Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Автоматизированная система индивидуального отопления: оптимизация стартовых затрат


Клуб АСУЗ для начинающих - Выпуск 67
Автоматизированная система индивидуального отопления: оптимизация стартовых затрат

Эта рассылка продолжение темы "АСУ отоплением индивидуального дома", которая была начата в октябрьском №59.
Рассмотрение проблемы продолжено, поэтому читайте, размышляйте и задавайте вопросы.


    Современная индивидуальная система отопления является обязательным элементом жизнеобеспечения частного дома. При этом это самая затратная часть инженерии, как по стоимости установки, так и по стоимости владения. Она всегда состоит из четырех частей: генератора тепла (котла), распределительной системы (коллектора с насосными группами), потребителей (радиаторы) и автоматики, включая датчики, исполнительные устройства и контроллеры.

   Проектирование-важнейший этап
Правильная система отопления должна быть недорогой и функциональной, а также обеспечивать:
- Приемлемый уровень стартовых затрат при достаточно высоком качестве монтажа
- Минимальный расход энергоносителя
- Низкий уровень эксплуатационных затрат
- Комфортный уровень температуры воздуха в помещениях и ГВС
- Надежную долговременную работу оборудования во всех условиях эксплуатации
- Возможность при необходимости в будущем легкого расширения


   На чем нужно экономить
   Стартовые затраты
В домах малого класса традиционно особенно пристальное внимание уделяется стартовым затратам. В классе эконом недвижимости, стоимость всей системы отопления относительно общей стоимости дома может быть довольно большой, поэтому существует несколько способов сэкономить.

   Расход топлива
Экономия на топливе имеет два аспекта - поиск наиболее дешевого и доступного топлива и использование способов наиболее целесообразного его расхода. Как правило, наиболее дешевое топливо - это магистральный газ, однако в некоторых регионах даже при номинальном наличии магистральных газопроводов, стоимость его фактического ввода в эксплуатацию настолько велика при подключении, что есть смысл рассматривать альтернативные варианты. Кроме того, существует постоянная тенденция по удорожанию газа и сокращению разрыва в его стоимости с электричеством в варианте отопления тепловыми насосами, отоплением соляркой, пеллетами, сжиженным газом, углем и даже дровами.
Выбор типа топлива - это вопрос во многом индивидуальной ситуации и здесь трудно приводить универсальные решения, в то время как задача экономного расхода используемого топлива имеет решения, подходящие под любые генераторы тепла, и будет проанализирована в следующих статьях. Понятно, что чем дороже используемое топливо, тем более сильна мотивация внедрять автоматизированные системы отопления.

   Эксплуатационные расходы
Затраты на контроль за работой котла (котельной) - иногда в дачных поселках организовывается обход сторожа для визуального контроля, работает отопление или нет в то время, когда хозяев нет дома. Понятно, что точность такого контроля весьма архаическая - идет дым из трубы или нет. В больших поселках приходится кроме этого содержать персонал для периодического обхода и осмотра в целях профилактики и предупреждения аварий. Но, можно внедрить систему диспетчеризации и автоматики, чтобы избежать большой части подобных затрат, и уменьшить риск технических аварий.

Расходы на сервисное обслуживание - в сложных случаях неисправностей котлов и вспомогательного оборудования, простого осмотра недостаточно. Необходимо вызывать специалистов сервисной фирмы, хорошо знающих именно установленное оборудование и имеющих с собой необходимые запасные части. Эти затраты практически невозможно исключить, разве что способом полного дублирования критичных частей оборудования. Но это приведет к увеличению первоначальных затрат.

Плата за электричество - её можно снизить, используя экономичные циркуляционные насосы нового поколения, а также уменьшая мощность или даже выключая эти насосы, когда в их работе нет необходимости.

   Автоматика генераторов
Производители теплогенераторов часто предлагают к своим котлам комплектную автоматику, предназначенную не только для обслуживания самого агрегата, но и для управления всей остальной системой отопления дома. Главный недостаток такой автоматики - она необоснованно дорогая, и кроме этого она зачастую закрытая, не расширяемая и не диспетчеризируемая. В особо бюджетных случаях встроенная автоматика котла может оказаться самой дешевой, но, к сожалению, главные недостатки такого технического решения остаются.

   Автоматика потребителей тепла
Производители потребителей тепла (например, теплых полов) также частенько в своей автоматике доходят до уровня управления смесительными узлами. Однако эти узлы сами по себе необоснованно сложны - используются комбинации из насоса, зажимного клапана и дополнительно пары балансировочных клапанов, вместо простого четырех-ходового смесителя (крана). А все из-за нелепых традиций, когда каждая компания для решения задачи использует лишь средства, с которыми привыкла работать.
Кроме того, контроллеры в таких смесительных узлах не имеет возможности сообщить автоматике котла о той температуре, которая ей требуется. В результате, приходится котлу работать "по-максимуму" всегда, даже в межсезонье, что неизбежно приводит к увеличению расходов.

   Тепловая автоматика от производителей систем "умный" дом
Инсталляторы систем "умный дом" иногда берутся за всю автоматику в доме, в том числе и за решения для отопления. Но, используемые ими модули от известных производителей оборудования для "умного" дома часто не предназначены для этих целей. И получается с одной стороны - фантастически дорого (до десятков раз!), с другой стороны - топорно и не интеллектуально, т.к. нюансов в управлении системами отопления очень много, а опыта у инсталляторов в этой области часто нет. Зато утверждается, что обеспечена полная интегрированность в АСУЗ. В таких случаях мы всегда предлагаем кооперацию - они профессионально занимаются своим делом, а мы предоставляем возможности для интеграции нашей автоматики системы отопления в любую систему "умного" дома по открытым протоколам, например Modbus-RTU или HTTP.


   Экономить можно, но необходимо проявлять осторожность
   Система автоматика
Не секрет, что всегда при построении системы отопления есть варианты с большей степенью автоматизации и с меньшей, вплоть до полностью ручного управления. Здесь надо тщательно оценить все за и против, причем не только для дома, но и для всех его пользователей. Ведь автоматика хоть и стоит денег, но она же избавляет нас от рутинного труда, защищает оборудование от износа и экономит топливо, обеспечивая при этом требуемую степень комфорта и днем и ночью.

   Скорость износа
При не оптимальной конфигурации системы отопления и управлении, отдельные ее части изнашиваются быстрее. Например, насосы могут работать слишком часто, либо наоборот, слишком долго не работать и "закисать". Полипропиленовые трубы быстро изнашиваются при работе со слишком горячим теплоносителем, долго не прогреваемый бойлер ГВС может "протухать" и т.д. Использование правильно спроектированной автоматики и грамотная ее настройка позволят максимально избежать этих проблем.

   Расширяемость
При проектировании системы отопления надо всегда рассчитывать на возможное увеличение потребления тепла. Типичная ситуация - строится новое здание на участке, бассейн, либо внедряется дополнительная система вентиляции. В таких случаях, необходимо чтобы и старая гидравлическая система и автоматика могли быть расширены по новым контурам нагрева. Использование параллельных коллекторов, например "ГидроЛОГО!", с унифицированной высотой крепления на раме и межосевыми расстояниями патрубков, позволит легко достигать расширения стандартными средствами.


   На чем нельзя экономить: советы специалиста
   Качество монтажа
Качественный монтаж значит очень много в любой инженерной системе, но в отоплении и электроснабжении - это особенно важно. Системы управляющих тепловых модулей позволяют значительно снизить сам объем монтажа и создают правильную "систему координат", в которой легко можно смонтировать практически любую котельную.

   Сервисное обслуживание
Всегда существуют две точки зрения на организацию сервиса - со стороны клиента и со стороны сервисной службы.
Клиент получает обслуживание на объекте (гарантии производителей, которые обычно сформулированы как предоставляемые в точке отгрузки товара, гарантированные оригинальные запчасти также на месте объекта, плюс квалификация специалиста, доставленная до места) - это важно. Это экономия невосполнимых нервных клеток.
Экономия на эксплуатации объектов со стороны обслуживающей фирмы может быть достигнута только за счет унификации гидравлических и электрических схем, моделей применяемого оборудования.
При экономии на стартовых затратах для клиента это достигается только за счет выбора сервисной компании с использованием готовых модулей, например "ГидроЛОГО!" или аналогичных.


   Примеры экономии стартовых затрат для домов малого класса

Экономия на бойлере
1.Использование двухконтурного котла Двухконтурные котлы, например ACV, не только позволяют отказаться от использования стандартных внешних бойлеров, но и обладают очень большой производительностью санитарной горячей воды. Но есть у такого решения и свои недостатки: когда котел работает - горячая вода всегда перегрета, а когда котел не работает - горячая вода быстро остывает, т.к. дымоход проходит прямо через "сердце" бойлера. В котлах же ACV этот недостаток решен наличием наддувной горелки, которая препятствует активной циркуляции воздуха в периоды выключения. Так же, существуют настенные котлы с принудительным дымоудалением, которые лишены вышеуказанных недостатков, весьма недороги в цене, и имеют лишь единственный недостаток - низкую ремонтопригодность, так что для малых тепловых мощностей это весьма разумный вариант.

Комбинированный водонагреватель V125-2K26 2. Дополнительный теплообменник
Типичная производительность бойлера на 160 литров - 30 кВт. Если производительности вашего бойлера не хватает, можно поставить последовательно с ним недорогой теплообменник K26 (110 €) пиковой мощностью 30 кВт, таким образом, можно достаточно просто при необходимости удвоить производительность системы ГВС. На основе этого теплообменника собраны комплекты K26-REG (165 €), K26-2 (442 €) и K26-3 (590 €), с трехходовым клапаном и с 1, 2 или 3 теплообменниками.
Примером реализации такой идеи является комбинированный водонагреватель V125-2K26 (960 €), который совмещает преимущества компактного теплообменника скоростных водонагревателей, простоту управления и наличие стартового запаса горячей воды - сильную сторону накопительных водонагревателей.
Условие полноценного применения этих нагревателей - баланс мощности нагревателя и доступной пиковой котловой мощности. При этом условии комбинированный водонагреватель выигрывает у 300-500 литровых накопительных бойлеров и по пиковой производительности в режиме протока, и по цене. Плюс стоит учесть еще монтажные преимущества (малые вес и габариты), теплообменник 125 литрового бойлера из нержавеющей стали, электронный термостат с индикацией температуры на дисплее, защита теплообменников от образования кальция и, самое главное, непрерывная производительность - более 2 тонн горячей воды каждый час (80 кВт).

3. Экономия при использовании только решений с локальной автоматизацией
Настенный котел со встроенной автоматикой
Такой котел со встроенной автоматикой встречается часто в самых экономичных вариантах. Может сэкономить деньги на автоматике системы отопления, но не решение дотягивает по функциональности до полноценных контроллеров. А в будущем придется столкнуться с невозможностью диспетчеризации и расширения.

Термостат Термостаты
Сам по себе, термостат - незаменимая вещь во многих случаях, например с помощью простого механического биметаллического термостата можно управлять насосом или клапаном на пуск теплоносителя в помещение. Если до такого термостата вода уже "погодная" (только чуть горячее, чем требуется этому помещению), то термостат, например Honeywell Т6360 (26 €), отлично справится с задачей покомнатного регулирования. Но если автоматики погодного смешивания воды нет, то в трубах и радиаторах попеременно будет то остывшая, то чересчур горячая вода, что снижает срок службы труб, а также приводит к возникновению резких конвекционных потоков, поднимающих пыль в воздух, и определенному дискомфорту в помещениях.
Есть у классических биметаллических термостатов и естественный недостаток - они работают с гистерезисом от одного до нескольких градусов. Гистерезис обязательно нужен, чтобы предотвратить частый "дребезг" срабатываний, т.е. отопление включается, скажем, при 24°C, а выключается при 26°C. Это значит, что температура воздуха в любом случае будет колебаться на величину этого гистерезиса. Этот эффект можно в значительной мере уменьшить, используя более точные электронные термостаты с ШИМ-выходом, например Honeywell CM707 (92 €). Понятно, что они уже работают от батареек или требуют питания 220В.
Последний недостаток большинства простых термостатов - они не могут осуществлять коммуникацию с автоматикой системы отопления и за счет этого обеспечивать дополнительную экономию тепла. Комнатные термостаты знают два важных параметра - текущую температуру помещения и требуемую температуру. Эти параметры очень важны для автоматики системы отопления для более точной работы, а также системе диспетчеризации для контроля над комнатными температурами и уставками температур. Для получения этих данных применяют т.н. цифровые комнатные устройства - панели с датчиком, задатчиком уставки и с коммутацией по цифровой шине данных. Зачастую эти устройства не имеют силовых контактов, а используются только как интерфейс. Примерами могут служить аналоговое комнатное устройство Lago FBR (51 €), цифровые комнатные устройства Lago FB (105 €), BM8 (150 €) для применения в системах Kromschroeder E8, а также DotPoint (165 €) для применения в системе TM-SmartWeb.

Термоголовки для теплого пола
Производители теплых полов часто комплектуют свои системы смесительными узлами и декларируют правильную работу при минимум 50°C температуре на входе в них. Честно говоря, это не правда, ведь такова максимальная температура подачи, при самой холодной погоде. Однако иногда приходится мириться с этими условиями, и тогда возникает задача - наиболее дешевым способом обеспечить контур теплых полов водой температуры строго 50°C, и на помощь нам приходят недорогие термоголовки, например ESBE VTA.

Контроллер HydroLOGO! TFP Контроллер для сервоприводов по комнатной температуре
Пожалуй, наиболее дешевый способ управлять сервоприводом или термомотором по комнатной температуре, это воспользоваться контроллером HydroLOGO! TFP (111 €), в котором один прибор служит и комнатным устройством и управляет сервоприводом. Изначально он был спроектирован для управления фанкойлом с возможностью отопления и охлаждения по двух- или четырех-трубной системе. Также, он может управлять одновременно двумя клапанами отопления, при этом включая второй только в случае нехватки мощности по первому. Это очень удобно при наличии одновременно системы теплого пола и радиаторов в одном помещении.

Сервопривод ESBE CRA-111 Регулятор температуры потока в сборе с сервоприводом
При построении системы отопления часто требуется решить задачу поддержания заданной температуры потока. Как уже рассмотрено выше, это удобно и недорого обеспечивают термоголовки. Однако, они имеют малую пропускную способность и большую скорость реакции, поэтому если требуется управлять большими мощностями на помощь придет автоматический сервопривод ESBE CRA-111 (300 €). У него есть датчик теплоносителя, по которому он поддерживает заданную температуру. Кроме того, есть вход для термостата, при замыкании которого поддерживаемая температура теплоносителя изменяется на повышенную, что позволяет плавно поддерживать и комнатную температуру. Обе уставки температур и другие настройки задаются через встроенный экран с помощью джойстика.

Регулятор Komextherm RVT D Погодозависимый регулятор контура отопления в сборе с сервоприводом
Если требуется решить задачу погодного регулирования в доме с одним контуром отопления, то есть недорогой регулятор, совмещенный с сервоприводом, Komextherm RVT D (385 €). Он имеет термодатчик улицы и теплоносителя, а также получает информацию о комнатной температуре при помощи любого комнатного термостата.

Контроллер сервопривода по комнатной температуре
Если требуется решить задачу регулирования температуры локально в жилом помещении, то можно воспользоваться комплектом Honeywell HMC 82 (295 €), куда входит контроллер с релейными выходами на сервомотор, комнатное устройство и датчик температуры теплоносителя. Комнатное устройство работает по радиоканалу, что целесообразно применять, когда отделка помещений уже закончена, и оно может дополнительно контролировать температуру теплого пола.

   Перспективные разработки

TM 4x4 - "муравей" системы отопления. На данный момент в разработке находится контроллер, с итоговой стоимостью 140 €, который сможет выполнять несложные локальные задачи (4 датчика, 4 реле), и при этом имеющий возможность соединяться в сеть для обмена информацией, диспетчеризации и т.д.

TM Roomix - новый взгляд на покомнатное управление теплыми полами и радиаторами
Еще одна перспективная разработка компании "Гидромонтаж" позволит разумно управлять температурой в каждой комнате по отдельности. В отличии от традиционных, замкнутых контроллеров теплого пола, этот контроллер управляет смесителем прямо на гидроколлекторе, по датчику потока. По цифровой шине присоединяются комнатные устройства, и он имеет связь с системой диспетчеризации. Контроллеры объединяются в сеть для совместной работы. Один контроллер поддерживает до 8 комнат по двум смесительным контурам, и его ценовой ориентир - 300 €.

Контроллер MUT MTR 21 Набор MUT MTR 21 (333 €) - это самый бюджетный полноценный контроллер системы отопления в комплекте со всеми датчиками. Этот контроллер позволяет полноценно управлять в погодозависимом режиме котлом, котловым насосом, двумя насосно-смесительными группами и насосом ГВС. От следующих за ним по ценовой категории контроллеров отличается, прежде всего, отсутствием полноценных комнатных устройств и цифровой шины связи для расширения и диспетчеризации.



   Продолжение следует...
В этой статье обозначены общие подходы к экономной системе отопления и рассмотрены способы сэкономить на такой затратной статье бюджета, как бойлер ГВС, а также проанализированы все самые бюджетные варианты локальной автоматизации. В следующей статье рассмотрим интегрированную автоматику отопления и комплексные способы экономии для малых частных домов.

Никита Капитонов, Руководитель отдела автоматики и мониторинга, компания "ГидроМОНТАЖ", г. Москва.
Краткая информация о компании "ГидроМОНТАЖ":
Компания создана в 1992 году и специализируется на решениях по готовой обвязке котельных и управляющих гидроузлах под торговой маркой "ГидроЛОГО!", на мониторинговых решениях "ТеплоМОНИТОР", а также поставляет комлектующие для систем отопления — контроллеры, насосно-смесительные группы и коллекторы для котельных мощностей от 10 до 400 кВт. Выполяются работы по проектированию, монтажу и сервисному обслуживанию систем отопления, проводится обучение для монтажных бригад и специалистов. Цены оптимизимированы для решений различных классов, в том числе от эконом до VIP.



Комментарий к выпуску:
Очевидно, что тема чрезвычайно важна и интересна. Разумеется, невозможно затронуть все ее аспекты сразу. Кроме того, совершенно понятно, что даже большой опыт компании не всегда гарантирует полностью объективный подход.
Но наверное, не это является причиной слабой активности по комментариям к предыдущему выпуску. Скорее прав автор, что предлагает инсталляторам АСУЗ консультироваться со специалистами по отоплению. Для индивидуальных домов, информация опубликована впервые и это будет подспорьем тем инженерам, которым потребуется помощь в их проектах.

Полный вариант статьи опубликован в журнале "Автоматизация зданий" №51 декабрь 2011 года. На него открыта подписка.


Анекдот от Романа Трахтенберга Роман Трахтенберг



По последним исследованиям аналитиков рынка автоматизации зданий инсталляторами "умных" домов не рождаются - это скорее последствия родовой травмы.




Вы получаете и читаете самые многочисленные по количеству подписчиков материалы по направлению "Автоматизация зданий" в Интернете.
Эта рассылка - официальный орган международных Клубов АСУЗ. У нас есть компании и специалисты из Белоруссии, Латвии, Украины и России. Количество получателей информации постоянно растет. Предлагайте интересные для вас темы и рассказы.

Главное отличие предлагаемого подхода - открытость и бесплатность площадки для информирования всех категорий пользователей и специалистов рынка об основных направлениях АСУЗ, и также о смежных областях. Специалисты и компании могут рассчитывать на распространение своих материалов через наши медиа-каналы.

Эти Интернет ресурсы бесплатны и доступны в первую очередь для компаний и специалистов Клуба АСУЗ и Клуба пользователей технологии KNX стран СНГ и Балтии.
Вступление в Клубы - добровольное дело, по заявлению произвольной формы, и членские взносы в ближайшее время не планируются.



С уважением, Куратор международных Клубов АСУЗ,
Пасеков Владимир
eiba@inbox.ru

Для выбора рассылки и подписки на нее, просто укажите на нужный лейбл:
Рассылка 'Автоматизация зданий для Дилетантов'    - Получатели рассылки "Автоматизация зданий для Дилетантов"
Рассылка 'Вести автоматизации зданий'    - Интернет-газета "Вести автоматизации зданий"
Рассылка 'Автоматизация зданий для всех'    - Профессиональная рассылка "Автоматизация зданий для всех"
Группы Google
Подписка на рассылку "Клуб пользователей технологии KNX стран СНГ и Балтии"
Электронная почта:


В избранное