РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОТОПЛЕНИЕМ В ЧАСТНЫХ ДОМАХ

Статья касается создания системы автоматизации отопления в частном доме. Систему, которая соответствует всем современным требованиям и стандартам, которая проста в использовании и не требует больших вложений, в которой весь функционал будет задействован. В такой системе в любой момент можно переключиться на ручное управление.

Самое главное в доме – это уют. Это значит, что в помещении должна поддерживаться температура, нормальная для комфортного проживания человека. Нормальная комнатная температура по научным вычислениям составляет от 20°С до 25°С, без учёта влажности воздуха.

На рисунке 1 представлена принципиальная гидравлическая схема системы отопления, спроектированная для выбранного частного дома.

Рисунок 1. Принципиальная гидравлическая схема системы отопления жилого дома.

В связи с отсутствием возможности использовать в качестве источника тепла газ и электричество, был выбран вариант с твердотопливным котлом КЧМ-5. Также в систему включена теплоаккумулирующая емкость BA-100, основная задача которой состоит в заборе излишнего “тепла” в системе и сохранение при неработающем отоплении. Для защиты системы отопления от чрезмерного роста давления в котле предусмотрен предохранительный клапан VALTEC VT.1831.N.06. В том случае, если клапан сработал, необходимо восстановить требуемый объем теплоносителя в системе. Для этого предусмотрен подмес холодной воды с помощью циркуляционного насоса ET0, управляемого настраиваемым реле давления RDM-5.

Система отопления состоит из двух контуров: контур отопления, представляющий собой классическую трубную систему, и контур теплых полов, обеспечивающий более комфортное распределение тепла.

Чтобы тепло равномерно проходило через всю систему от котла, подключаются два циркуляционных насоса ET1 и ET2. Для обеспечения необходимой разницы температур в прямой (Т11, Т12) и в обратной (Т21, Т22) линиях используются трёхходовые краны ESBE VRG-131, которые автоматически поворачиваются на нужный угол, подмешивая горячую воду от котла, с водой из обратной линии.

Управление уровня холодной воды в баке ATV-500 обеспечивается регулятором уровня ОВЕН САУ-М6: на основании сигнала от датчика уровня ОВЕН ДУ.3 включает/выключает погружной колодезный насос QE-200.

Чтобы обеспечить горячей водой пользователя используется электрический накопительный водонагреватель ASBR.

На рисунке 2 показано подключение источника бесперебойного питания насоса. От дифференциального автомата UA 40 через сетевой фильтр FS-220, который, подавляя помехи и скачки, стабилизирует подаваемое напряжение. От сетевого фильтра подключен источник бесперебойного питания, который включает в себя инвертор IBP и аккумулятор HRL12. К инвертору так же подключен насос ET1, который, как известно из гидравлической схемы, циркулирует воду от котла к батареям отопления и обратно. Параллельно в схеме присутствуют насос ET2, циркулирующий теплоноситель к трубам в полах, и накопительный водонагреватель ASBR.

Рисунок 2. Подключение источника бесперебойного питания насоса.

На рисунке 3 представлено продолжение принципиальной электрической схемы для системы отопления в частном доме. Оно включает в себя контроллер для измерения уровня воды в баке SAUM6 от фирмы ОВЕН, который питается от сетевого фильтра FS-220. К его токовым входам подключен трёхэлектродный датчик уровня. Два электрода этого датчика являются верхней и нижней границами уровня воды, а третий – общий. К выходам контроллера подключен насос QE-200, который закачивает в бак воду из скважины. Чтобы на выходе контроллера не сгорело реле, насос подключен через электромагнитный пускатель A2.

Рисунок 3. Продолжение принципиальной электрической схемы для системы отопления в частном доме.

На рисунке 4 представлено продолжение принципиальной электрической схемы для системы отопления в частном доме. Здесь от сетевого фильтра FS-220 питаются контроллеры E99K21 и E99K22, которые являются, в свою очередь, и сервоприводами. Они управляют степенью открытия кранов VRG-1311 и VRG-1312 соответственно. На входе каждого из контроллеров E99K21 и E99K22 установлены NTC термисторы DT1 и DT2, измеряющие температуру в трубах. Контроллер считывает показания температуры с NTC термисторов и, в зависимости от этих параметров, посылает сигналы к сервоприводу, вращая его в прямом или обратном направлении.

NTC термисторы – это полупроводниковые приборы, электрическое сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры. NTC термисторы работают таким образом, что при увеличении температуры их сопротивление наоборот уменьшается [1].

Рисунок 4. Продолжение принципиальной электрической схемы для системы отопления в частном доме.

Проект предоставляется набором из технических средств автоматизации и дополнительного оборудования. Стоимость монтажных работ не учитывалась. Следовательно, стоимость разработанного проекта равна сумме стоимостей всех приборов, используемых в проекте.

При подсчёте общая стоимость всех приборов на создание системы автоматического управления отоплением составила около 151 000 рублей, что не слишком дорого для такой сложной и надёжной системы.

Список литературы:

1. Чип и Дип. Электронные компоненты и приборы. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.chipdip.ru/catalog/ntc-thermistors. Дата обращения 9.10.2017.
2. Основы автоматики и автоматизации: учебное пособие. / Е.П. Дудкин. – Санкт-Петербург 2011.
3. Теоретическое введение в лабораторный практикум по техническим средствам автоматизации: Учебное пособие. Издание первое. / О. Л. Ахремчик. – Тверь 2008.