini-rețele. De exemplu, este posibil să conectați o baterie de 12 V la stație multe stații au ieșirea corespunzătoare și să convertiți curentul continuu în curent alternativ cu ajutorul unui invertor. Sau folosiți două invertoare: unul convertește curentul alternativ în curent continuu și celălalt convertește curentul continuu înapoi în curent alternativ. Există stații cu convertoare invertoare cu o calitate mai bună a energiei electrice, dar în prezent puterea lor nominală rareori depășește 2,0-2,5 kW, iar pornirea acestor stații se face manual.

O altă componentă recomandată în sistemul de alimentare cu energie electrică este transformatorul de izolare. Treaba sa este de a netezi supratensiunile de energie. Este logic să folosiți acest transformator pentru orice schemă de cablare – chiar și un generator conectat la rețeaua electrică. Pot apărea supratensiuni chiar și în cele mai scumpe centrale electrice, mai ales atunci când se termină combustibilul și motorul începe să „strănute”.

În cele din urmă, merită să ne amintim că alimentarea completă cu energie electrică este destul de costisitoare, mai ales dacă doriți ca sursa de alimentare de rezervă să pornească automat în cazul în care tensiunea de la rețea se întrerupe. Dar cheltuiala este justificată: dacă sistemul îngheață din cauza unor pene de curent sau a lipsei de energie de urgență, reparațiile vor fi mult mai costisitoare.