Опалення: керування комбінованою системою

А. Бобров

Комбінованою системою називають проектне рішення, в якому помешкання опалюється низько- та високотемпературною системою опалення одночасно (тобто, наприклад, водяною теплою підлогою та радіаторами опалення). Після установки такої комбінованої системи опалення одразу постає питання – яким чином здійснювати її регулювання?

Комбінована система зазвичай використовується тоді, коли підлогове опалення не може самотужки компенсувати розрахункові тепловитрати помешкання навіть за умов застосування максимально можливої температури теплоносія. Температура поверхні підлоги в приміщеннях із постійним перебуванням людей не повинна перевищувати 26°С. Якщо врахувати, що середній коефіцієнт тепловіддачі підлоги дорівнює 10,8 м²/°С·Вт, а середня розрахункова температура повітря у приміщенні становить 20°С, то з поверхні теплої підлоги можна отримати питомий тепловий потік, що не перевищує 10,8×(26-20) = 64,8 Вт/м².

Класичним методом керування системою опалення є використання електронних кімнатних термостатів разом з електротермічними сервоприводами, що встановлюються на опалювальних колекторах. Принцип такого керування є простим: на кімнатному термостаті користувачем встановлюється бажана температура повітря в приміщенні, наприклад, 20°С. В тому разі, якщо фактична температура повітря перевищує бажану, то термостат перебуває у позиції «вимкнути», а сервопривод перекриває подачу теплоносія в радіатор чи до окремого контуру теплої підлоги. Якщо температура знижується і стає меншою, ніж значення гістерезису (0,5°С), термостат переключається в стан «ввімкнути». Тоді сервоприводи вмикаються та потік теплоносія знову починає циркулювати, див. рис. 1. Гістерезис (або «затримка спрацювання») потрібен для коректної роботи термостату. Інакше, за досягнення потрібного значення у 20°С термостат почав би повсякчас вмикатися та вимикатися, тобто увійшов би у режим «брязкоту контактів». Як спрацьовує система керування «теплою підлогою» з використанням звичайного кімнатного термостату показано на рис. 1.

Рис. 1. Керування системою опалення за допомогою термостату та сервоприводів

Алгоритми керування комбінованою системою опалення

Як керувати та налагоджувати звичайну систему опалення достатньо зрозуміло. Але як бути в разі використання комбінованої системи?

Звичайно, можна одночасно подати сигнал для вмикання та вимикання і «теплої підлоги», і радіаторів. Проте таке регулювання не завжди доцільне та зручне. Справа в тому, що впродовж опалювального сезону існує так зване «міжсезоння», тобто весна та осінь. В ці періоди виникає потреба, коли опалення має працювати лише на 10-15% своєї розрахункової потужності. В цей час для обігрівання помешкання повністю вистачає теплового потоку лише від «теплої підлоги». За умов тимчасового зниження температури повітря назовні з’являється потреба у додатковій потужності, тобто має долучатися і радіаторне опалення.

Отже, за умов комбінованої системи керування, опалення теж має бути комбінованим. Приклад такої системи наведений на рис. 2.

Рис. 2. Двоконтурне керування комбінованою системою опалення

Як можна побачити на рисунку, тут термостат керує не одним, а одразу двома контурами опалення завдяки додатковому реле. В меню налаштувань такого термостату введено значення dT, яке визначає зону температур вище первинної уставки, у якій ввімкнене лише одне реле. До прикладу, на рис. 2 це значення складає dT = 3°С.

Розглянемо уважніше принцип роботи такого пристрою. На термостаті встановлюються два значення: перше – це уставка самого термостату (20°С), та друга – це, власне, dT, яке налагоджується один раз та підходить для будь-якого значення уставки. Якщо фактична температура в приміщенні менше уставки, то це означає, що в приміщенні холодно, тому, щоб ефективно прогріти все приміщення, є потреба ввімкнути систему опалення на повну потужність. Цей режим позначено на рис. 2 як «зона 1». В такому разі термостат вмикає обидва реле, чим забезпечує подачу тепла одразу від «теплої підлоги» і до радіатору. Така ситуація виникає зазвичай тоді, коли назовні приміщення мінімальна температура, тобто у найхолодніші «пікові» періоди.

Відео. Як підключити кімнатний термостат для керування системою опалення

Коли температура збільшиться та стане вищою, аніж уставка (20°С + 0,5 °С = 20,5°С), то реле, що керує радіатором, вимикається. Таким чином, якщо температура знаходиться в оптимальному діапазоні, то радіатор вимкнено, але тепла підлога залишиться підключеною. Якщо температура повітря назовні приміщення починає знижуватися, що призводить до зниження температури в помешканні, термостат знову вмикає реле, та радіаторне опалення знову працює. Проте, якщо температура росте (потужності «теплої підлоги» забагато), то за умов нагрівання повітря в приміщенні вище, ніж dT (3°С), термостат вимикає обидва контури опалення. Коли система остигне та температура стане меншою, аніж 23°С, термостат ввімкне теплу підлогу, а якщо температура продовжить падіння нижче тієї, що було встановлено уставкою (20°С), то ввімкнеться і радіатор. Отже, в результаті буде задано комфортний діапазон температур від 20°С до 23°С, в якому система опалення працює максимально ефективно й доцільно.

Апаратна частина

Для здійснення такого керування компанією VALTEC на базі існуючого хронотермостату VT.AC709 було розроблено двоконтурний хронотермостат VT. АС711 (див. рис. 3).

Рис. 3. Передня панель двоконтурного хронотермостата VT.AC711

У приладі з’явилося додаткове реле, але весь перелік функцій та можливостей хронотермостата VT.AC709 збережено і в моделі VT.АС711. В меню розширених налаштувань з’явився окремий пункт для вводу значення dT.

Дане значення за замовчуванням складає 3°С, проте задавати це значення рекомендується в залежності від особливостей конкретної системи та її теплової інерційності. Таким чином, завдяки хронотермостату VT.АС711 можна отримати двоконтурний регулятор, що може управляти комбінованою системою як в ручному режимі, так і у відповідності до добового та тижневого графіків опалювання.

Треба звернути увагу, що в разі підключення сервоприводів (див. рис. 4) потрібно встановити перетинку поміж клемами 1 та 3. Підключення сервоприводу може також здійснюватися за альтернативною схемою, що наведена на рис. 5.

Рис. 4. Схеми підключення сервоприводів

Рис. 5. Альтернативна схема підключення сервоприводу

Доцільність застосування

Система двоконтурного регулювання, яку описано вище, може також застосовуватися у багатоквартирному будинку – в разі використання термостатів разом з регулюючими термостатами із сервоприводами замість звичайних термостатичних головок. Наведений алгоритм роботи рекомендовано використовувати тоді, коли є потреба керувати двома опалювальними приладам, що розташовані в одному приміщенні. Тобто, за умови досягнення значення уставки спочатку вимикається один прилад, а врешті, вимикається й інший. Це дозволяє не тільки економити енергію, а відтак – контролювати витрати, але й дає змогу підтримувати найбільш комфортні умови для мешканців.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!