Разводка котельной с автоматикой

Обновлено: 19.05.2024

Автоматика на котёл отопления своими руками

С наступлением зимы у всех, кто живет в частном доме начинает возникать вопрос об отоплении.

В своем доме я уже как 3 года назад решил этот вопрос. В кооперативе где стоит дом, газа пока что нет, из удобств только свет и вода. Тем не менее все мы люди и когда наступают холодные месяцы греться и обогреваться нужно.

По понятным причинам, выбор пал на твердотопливный комбинированный котел:

Рис.1 - комбинированный твердотопливный котел КУПЕР про. Рис.1 - комбинированный твердотопливный котел КУПЕР про.

Котел очень удобный. Работает как на дровах и угле, так и на электропитании. Единственное чего в нем нет, так это возможности подключения к газу, когда тот появится. В целом себя оправдывает и дает тепла столько, сколько требуется для комфортной жизни.

Единственный минус всех твердотопливных котлов - это уход и обслуживание. Постоянно нужно заготавливать дрова и уголь. Выносить шлак и пепел. Это жуть как напрягает и с приходом зимы в сознании не елка и игрушки, а вот эта пыточная машина =).

Поэтому, спустя 3 года топки, я все же решился подключить ТЭНы на котле, которые там были все это время, но я почему-то считал, что они мне не к чему:

Рис.2 - ТЭНы на комбинированном котле КУПЕР про. Рис.2 - ТЭНы на комбинированном котле КУПЕР про.

ТЭНы располагаются слева от лицевой части котла. В кожухе находится клеммная колодка на которую выходят 3 трубчатых электронагревательных элемента (ТЭН) . Общая мощность нагревательных элементов составляет 9 кВт, по 3 кВт на каждый ТЭН.

Так как силовой линии в подвале нет, пришлось заново прокладывать силовой кабель 5 х 6 мм.кв. в помещение где стоит котёл. Такой кабель может передать 45А или 10 кВт мощности на 1 жиле, мне в самый раз, так как у меня не 3ф напряжение, а однофазное.

Для того, чтобы все это работало как положено, а именно регулировалась температура, мне понадобилась плата управления, которую я купил в китайском магазине электроники:

Рис.3 - плата терморегулятора w1209 Рис.3 - плата терморегулятора w1209

Это замечательная маленькая плата W1209 - терморегулятор. Она позволяет программировать нужный температурный гистерезис (разницу между минимальной и максимальной температурой) в пределах 30ºС.

Настраивается плата очень просто тремя кнопками на передней части:

Кнопка Set - выбор режима работы и настройка параметров каждого режима.

Кнопка " + " - увеличение значения выбранного параметра;

Кнопка " - " - уменьшение значения выбранного параметра.

Для входа в режим настройки, кнопку Set необходимо удерживать нажатой в течении 5 секунд и на индикаторе появится надпись первого режима P0.

Всего режимов 7 : Р0,Р1,Р2,Р3,Р4,Р5,Р6. Каждый из режимов имеет параметры настройки, которые выбираются кнопками "+" и "-". Когда вы находитесь в настройке одного из режимов, чтобы выйти из него нужно кратковременно нажать на кнопку Set, тогда вы перейдете в "главное" меню выбора режимов. Так осуществляется переход от режима к режиму для настройки.

Описание режимов работы платы w1209:

Р0 - общий режим работы терморегулятора. Тут задается его "предназначение", что он будет делать, нагревать или охлаждать. Имеет 2 настройки: С - режим охлаждения, Н - режим нагрева; выбор величины уставки температуры : -50ºС - 110ºС.

Уставка - это базовая температура, относительно которой будет работать гистерезис. Для её задания нужно нажать на кнопку Set в выбранном режиме, например С .

Если включен режим С - то реле замкнет контакты и пропустит через них ток, тогда, когда температура достигнет максимума и разомкнет контакты, когда станет минимальной. Максимальная и минимальная температуры зависят от того, какую температуру вы выбрали в уставке и диапазон гистирезиса.

Если включен режим Н - то реле замкнет контакты когда температура будет минимальная, а разомкнет контакты когда температура достигнет максимального значения.

Р1 - режим настройки гистерезиса . Это разница между температурой включения и выключения контактов реле. Настраивается в пределах от 0.1 - 15 ºС , с шагом в 0.1 ºС . Когда вы выберете данный режим, по умолчанию там уже будет какое-то значение, кнопками "+" и "-" вы можете его с легкостью поменять.

Для примера: если вы установите в параметре Р1 значение гистерезиса равное 3ºС, а в режиме работы Р0 будет стоять H (нагрев) с уставкой в 20ºС, то это будет означать, что когда температура на датчике упадет до 20ºС, контакты реле замкнутся. Если на них находится нагревательный элемент, на него поступит питание, он нагреет то, к чему прислонен датчик температуры до 23ºС и реле отключит контакты, теплоноситель или что-то другое начнет остывать до 20ºС и реле снова замкнет контакты. Этот процесс будет продолжаться пока вы не отключите питание.

Р2 - уставка верхнего предела температуры -45ºС - 110ºС. Для ограничения верхнего предела уставки.

Р3 - уставка нижнего предела температуры -50ºС - 105ºС. Для ограничения нижнего предела уставки.

Р4 - корректировка датчика температуры. Если у вас есть образцовый термометр и вы измерили им значение, а оно не совпадает с показанием платы. В этой настройке вы можете скорректировать показание w1209 и записать корректировку в память. Величина корректировки может быть записана от -7 - 7 с шагом 1. По умолчанию значение 0. Впредь, измеренное датчиком платы значение температуры будет сперва откорректировано, а затем выведено на индикатор.

Р5 - задержка на включение реле. Когда условия будут соблюдены и все температуры находятся в допуске, чтобы реле замкнуло свои контакты, этот параметр откладывает замыкание на время в диапазоне от 0 - 10 минут.

Р6 - предел температуры, при котором плата отключается - аварийный режим. Устанавливается в диапазоне от 0 °C до +110 °C. Выключено по умолчанию.

Если вдруг так вышло, что вы растерялись или не помните что и где настроили, вы всегда можете сбросить все настройки на заводские . Для этого нужно выключить питание, зажать "+" и "-" и подать питание. Дождаться когда на индикаторах появиться надпись "888". Все, настройки сброшены на заводские.

Так, с платой разобрались. Она очень проста в настройке. Но что дальше? Ведь этим реле нельзя управлять ТЕНами на 9 кВт. Реле рассчитано на ток в 20 А при напряжении 14 В, и на ток в 5 А при напряжении в 220 В. Если включить 9 кВт на 220 В это будет ток в 41А., реле просто взорвется.

Схема котельной частного дома: принцип автоматизации и расположения оборудования

В отсутствии централизованного отопления, ответственность за обогрев жилья берут на себя котлы. Для размещения такого оборудования необходимо подготовить отдельное помещение, соблюдая требования и нормы безопасности.

Согласитесь, на первый взгляд задача выглядит сложной. Однако это не так. Зная основы расчетов, правила и принципы проектирования, получится самостоятельно спланировать помещение. Типовая схема котельной частного дома разрабатывается с учетом конкретного вида котла и перечнем дополнительного оборудования отопительной системы.

Мы поможем разобраться в вопросе, опишем особенности разных котельных, обозначим требования и правила их обустройства. Тематические видео-ролики наглядно демонстрируют примеры организации помещений для установки и обвязки котлов.

Виды котельных для частного сектора

Требования к котельным изложены в СНиП с номенклатурным обозначением II-35-76.

В зависимости от места, где находится помещение с установленным в нем отопительным оборудованием, котельные можно отнести к одному из следующих типов:

встроенные;
отдельно стоящие;
пристроенные.

Размеры помещения, выделенного под котельную, выбирают исходя из вида топлива, типа конструкции котла.

Когда обустройство специального помещения для котельной затруднительно, есть еще один вариант — мини-котельная.

Она помещена в собранный по принципу металлоконструкций контейнер, расположить который можно во дворе дома. Останется только подключить мини-котельную к коммуникациям.

Галерея изображений Для устройства автономного теплоснабжения производственных зданий допускается устройство встроенных, отдельно стоящих (иначе крышных) и пристроенных помещений под котельные. Обустройство встроенной котельной в многоэтажках запрещено В организации независимого отопления частных домов допускается сооружение пристроенных и крышных видов котельных Как пристроенную, так и крышную котельную нельзя располагать со стороны входных групп и стены с оконными проемами Кроме помещения самой котельной и расположения в ней оборудования необходимо создать проект системы дымоотвода. Он разрабатывается в индивидуальном порядке на основании конкретных аэродинамических данных Выбор котельной по типу размещения Отдельно стоящая котельная Место расположения частной котельной Система отведения продуктов сгорания

Не очень большая популярность таких модулей объясняется их довольно высокой стоимостью. Если имеется перспектива отвести место под котельную в подвале, можно купить оборудование по отдельности. Тогда система отопления обойдется гораздо дешевле.

Мини-котельная во дворе рядом с особняком избавляет от проектных работ, возведения и обустройства отдельного помещения, устройства вентиляции. В контейнере уже есть все, что нужно для эффективного функционирования отопительной системы

Проектирование домашней котельной

На отопление дома уходит значительная часть семейного бюджета. Поэтому на стадии проектирования системы следует стремиться к ее максимальной оптимизации путем выполнения точного расчета схемы котельной для загородного жилья.

Потребуется просчет всех вариантов расположения оборудования, включая котел, расширительный бак, радиаторы, а также учет особенностей разводки и циркуляции.

Проектируя котельную, необходимо исходить из требований нормативных документов. В помещении, где установлен котел, часто монтируют дополнительный подогрев, поскольку выделяемого самим агрегатом тепла бывает недостаточно (+)

В грамотно составленной принципиальной схеме котельной должны быть отражены все элементы и соединяющий их трубопровод.

Стандартный чертеж включает: котлы, насосы — подпиточные, сетевые, циркуляционные, рециркуляционные, баки — конденсационные и аккумуляторные, теплообменники, вентиляторы, устройства подачи и сжигания топлива, пульты управления, тепловые щиты, деаэратор воды.

Возможные варианты схем

При составлении типовой схемы котельной можно взять за основу один из двух вариантов тепловых сетей:

Монтаж открытой схемы менее затратный, но обходится дороже в процессе эксплуатации. Второй вариант более сложный на начальном этапе, зато утечка теплоносителя практически сведена к нулю, поскольку система герметична. Такую схему используют в большинстве частных домов.

В состав закрытой системы входит котел, обеспечивающий горячим теплоносителем как систему отопления, так и водонагревательный контур, замкнутый трубопровод горячего водоснабжения.

Циркуляция теплоносителя осуществляется здесь принудительно посредством насоса. Это позволяет при монтаже труб, не особенно заботясь об уклонах, прокладывать их как более удобно.

Галерея изображений Схемы открытого отопления устраивают с естественным движением теплоносителя. Для стимуляции его перемещения к приборам котлы нередко размещают в цокольном этаже Расширительные бачки открытых отопительных контуров располагают в наивысшей точке системы. Чаще всего устанавливают на нежилом чердаке, который следует утеплить В устройстве закрытой системы место расположения котельной относительно приборов отопления непринципиально, ведь движение теплоносителя стимулируется насосами В закрытом отопительном контуре используется экспанзомат - замкнутый расширительный бачок, устанавливаемый преимущественно перед теплогенератором Расположение оборудования в цокольном этаже Открытый расширительный бачок Организация котельной для закрытой системы Расширительный бачок закрытой схемы отопления

Требования к помещению котельной

Существует 2 вида требований, выдвигаемых к котельной в частном доме — общие и конкретные в зависимости от категории применяемого топлива.

К требованиям первого вида относятся:

В одном помещение допускается установка максимум 2 котлов, какой бы ни была его площадь.
При строительстве и отделке котельной недопустимо использование материалов, не соответствующих требованиям пожарной безопасности. Для возведения стен необходимо использовать кирпич или бетонные блоки, а в виде отделки — штукатурка или плитка. На полу должно быть бетонное или металлическое покрытие.
Вентиляция и дымоход должны соответствовать установленному оборудованию. Особые требования предъявляют к вентиляции в случае использования оборудования, работающего на газе. В любом случае воздух в помещении должен циркулировать и обновляться не менее 3 раз в течение 60 мин.
Обязательное условие — наличие окна и двери, открывающейся наружу. Возможно наличие второй двери, ведущей в подсобное помещение, но выполнить ее нужно в соответствии с условиями противопожарной безопасности.

Площадь помещения котельной следует рассчитать исходя из характеристик оснастки, которую планируется установить и с учетом дополнительных квадратных метров для удобного обслуживания.

Существует еще ряд дополнительных требований к помещению и оборудованию котельных, зависящих от принятого решения относительно вида топлива.

Галерея изображений Основной агрегат системы, котел, и оборудование, предназначенное для работы, а также контроля контуров отопления необходимо располагать в котельной так, чтобы был обеспечен доступ как к теплогенератору, так и прочим компонентам для обслуживания Замкнутые помещения должны быть обеспечены вентиляционными отверстиями. Если воздух подается снаружи дома, сечение вентиляционных отверстий рассчитывается как произведение 600 мм² на каждый кВт котлоагрегата Строительные конструкции в котельной должны быть отделаны невозгораемыми материалами. В возведенных из древесины постройках стены штукатурят, защищают асбестом и жестью Под установку напольных твердотопливных, жидкотопливных и газовых котлов основание необходимо укрепить. В идеале нужно соорудить собственный, отдельный от основного фундамент В одной котельной не допускается устанавливать более двух теплогенераторов, независимо от того, настенного или напольного они типа При использовании жидкого или твердого типа топлива необходимо заранее продумать и предусмотреть место для складирования дров/торфа/угля или резервуары для солярки, а также пути подъезда машин для пополнения запасов Помещение под котельную должно быть оборудовано отверстием для подключения дымоотвода к наружной части дымовой трубы или устроенным в стене каналом При проектировании обвязки котла необходимо продумать наиболее рациональный вариант слива воды из системы по завершению сезона или на случай долгого отсутствия владельцев Правила расположения котла в помещении котельной Обеспечение вентяляционных отверстий Специфика отделки поверхностей в котельной Основание для установки теплогенератора Максимум два агрегата в котельной Проектирование схемы хранения топлива Проектирование системы дымоудаления Возможность слива воды из контура

Оборудование для обустройства котельной

Независимо от выбранного вида топлива технологическая схема любой котельной включает приблизительно одни и те же обязательные элементы. Главное место в котельной занимает котел. Здесь теплоноситель нагревается, а затем по трубопроводам поступает в радиаторы.

Если дом имеет большую площадь, то необходима установка коллектора. Элемент распределяет теплоноситель между отопительными приборами, объединенными в отдельные группы. На коллектор устанавливается гидрострелка, представляющая собой полую трубу с выходящими из нее патрубками.

Система отопления с гидравлическим распределителем. При наличии в схеме гидрострелки температура теплоносителя при запуске оборудования повышается быстрее. Она стабилизирует давление, температуру, защищает от гидроударов

Расширительный бак также неотъемлемый элемент схемы. Не обойтись в частном доме и без водонагревателя, обеспечивающего его жильцов горячей водой. Современную котельную обязательно снабжают автоматикой, контролирующей все параметры системы.

В любой схеме есть трубопровод для подачи теплоносителя, запорная арматура, позволяющая выполнять регулировку и настройку системы отопления.

В отопительной системе обязательно есть две взаимосвязанные системы:

Обе системы не менее важны, чем котельное оборудование.

Чтобы реализовать схему автоматизации частной котельной, нужно вложить дополнительные средства. Совсем недорого обойдется простой термостатический вентиль, а программируемые системы во много раз дороже.

Постоянная работа обычного котла в одном режиме влечет за собой большой расход электроэнергии и денежных средств. Поэтому затраты на приобретение блока автоматики быстро окупаются в процессе эксплуатации.

Автоматика в частной котельной является гарантией функционирования отопительной системы с максимальной эффективностью, что позволяет обеспечить проживающим в доме комфортные условия

Установив автоматику, хозяин дома может отрегулировать отопительный процесс в соответствии со своими потребностями. Благодаря этому счета за потребленные энергоресурсы сократятся в 2 раза.

Управление котлом в автоматическом режиме дает возможность:

Отключить котел в случае возникновения нестандартной ситуации. Осуществить автоматический пуск или остановку котла в действующем режиме. В зависимости от наружной температуры устанавливать температуру нагрева.
Управлять ветвями отопления или водонагрева котла, имеющего 1 камеру сгорания.
Регулировать температуру воды или другого теплоносителя.
Вносить коррективы в работу насосов циркуляции или рециркуляции, если отопление отопления в доме устроено по закрытой схеме. В этом случае без автоматики функционирование системы невозможно.

Важнейшим элементом системы отопления является термостат. Его функция заключается в регулировании температуры как в отдельной комнате, так и в доме полностью.

Существует много видов термостатов — от простых механических до погодозависимых. Последний — самый технологичный, выгодный, но и очень дорогой.

Система управления отоплением состоит из температурного контроллера (1), датчика температуры наружного воздуха (2), исполнительного элемента (3), датчика температуры теплоносителя (4), дисплея для подключения к системе управления, находящейся извне (5), циркуляционный насос (6), подача теплоносителя (7), контуров потребителей (8) (+)

Цена автоматики зависит от типа используемого котла, от наличия теплого пола, солнечных коллекторов и т.д. Чтобы не потратить лишних средств, следует проанализировать особенности всех схем, рассчитать стоимость. Сделать это самостоятельно довольно сложно, но всегда можно обратиться с этой проблемой к специалистам.

Газовая котельная для вашего дома

Газ — вещество взрывоопасное, поэтому требования к газовым котельным очень строгие. Если для отопления дома достаточно котла мощностью до 30 кВт, то надобности в отдельном помещении для котельной нет.

Котел можно разместить на хорошо вентилируемой кухне на стене из негорючих материалов при условии, что объем помещения — минимум 15 м ᶾ, высота от пола до потолка от 2,5 м, площадь пола — от 6 м².

Если в помещении кухни нет стен из негорючих материалов, то котел устанавливают на оштукатуренную и изолированную специальным экраном поверхность

Все требования к газовым котельным связаны с предотвращением последствий возможных утечек газа. С этой целью площадь окна в помещении, где установлено газовое оборудование, начинается от 0,5 м², а ширина двери от 0,8 м.

Дымоход такой котельной должен возвышаться над коньком крыши минимум на 500 см и иметь дополнительный канал для чистки. На дымоходе и вентиляции необходимо устанавливать сборники конденсата.

Когда газ поступает к котлу, происходит включение электронного или пьезорозжига. Возникает искра и от нее зажигается запальник, а от него и основная горелка, нагревающая теплоноситель до заданной температуры. Далее, автоматика отключает горелку

Если мощность газового котла превышает 30 кВт, то для него необходимо отдельное здание.

Требования к отдельно стоящему помещению котельной изложены в строительных нормах:

фундамент здания котельной должен быть обособленным от фундамента дома;
в бетонном растворе, используемом при возведении здания, должен присутствовать определенный процент песка;
под котел устраивают отдельный фундамент, приподымая его над чистовой отделкой пола на 0,2 м;
под котел необходима подложка из плоского шифера или кафеля выступающая за его пределы на 0,1 м по всему периметру;
для спуска теплоносителя, в случае аварийной ситуации, котельную обязательно оборудуют канализацией;
в радиусе 0,7 м вокруг котла пространство должно быть свободным;
внутренняя отделка должна иметь коэффициент огнестойкости 0,75 ч.

Есть специальные нормативные требования и к самому котлу, поскольку он относится не к бытовой технике, а к категории сложного инженерного оборудования. Газовые котлы, как и все остальные, применяемые в бытовом секторе, должны иметь сертификат, удостоверяющий, что они прошли экспертизу на безопасность.

Контролирующие службы никогда не дадут разрешения на ввод в работу котельной с газовым котлом, если в помещении нет газосигнализатора.

Котельная с твердотопливным котлом

Согласно с требованиями строительных норм, твердотопливные котлы устанавливают только в нежилых помещениях. Если мощность агрегата большая, потребуется строительство отдельно стоящей котельной.

Каким должно быть помещение

К помещению под твердотопливный котел выдвигается ряд требований:

дистанция между дверцей топки и стеной — от 1,2 до 1,5 м;
расстояние от боковых стенок котла до стены, выполненной из несгораемого материала или защищенной специальным экраном — не менее 1 м;
промежуток между задней стенкой котла и поверхностью из сгораемого материала с защитным экраном — минимум 0,5 м для котлов с задним подключением;
запрет на надстройки над помещением котельной;
эффективная приточная вентиляция, находящаяся в нижней части в виде промежутка между дверью и полом или отверстия в стенке.

Если стена выполнена из материала, отвечающего требования противопожарной безопасности, то допустимо трубу, находящуюся за котлом, крепить к ней посредством кронштейнов.

Чтобы эксплуатировать ТТ с параметрами 1х0,8 м у основания хотя бы с минимумом комфорта, нужно установить его в помещении 2,8х2,5 м. С возрастанием габаритов агрегата увеличивается и площадь котельной.

Планировать монтаж котла на твердом топливе нужно еще на этапе строительства дома, чтобы заранее отвести место под дымоход

Если котельная имеет вид пристройки, то правильное место нахождения для нее — глухая стена. Дистанция до окон и дверей как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, должна составлять не менее 1 м. При нахождении котельной в подвале, цокольном или первом этаже необходимо установить дверь, открывающуюся наружу.

Оборудование для твердотопливной котельной

Функциональная и грамотно составленная схема котельной с твердотопливным котлом должна включать ряд элементов:

Теплогенератор, оснащенный соответствующими бункерами, камерами для топлива и т.д.
Обвязку ТТ котла, состоящую из циркуляционного насоса, 3-ходового клапана, группы безопасности.
Дымоход.
Водонагреватель накопительный для снабжения дома горячей водой.
Автоматику — погодозависимую или внутридомовую.
Систему пожаротушения.

В качестве топлива для ТТ применяют уголь, торф, дрова. Диаметр дымохода в котельной с ТТ агрегатом должен быть равным сечению патрубка котла. В помещении необходима вытяжная вентиляция, рассчитанная так, чтобы на каждые 8 см² ее площади приходился 1 кВт мощности котла. Если котел установлен в подвале, этот параметр умножается на 3.

Вокруг основания котла необходимо проложить стальной лист. Нужно чтобы он выступал с каждой стороны на 1 м. Слой штукатурки на стенах по толщине должен быть не меньше чем 3 см.

В самом дымоходе, имеющем по всей длине одинаковое сечение, предусматривают отверстия для сбора и удаления копоти. Обязательным атрибутом являются средства для тушения возгорания.

Качественный твердотопливный котел способен превратить в тепловую энергию любой вид твердого топлива. Это позволяет экономить денежные средства

На 1 кВт мощности ТТ котла должно приходиться около 0,08м² площади остекления. Предельно допустимая площадь котельной — 8м². Если топку планируют загружать углем, то электрическую проводку необходимо защитить от угольной пыли, т.к. она может взорваться при определенной концентрации.

Преимущества котла на жидком топливе

Установить жидкотопливный котел намного проще, чем газовый или твердотопливный аналог. Поместить его можно в доме и во дворе.

Главное преимущество — отсутствие необходимости в согласовании и получении разрешительной документации. Все что требуется от хозяина дома, это предусмотреть свободный подъезд машины с топливом и регулярно заправлять котел.

Если рядом с загородным домом не проходит газовая магистраль, можно установить в котельной агрегат, работающий на дизельном топливе. Двухконтурный котел и дом обогреет, и обеспечит жильцов теплой водой

Для получения 10 кВт мощности расходуется около 1 л дизтоплива, но точный расход зависит от качества топлива. В средней полосе при площади дома в 200 м² на отопительный сезон потребуется около 5 тыс. л топлива. Дымоход нужно периодически чистить.

Для установки дизельного котла в среднем необходимо 4 м². Если приточная вентиляция обеспечивается путем поступления воздушного потока из других помещений дома, то на 1 кВт мощности котла должно приходиться минимум 30 смᶾ воздуха. При внешней вентиляции эта цифра уменьшается до 8 смᶾ.

Электрический котел для частной котельной

Из всех моделей, используемых в частном доме, самым безопасным является электрический котел. Под него не обязательно оборудовать отдельную котельную. При нагреве теплоносителя не выделяются какие-либо продукты сгорания, поэтому и вентиляция для него не нужна.

Монтаж таких котлов выполняется просто, они не создают шума во время работы, за ними легко ухаживать. Электрокотлы имеют высокий КПД, достигающий в отдельных случаях 99%. Недостатком являются высокие требования к мощности сети, а также зависимость от ее стабильной работы.

Поместить электрический котел можно в любом уголке дома, лишь бы это было удобно. Он потребляет много электричества и чаще всего его используют в виде дополнительного источника тепла

Подключение электрического котла выполняют по разным схемам: соединяют его с радиаторами отопления, предусматривают возможность монтажа каскада в случае, когда нужно обогреть большую площадь.

Обвязку выполняют по двум схемам — прямой и смесительной. В первом случае температуру регулируют при помощи горелки, а во втором — с использованием смесителя с сервоприводом.

Выводы и полезное видео по теме

Информация об автономной котельной в доступной, даже для человека далекого от этой темы, форме:

Если вы находитесь на этапе выбора котельного оборудования, вам будет полезной информация, изложенная в этом видеоматериале:

Видео с подробной схемой котельной с твердотопливным котлом:

Последние разработки компаний, выпускающих котельное оборудование, направлены на снижение энергопотребления за счет низкотемпературных программ.

Главную роль в вопросе экономии автоматике, позволяющей выбирать оптимальные режимы, регулировать температуру таким образом, чтобы уровень нагрева снижался без ущерба для общего комфорта. Эти нюансы обязательно нужно принимать во внимание при составлении схемы котельной для своего дома.

Если у вас есть опыт в обустройстве котельной частного дома, пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями. Оставляйте комментарии и задавайте вопросы по теме в форме ниже.

Автоматика котельной

В посте Мой загородный дом ч.6 я упомянул, что для управления котельной нужно было делать что-то уникальное. В моем доме сердцем системы отопления является установка АВН 240 компании, состоящая из:

- механического фильтра (карманного типа)

- водяной нагревательной кассеты

- внутреннего блока теплонасоса

Выглядит, примерно как на картинке из Интернета:

У меня справа несколько упрощенная версия, сделанная из воздуховода - в нее устанавливается механический фильтр вместо УФ лампы (черный вертикальный прямоугольник справа). Слева сверху испаритель теплонасоса/кондиционера, справа большой прямоугольник с блестящей гофрой (у меня вместо нее жесткая труба, подключенная выше испарителя) - увлажнитель, под гофрой электрокассета (у меня нет), еще ниже выход двух дюймовых труб - водяная кассета, затем технологическая крышка доступа к вентилятору. Снизу между колоннами стоит электростатический фильтр.

Для управления всем этим хозяйством продается блок автоматики:

Опишу кратко входы и выходы:

РЕЖ.ВЕНТ. - постоянная вентиляция, даже если термостат не требует. Включать (замкнуть B1 и B2) надо, когда в доме есть люди, чтобы свежий воздух из приточной вентиляции "растекался" по помещениям.

R, C - питание 24В

W1, W2 - первая и вторая ступень нагрева котла

G - включение вентиляции

O - инверсия работы теплонасоса (тепло/холод)

Y - включение теплонасоса

H - включение увлажнителя.

HR - тоже, что и R.

выбор типа установленного ККБ: Ос-ТН - теплонасос, Ос-К - только кондиционер

220В: L, N - питание блока автоматики

НАСОС - используется при подключении водяной кассеты

Lц - замыкается на L при включении обогрева

Lо - замыкается на L при включении охлаждения

24В - для подключения увлажнителя

ЭЛ. НАГР. - для подключение электрокассеты

Э1 - первая ступень нагрева (замыкается на L)

Э2 - вторая ступень нагрева (замыкается на L)

ВЕНТ. - подключение вентилятора АВН

R - питание от ККБ

Y - включение ККБ

O - режим холод/тепло

Данное устройство необходимо, так как основная масса элементов АВН американские, которые управляются переменным напряжением 24В. Но, есть ряд устройств, которые сделаны у нас в России и они не понимают данного типа сигналов. Например, циркуляционные насосы.

У меня есть несколько источников тепла. Теплонасос (ТН), газовый котел (ГК), электрокотел (ЭК) с двумя ТЭНами, которые необходимо включать по одному (БА включает либо Э1, либо Э1+Э2), так как их суммарная мощность 9+12 = 21 кВт (а выделенная у меня 15 кВт), дровяной котел (ТТК) и теплоаккумулятор (ТА). Таким образом, если ТА нагрет, то при любом требовании тепла надо включать именно ТА (даже не ТН). ТТК работает исключительно на ТА, поэтому его можно исключить. ГК включать нужно только при отсутствии свободной мощности для включения ЭК (нужно 9 кВт, сигнал идет от ОМ-310 из главного щитка). Еще есть БКН, который тоже надо загружать. Условная схема всего (вместо ГВС надо читать ХВС):

Прикинув, сколько мне потребуется релюх, чтобы все это обвязать, я решил взять программируемое реле и парсить им сигналы на выходе блока автоматики. Прикинув, сколько мне нужно входов и выходов, я выбрал ОВЕН ПР100-220, спроектировал щит.

На очередном сеансе связи с представителем фирмы, проектировавшей и монтировавшей систему отопления, я узнал некоторые подводные камни блока автоматики, которые были мне не очевидны. Начнем с того, что БА не знает о существовании бойлеров косвенного нагрева (БКН). Т.е. у нас на улице мороз, условно -20 градусов, теплонасос не работает, для обогрева используется электрокотел и водяная кассета АВН. Но что происходит, когда надо нагреть БКН? А все очень просто, в классической схеме трехходовый клапан переключает работу котла на бойлер и его грузит. Водяная кассета моментально охлаждается и на вас дует холодным воздухом. Это не есть хорошо. Вторая проблема заключается в том, что при отоплении с помощью теплонасоса в холодное время года, он периодически переключается в режим оттаивания. Т.е. он переключается в режим охлаждения и несколько минут (до 25) может работать на охлаждение дома. И в этом случае будет еще холодней. Есть рекламации на выход из строя схем питания вентиляторов, которые создают +10В для схемы регулировки скорости вращения, а они довольно дорогие. Кроме того, как мне сказали установщики, есть еще 4-я проблема: когда включается нагрев водяной/электро кассетой, то надо принудительно отключать теплонасос, так как он в этом случае уходит в ошибку (кассеты ставятся под испарителем ТН). Правда, мои эксперименты пока не подтвердили возможность одновременного включения этих устройств термостатом.

Тут следует немного рассказать, как вообще работает термостат. По проекту, у меня должен быть термостат Google Nest 3gen Learning Thermostat. Это ядреное устройство, которое поддерживает до 7 сигнальных линий, плюс от 1 до 3 линий питания (3-я очень редко используется). Кроме того, по тому же проекту кабель от термостата до БА должен быть КСПВ 5 (5 - число жил). Мне несколько повезло, я не нашел такой кабель, а нашел минимум на 6 жил. На всякий случай взял на КСПВ-8х0.5. О чем сильно жалею, надо было брать минимум на 9 жил и потолще (от 0.75). Термостат замыкает (с помощью "твердотельного реле") одну из подключенных линий Rн или Rc на сигнальные линии. Сигнальные линии обозначаются по цвету проводов, которые к ним надо подключить, правда, в инструкции везде написано, что надо проверять соответствие. R - red, G - green, Y - yellow, W - white, C - cyan, O/B - orange/brown (O и B - это один сигнал, только имеющий обратный смысл, задаваемый в настройках: O - тепло/холод, B - холод/тепло). Базовый набор поддерживаемых сигналов: Y1, Y2, O/B, G, W1, W2, HUM. На самом деле, часть из них можно переназначить, но для меня (да и многих владельцев АВН) смысла в этом особо нет. Данный термостат умеет получать питание по сигнальным линиям. Для этого внутреннее сопротивление линии должно быть меньше какого-то порога. В интернете можно найти рекомендацию использовать резистор 220 Ом. Но лучше всего он работает при наличии линии C (common), в этом случае он сразу работает на 100%, не требуя несколько часов на зарядку батареи.

Под это дело нашел бесплатный EasyEDA и с помощью знакомого электронщика (который подсказал тип диодов и емкость конденсаторов) спроектировал плату, которая тупо вставляется в ПР200 вместо штатного винтового разъема. Кроме того, там же мне изготовили инженерные образцы и доставили (монтаж мой):

На фото видно, что большие резисторы напаяны криво, при проектировании я убедился, что сопротивление Y1-C должно быть порядка 800 Ом, тогда зарядка уже идет нормально. Но вот на практике, когда кабель от термостата до этой платы был 10 метров и сечением 0.5, то зарядка не шла. Пришлось снизить сопротивление до 300 Ом. А это, между прочим, более 2 Вт рассеиваемой мощности при активации сигнала, поэтому пришлось городить кучу резисторов для отвода тепла. Перемычки используются для выбора линии для зарядки термостата. Это либо Y1, либо W1 (тут еще надо проверить, похоже, зарядка должна идти по W2).

Процесс написания и отладки программы (схемы) для ПР200 я приводить не буду. Перечислю лишь реализованные возможности:

- управление ЭК/ГК в зависимости от наличия свободной мощности э/э.

- контроль температуры воздуха на входе и выходе АВН 240.

- контроль температуры подачи и обратки вентиляции подвала.

- встроенный термостат, который можно включить при отсутствии гугловского.

- управление вентиляцией подвала через Modbus RTU 0-10В.

- загрузка ТА с помощью ЭК, ночью и/или по требованию.

- загрузка БКН с помощью ЭК по требованию (термостату БКН) и ночью с перегревом (т.е. отключение лишь через несколько минут после срабатывания термостата).

- включение обогрева поддона ККБ при его разморозке.

- возможность настройки мощности вентилятора для разных режимов работы системы.

- возможность настройки мощности для двух ступеней работы теплонасоса в каждом режиме (нагрев и охлаждение).

В данный момент щит выглядит так:

Так как я еще не закончил ряд экспериментов, поэтому решил не обрезать провода, из-за этого он выглядит очень страшно. Кроме того, надо переключить питание насосов, а то они на временной схеме, когда не было достаточно автоматов.

Очень оценил Modbus (RS485). Классная штука, можно кучу всего обвязать одной лишь витой парой (кабель UTP).

В ходе разговора представитель фирмы сказал мне, что кто-то сделал копию контроллера Mitsubishi PAC-IF012B-E, который управляет ККБ. Данный контроллер очень сложный, поддерживает кучу ненужных функций, а стоит 20% самого ККБ. Было бы очень круто избавиться от него, переместив логику управления ККБ в ПР200. К сожалению, я совершенно не знаю, протоколов управления. Мне известно лишь:

- ККБ с контроллером соединяются 3 проводами: L, N, D, где D - данные, в спецификации указано между N и D напряжение 24В. Есть вариант подключения 2 проводами: N, D (тогда L, N контроллеру нужно подключать отдельно). Отсюда могу сделать вывод, что передача данных или RS485, или 1wire.

- к контроллеру подключается 3 термодатчика, один на входящий в испаритель воздух (не обязательно в моем случае), второй на линию низкого давления, трений на линию высокого давления.

- в ККБ встроен дроссель, управляющий магистралью высокого давления.

Таким образом, чтобы управлять ККБ без контроллера нужно:
1. выяснить протокол управления

2. выяснить алгоритм управления дросселем в зависимости от температур магистралей

3. заменить термодатчики на те, что может обслуживать ПР200 (термосопротивления, не более 4000 Ом; например, Pt1000).

К сожалению, первые 2 пункта я выполнить сам не смогу, так как у меня отсутствует соответствующее оборудование (осциллограф), и желание недостаточно сильное, чтобы рисковать дорогим устройством. Но, если бы нашелся кто-нибудь, кто владеет информацией, то я был бы рад.

Автоматизация котельной

Работу инженерных систем в современном загородном доме регулируют автоматические системы управления. Это обеспечивает удобство пользования отопительными приборами и, главное, эксплуатация автоматизированных котлов обходится дешевле работы обычных отопительных приборов. Автоматика, так сказать, «гармонизирует» режим работы оборудования с потребностями и комфортом домовладельцев. Регулировка мощности котла в зависимости от наружной температуры и времени суток позволяет снизить потребление энергоносителей при увеличении КПД агрегата. Требования к автоматике котла определяет его функциональная нагрузка: при нагреве воды для радиаторов автоматическое оснащение минимально, а наличие таких опций, как бассейн, теплый водяной пол или зимний сад значительно увеличит спецификацию устройств регулировки. Обязательным является автоматическое перекрывание газовой трубы при утечке газа. Вообще, вложения в высокие технологии окупятся со временем за счет экономии топлива, а бонусом станет удобство управления отоплением вашего дома.

Газовый котел BAXI LUNA-3 электронным управлением, фото компании «Байкал-Санкт-Петербург» Газовый котел BAXI LUNA-3 электронным управлением, фото компании «Байкал-Санкт-Петербург»

В идеале всем оборудованием котельной должен управлять один контроллер. Для этого лучше использовать недорогие серийные изделия, чтобы в случае поломки замена не представляла бы каких-нибудь сложностей. Таким блоком управления может быть обычный компьютер с установленной программой диспетчеризации и настроенным на получение информации от всех аварийных датчиков, снятия показаний со счетчиков и т.д. Если к отопительному котлу подключен водонагревательный контур, то в функции блока управления будут включены корректировка работы обоих контуров, оптимизация температурных режимов нагрева воды и отопления, регулирование работы насосов и циркуляции воды в системе.

Существует два типа автоматики котельной:

- Автоматика безопасности, обязательный элемент любого котла и самый важный его элемент.

- Автоматика регулирования, осуществляющая процесс управления подачей тепла, расхода топлива и остальными параметрами, которые возникают в процессе работы котельной.

Автоматика безопасности твердотопливных котлов – это простейший, как правило, тип автоматики, рассчитанный на несколько аварийных параметров: увеличение температуры (выше заданного) и увеличение/уменьшение давления в системе. Автоматика безопасности дизельных и газовых котлов намного сложнее. Здесь используются более сложные элементы, срабатывающие уже по большему количеству параметров: повышение/понижение давления теплоносителя в системе, погасание или проскок факела в топке, увеличение / уменьшение температуры и уменьшение уровня топлива. Автоматика регулирования таких котлов различна: от самой простой (ручное управление) до усложненной (дистанционный запуск и автоматическая балансировка). Функция дистанционного запуска позволяет включить (разжечь) котел на удаленном расстоянии путем GSM (сотовой связи). На специальный модем подается сигнал с Вашего мобильного телефона, и процесс розжига запускается автоматически, что позволяет включить отопление на расстоянии и приехать уже в натопленный дом.

Ручной запуск - наиболее упрощенный процесс, но также автоматизированный. Для того чтобы растопить котел, больше не нужны спички или зажигалка, весь этот процесс автоматизирован. Нужно только нажать на кнопку - режимы горения и циркуляции, а также расход топлива в зависимости от заданных параметров температуры воздуха в отапливаемых помещениях установит автоматика.

Всеми этими процессами теперь управляют современные микропроцессорные модули. Не нужно, как раньше, крутить ручки вентилей и задвижек: все автоматизированные запорно-регулирующие элементы также имеют электронный способ управления.

Современная автоматика может быть снабжена опцией «дом-улица», в которой совмещены датчики уличной температуры и температуры внутри помещений. Модуль реагирует на изменение температуры воздуха на улице и регулирует процесс отопления так, что в помещениях всегда поддерживается заданная температура, вне зависимости от изменений уличной температуры воздуха. Также современные модели автоматики обладают программами и функциями, позволяющими автоматически поддерживать тот или иной режим отопления. Допустим, что всю ночь котел работает в экономичном режиме и потребляет малое количество топлива, а к определенному времени интенсивность его работы увеличивается. То есть в ночное время топливо экономится, а ко времени пробуждения владельцев система прогревает помещение. Стоимость автоматики варьируется от 700 до 2000 (и более) евро.

Иванов Вячеслав, коммерческий директор ООО «Байкал-Санкт-Петербург»

Хотелось бы заметить, что автоматическое управление не должно решать проблемы работы только отопления или другой инженерной системы. Напротив, в идеальной схеме все системы дома интегрированы в единый комплекс с одним центром автоматического управления и мониторинга. Ведь очевидно, что отопление не может быть независимо от вентиляции, электро- и водоснабжения. Поэтому вся инженерия дома проектируется и монтируется как единая система, взаимозависимо использующая энергоресурсы. Более того, рациональным решением считается размещение всей автоматики, управляющей инженерным оборудованием, в помещении котельной.

Читайте также: