Счетчики и умные системы: как экономить на отоплении до 30%

Счетчики и умные системы: как экономить на отоплении до 30%

Плата за тепло является наиболее затратной частью коммунальных расходов. На нее приходится почти половина коммунальных трат в платежках, в некоторых регионах она может занимать две трети от общих коммунальных расходов. На этом фоне актуальным становится вопрос сохранения тепла в квартирах и возможность сэкономить на этой услуге. Рассказываем, как снизить плату за тепло.

Сразу отметим, что решить вопрос рационального потребления тепла в многоквартирном доме можно только сообща с другими жильцами. Речь идет как об установке приборов учета, так и повышении класса энергоэффективности дома.

Узел автоматического управления

Назначение

В тепловом пункте собраны основные узлы управления системой отопления.

Узел автоматического управления – это индивидуальный тепловой пункт, предназначенный для управления параметрами теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, в зависимости от показателей температуры в помещении, на улице, в подающем и обратном трубопроводе контура.

Кроме того, система позволяет реализовать защиту от аварийных ситуаций, переключение режимов работы оборудования, GSM управление отоплением. В случае поломки или возникновения нештатной ситуации модуль способен оповестить всех внесенных в список рассылки абонентов с помощью SMS-сообщений.

Схема узла управления двухтрубной системой отопления.

Однако это далеко не полный список функций.

Узел управления может обеспечивать:

• Режимы и параметры работы циркуляционного насоса системы отопления, заданную скорость циркуляции теплоносителя;
• Контроль поддержания и выполнения заданного температурного графика подающего и обратного трубопровода. Это позволяет защитить систему от перегревов и переохлаждений;
• Поддержание заданного постоянного перепада давлений на подающем и обратном вводе в здание, что позволяет нормально работать всей автоматике в штатном режиме;
• Тонкую и грубую очистку теплоносителя;
• Визуальный контроль всех показателей работы системы: температуры на ключевых участках, разности давлений на входе и выходе из узла, заданного режима работы, аварийных сигналов;
• Дистанционное управление отоплением по телефону и через интернет;
• Дистанционный контроль за помещением, сигнализацией, входными дверями и воротами с помощью дополнительных датчиков.

GSM модуль для отопления обеспечивает дистанционную связь и управление.

Важно!
Для установки подобной системы котел и другое оборудование должны быть приспособлены к электронному управлению.
Старые рамки с механическими задвижками с такой схемой работать не будут.

Устройство и принцип действия

На фото – 3-D модель узла управления.

В состав любой автоматической системы управления входят такие узлы:

1. Датчики и сенсоры, которые собирают необходимые данные в различных местах системы;
2. Контроллеры и процессоры, которые сравнивают данные, полученные от датчиков, с теми значениями, которые диктует записанная на карте памяти инструкция (программа), принимают решение и на его основе отдают команды исполняющим механизмам;
3. Исполняющие механизмы, которые получают команды от контроллеров и выполняют простые действия – перекрывают краны и задвижки, повышают мощность агрегатов, переключают режимы работы оборудования отопления, выполняют аварийные отключения поломанных узлов.

Логическая схема работы системы.

В роли сенсоров выступают датчики давления и температуры, а также любые дополнительные датчики, которые позволяют контролировать разные процессы. Наиболее важны датчики температуры подающего и обратного потока теплоносителя, датчики температуры в помещении и на улице, а также датчики давления на вводе в систему.

Накладной датчик температуры.

Роль контроллера играет маломощный компьютер, который считывает информацию со всех датчиков. На карте памяти компьютера записана программа, которая определяет температурные режимы.

Контроллер сравнивает полученные значения с заданными, и, если необходимо, принимает решение о внесении изменений: повышении подачи теплоносителя в тот или иной контур, отключении котла или переводе его в другой режим работы и т.д.

Контроллер собран без использования горячих плат.

По принятии решения контроллер отправляет управляющий сигнал к тому или иному исполнительному устройству: реле коммутации, сервоприводу клапана или заслонки, выключателю или электронике котла. В зависимости от заданной программы, GSM модуль для управления отоплением может отправлять сообщения хозяину о том или ином событии, а дождавшись ответа – принимать те или иные меры.

Исполнительный механизм ST 24B.

Управление отоплением в загородном доме через GSM осуществляется с помощью специального модуля, встроенного в компьютер.

Этот модуль включает такие элементы:

• Слот для коммутации SIM-карты;
• Блок питания и аккумуляторную батарею;
• GSM-модем;
• Разъем для антенны;
• LAN-порт для соединения с интернет-провайдером;
• Микропроцессор;
• Карта памяти;
• USB-разъем для настройки и конфигурации;
• Светодиодные индикаторы или жидкокристаллический дисплей;
• Контактную группу с входами и выходами для сбора данных и отправления управляющих сигналов.

Устройство модуля с GSM.

Важно!
Вместе с модулем для GSM-управления должно поставляться программное обеспечение для установки на операционную систему мобильного телефона.
Программа поможет организовать дистанционную связь контроллера и оператора.

Какие функции выполняет индивидуальный тепловой пункт

Индивидуальный тепловой пункт в подвале здания

Одна из основных функций ИТП – это автоматическое регулирование теплового потока, то есть корректировки количества горячего теплоносителя, поступающего из теплосети, для обеспечения определенной температуры теплоносителя на входе в систему отопления дома в зависимости от текущей температуры наружного воздуха. Погодозависимое регулирование дает возможность экономить количество потребленной тепловой энергии. Иными словами, если на улице тепло, то регулятор теплового потока в индивидуальном тепловом пункте снижает температуру теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, для обеспечения комфортной температуры воздуха в отапливаемых помещениях, а если холодно – повышает ее, согласно заданным настройками.

В состав регулятора теплового потока системы отопления входят:

• электронный регулятор с подключенными температурными датчиками (как минимум – наружного воздуха и температуры теплоносителя, поступающего в систему отопления), который управляет;
• регулировочный клапан с электроприводом для обеспечения необходимого количества греющего теплоносителя из тепловой сети, который поступает во внутреннюю систему отопления для компенсации теплопотерь в здании в зависимости от наружной температуры.

Все это оборудование должно работать исключительно в автоматическом режиме, поэтому критически важно правильное налаживание всего комплекса оборудования для работы в конкретном доме.

В зависимости от комплектации ИТП может управлять системой отопления или системой горячего водоснабжения в доме, а также управлять обеими системами одновременно.

Если ИТП устанавливается только для управления системой отопления дома, то в перечень его основного оборудования входят регулирующий клапан с электроприводом, электронный регулятор температуры с погодным регулированием с датчиками температуры, автоматический регулятор перепада давления, два циркуляционных насоса и соответствующая запорная арматура.

В составе ИТП, который также управляет системой горячего водоснабжения дома, прежде всего необходим теплообменник, в котором, собственно, происходит подогрев воды из водопровода до необходимой температуры, также регулирующий клапан с электроприводом, которым управляет электронный регулятор температуры или автоматический регулятор температуры прямого действия, а также автоматический регулятор перепада давления и два циркуляционных насоса.

Кроме того, в комплектацию ИТП могут входить дополнительные насосы на подкачку, например, холодной воды, и дополнительные автоматические регуляторы давления теплоносителя.

Назначение, типы и виды — общая справочная информация

Регулятор температуры воды – это устройство, в задачу которого вменяется управление нагревом воды до необходимых температурных показателей. Как правило, они применяют как в различных сетях, так и в системах централизованного или локального действия. Можно с полной уверенностью сказать, что ни одна система горячего водоснабжения в современном представлении не обходится без подобных устройств разного типа. Среди всех вариантов можно выделить два основных:

• Конструкцию прямого действия, которая отличается относительной простотой как в производстве, так и в эксплуатации. Д ействует она просто: за счет изменения пропускной способности самого клапана и воздействия на него одного из возможных датчиков (нагрева, давления) происходит необходимый контроль за нагревом теплоносителя, а также меняется пропускная способность сети.
• Конструкцию непрямого действия, которая является более сложной и предусматривает наличие датчика. В таком типе присутствует не только сам датчик, но и узел, обрабатывающий сигнал, который впоследствии формирует воздействие на сам исполнительный (нагревающий) механизм.

Они обладают несомненными достоинствами, такими, как высокая точность регулировки, отличная пропускная способность, к тому же, большинство устройств, представленных в данном разделе, могут реализовывать различные алгоритмы управления (линейные, нелинейные).

Регуляторы прямого действия

Тип водопроводной арматуры, имеет четкое предназначение – поддерживать t теплоносителя в необходимых заданных параметрах. Как правило, он работает в автоматическом режиме и может изменять проходное сечение клапана. Управление происходит за счет наличия термостатического элемента, а сам регулятор не требует установки источника энергии.

Принцип работы

Главным параметром работы в данном случае можно считать энергию: замкнутое пространство самого датчика получает возможность изменить проходное сечение клапана под воздействием энергии и непосредственного теплового расширения. Сами датчики подразделяются на два типа – закрывающиеся и открывающиеся под воздействием роста температуры.

Достоинства

Как устройства применяются прежде всего в системах горячего водоснабжения. Их непосредственная роль заключается в том, чтобы под прямым управлением теплоносителя (нагревающегося) обеспечить конечного потребителя горячей водой.

• Надежность устройств за счет конструкций, проверенных временем.
• Относительно невысокие цены на большинство моделей.
• Простые параметры настройки.
• Эксплуатация в необходимом для каждой сети режиме.
• Отсутствие необходимости подключения к внешним источникам энергии.

Недостатки

• Подобные устройства обладают повышенными требованиями к качеству теплоносителя.
• Настройки возможны только лишь в ручном режиме.
• Ограничения касаются также и возможного выноса температурного датчика.

Электронные регуляторы

Данный тип применяется не только в системах горячего водоснабжения, но также и в системах вентиляции, водяного отопления, кондиционирования. Главная задача электроники в данном случае заключается в поддержании температуры в нужных рамках: при снижении порога нижнего параметра аппарат автоматически включается, подогревая воду до нужных размеров, а при повышении – наоборот, отключается.

Среди главных плюсов применения электронных моделей можно обозначить заметную экономию газа или электричества. Также наблюдается заметное улучшение микроклимата в помещении за счет отсутствия перегрева или переохлаждения, а сами приборы – работают дольше и лучше.

Регулятор потребления тепловой энергии

Одно- и двухконтурные регуляторы в данном сегменте позволяют создать автоматическое управление или регулирование потребления тепловой энергии. Как правило, здесь используется определенный алгоритм, включающий в себя отпуск энергии по одному или, соответственно, по двум контурам. Используются они преимущественно в системах горячего водоснабжения, а также отопления на объектах, которые относятся к промышленному или бытовому сектору.

Реконструкция ТП

Многие тепловые пункты, обслуживающие дома и предприятия, были введены в эксплуатацию уже довольно давно. Естественно, со временем оборудование изнашивается, технологии устаревают, появляются новые технические решения, постепенно внедряется автоматика. А Центральные тепловые пункты (ЦТП) и Индивидуальные тепловые пункты (ИТП) нуждаются в реконструкции и модернизации.

Реконструкция ЦТП заключается в замене теплообменного оборудования, вышедшего из строя или устаревшего на современное. Кроме того, реконструкция ЦТП подразумевает внедрение автоматических систем регулирования, отечественного или импортного производства, которые поддерживают необходимый режим работы теплового пункта.

Наладка ИТП, а также ЦТП, заключается, в настройке установленных автоматических систем регулирования теплового пункта. Которые не только поддерживают бесперебойную работу системы в пределах заданных параметров, но и следит за соблюдением режимной карты. С помощью автоматических систем регулирования осуществляется круглосуточный мониторинг работы теплового пункта.

При наладке ИТП и ЦТП происходит запуск отопительной системы и определение режима ее работы. Специалист по наладке ИТП (ЦТП), настраивает режим работы теплового пункта и параметры работы системы согласно режимной карте. Далее ИТП (ЦТП) работает в заданном режиме.

Вероятные неполадки

Как правило, большинство неполадок в элеваторном узле возникает по следующим причинам:

• образование засора в оборудовании;
• изменения в диаметре сопла в результате эксплуатации оборудования – увеличение сечения усложняет регулировку температуры;
• засоры в грязевиках;
• выход из строя запорной арматуры;
• поломки регуляторов.

В большинстве случаев выяснить причину неполадок достаточно просто, поскольку они сразу отражаются на температуре воды в контуре. Если перепады и отклонения температуры от нормативов незначительны, что, вероятно, имеет место зазор или же сечение сопла несколько увеличилось.

Перепад в температурных показателях более 5 ℃ свидетельствует о наличии проблемы, решить которые могут только специалисты после проведения диагностики.

Если в результате окисления от постоянного контакта с водой или непроизвольного сверления возрастает сечение сопла, нарушается балансировка всей системы. Такой изъян нужно как можно быстрее исправить.

Стоит отметить, что в целях экономии финансов и использования отопления более эффективно, на тепловых узлах могут устанавливать электросчетчики. А приборы учета горячей воды и тепла дают возможность дополнительно снизить расходы на коммунальные платежи.

Преимущества АИТП

Основное преимущество оборудования – автоматическая регуляция давления теплоносителя в системах с принудительной циркуляцией, что дает возможность избежать возникновения аварийных ситуаций вследствие перепадов давления и быстро откликаться на перемены гидравлического сопротивления теплосети.

К преимуществам также относят:

• уменьшение в трубопроводах необходимых при работе системы перепадов давления и сокращение затрат на перекачку теплоносителя на 20-40%;
• компактность АИТП (габариты напрямую зависят от необходимой тепловой нагрузки), которая дает возможность расположить тепловой пункт даже в компактных подвальных помещениях новостроек и существующих зданий;
• снижение потерь тепла до 15% благодаря грамотному подбору и точной наладке режимов теплоснабжения;
• сокращение потребления тепла до двух раз, благодаря погодной компенсации, определения режимов функционирования системы с учетом разницы температур в помещениях в рабочие/выходные дни, периода суток;
• понижение финансовых расходов на содержание штата обслуживающего персонала (система полностью автоматизирована);
• обеспечение устойчивой работы системы;
• высокоточное регулирование напора/температуры воды в системе с учетом уровня расхода потребителем.

Благодаря работе АТП постоянно оптимизируется расход энергии. Она отпускается в том количестве, которое требуется дому на текущий момент. Исключается избыточная подача теплоносителя, что делает систему максимально эргономичной и экономически выгодной.