Автоматика для инженерных систем, автоматика котла

Современные системы отопления — это системы закрытого типа с принудительной циркуляцией. Для монтажа используются трубы малых диаметров, они прокладываются в стенах и полах, что позволяет выгодно использовать объем помещения для воплощения любой дизайнерской мысли. Для прогрессивных решений характерно наличие автоматики, способной управлять системами отопления, "теплого пола", горячего водоснабжения и др. самостоятельно, с минимальным участием человека. Мы хотим предложить несколько правил, которыми не стоит пренебрегать потребителю, желающему иметь в своем доме комфортное отопление, горячую воду и другие блага цивилизации.

Правило первое. Отопление загородного дома, даже не очень крупного (например от 150 до 350 м2), — это инженерная система, включающая в себя котельный пункт, систему разводки трубопроводов и тепловые приборы. Чтобы система функционировала в соответствии с современными требованиями, т.е. комфортно, экономично и надежно, очень важен комплекс инженерных расчетов. Индивидуальный расчет тепловых потерь дома. Необходимые данные для расчета теплопотерь: толщина стен и перекрытий, а также материал, использованный при их возведении; пирог крыши; тип фундамента и материал, использованный при его возведении; тип остекления (обычные окна или стеклопакеты): если стеклопакеты, то имеет значение — двойные или тройные; количество и толщина стяжек пола, наличие утепляющих слоев. Без индивидуального расчета подбор осуществляется по укрупненным вычислениям, в зависимости от объема помещения. Но ведь очевидно, что у комнат с одинаковым объемом могут быть разные теплопотери, если одна является угловым, а другая внутренним помещением, расположенным в южной или северной части дома, и т.д. У радиаторов, подобранных по укрупненному расчету, цена возрастает эквивалентно запасу мощности. Запас по мощности увеличивает емкость радиаторов, а также общие показатели системы, что отразится на размере мембранного бака, параметрах циркуляционного насоса и потреблении электричества. Эксплуатация системы отопления с повышенной теплоотдачей приведет к перегреву дома и искусственному увеличению теплопотерь, и, как следствие — перерасходу тепла, топлива и материальным затратам. Гидравлический расчет определяет сопротивление планируемой системы отопления, диаметры трубопроводов, мощность насоса для циркуляции теплоносителя в системе. Данные расчета позволят запланировать дополнительные устройства, обеспечивающие равномерное распределение тепла между потребителями таким образом, чтобы иметь возможность полностью использовать их рабочие характеристики. Правильное распределение нагрузок на трубопроводы гарантирует:
доставку необходимого количества тепла к каждому потребителю, стабилизацию давления в системе, отсутствие гидроударов при закрытии термоклапанов у радиаторов;
стабильное функционирование системы и как результат — экономия ресурса работы котла и расхода топлива.
В современных коттеджах котел может обеспечивать подачу теплоносителя не только в контур системы отопления, но и в контур системы «теплых полов», теплообменника бассейна, в зимнее время — в контур теплообменника приточной установки системы принудительной вентиляции.
Ошибки в расчете гидравлики приводят к увеличению количества устройств для наладки системы (балансировочные клапаны). В коммерческом предложении, во избежание ошибки в сторону дефицита мощности системы, завышаются диаметры трубопроводов разводки первого этажа или характеристики циркуляционного насоса. При грамотном подходе к проектированию, можно оптимизировать систему по конструктивности и затратам. Не стоит забывать, что окупаемость системы зависит от экономичной эксплуатации. Расчет, выполненный с дефицитом мощности, может привести к переборке котельной или системы отопления в целом.

Зачастую о дефиците мощности потребитель узнает только в процессе эксплуатации. При законченной отделке и расстановке мебели в доме, убытки от переделок будут весьма существенными. В фирмах с профессиональным подходом специалисты осуществляют проектирование в короткие сроки и по разумной цене. Проект на инженерные системы в среднем стоит от 90 руб. за м2, а экономия по материалам — 15–20% от общей стоимости коммуникаций по укрупненному расчету.
Ежегодный рост тарифов на все виды топлива и приближение их к мировым стандартам диктует необходимость научиться, экономить.
Правило второе. Нужно обладать информацией о системах, которые Вы собираетесь использовать. Рассмотрим различия на примере котельных пунктов.

Современные котельные монтируются на базе одноконтурных отопительных котлов с пассивным водонагревателем накопительного типа. Выбор пассивного водонагревателя обусловлен следующими факторами:
для него не нужен отдельный дымовой канал и газоход (при небольшом помещении котельной сложно выдержать требования газовых служб к обеспечению достаточного воздухообмена для работы двух потребителей газа);
если подвод газа в перспективе и временно котел будет работать на дизельном топливе, а мощности электрического водонагревателя не хватает для быстрой подготовки достаточного количества горячей воды;
мощность теплообменника пассивного водонагревателя составляет от 15 до 42 кВт и более (газового — 7 кВт);
простота технического обслуживания (у пассивного водонагревателя нет камеры сгорания, поэтому он требует только санации емкости нагрева воды).
Котельные пункты должны монтироваться так, чтобы все составляющие — котел, водонагреватель, насосные группы, группы безопасности и распределители теплоносителя — были ремонтопригодны (т.е. могли перекрываться и демонтироваться для ремонта или замены).
Автоматика котельных бывает стандартной, погодозависимой аналоговой и погодозависимой цифровой адаптивной.
Стандартная автоматика — режим работы выставляется вручную, регулировкой котлового термостата (изменение температуры теплоносителя в подающей линии).
Возможная модернизация — установка импульсного термостата с датчиком температуры помещения. Пользователь устанавливает на термостате комфортную для себя температуру, вручную или программируя, в зависимости от типа термостата, например + 20 °С. Если температура в помещении отклоняется от заданного значения, термостат сообщает котлу о необходимости перехода на более или менее интенсивный режим работы. Программируемый термостат способен переводить котел в дежурный режим работы для поддержания температуры + 7–10 °С и обратно в комфортный. При пусконаладке котла специалист фирмы, осуществляющей запуск, обязан проконсультировать пользователя и запрограммировать устройство по его желанию. Недостаток — при значительных перепадах температур наружного воздуха, учитывая инерционность системы отопления (реакция системы в целом на команду термостата может затягиваться до 3 часов). Дефицит тепла может ощущаться при интенсивном водоразборе в вечерние или утренние часы — котел отключает отопление по приоритету ГВС. При резком повышении температуры воздуха за окном разогнавшийся котел будет медленно остывать, а в помещениях будет избыток тепла. Инерционность системы зависит от размеров дома и использования чугунных радиаторов и котлов с чугунными теплообменниками (чугун медленно нагревается и остывает).
Самые современные материалы и технологии позволяют лишь сократить инерцию.

При стандартной автоматике ее минимизирует использование котлов со стальным теплообменником. Основным недостатком их является небольшой срок службы — до 5 лет: конденсат, образующийся на стенках топки в результате критичной разницы температур подающей и обратной линии котла, способствует ее быстрому прогоранию. Исключение составляют котлы, имеющие внутри кожуха котла механизм подмеса в обратную линию. Российский потребитель все же предпочитает более привычный и надежный чугун.
При использовании погодозависимой аналоговой автоматики работа котла зависит от данных внешней среды. АСУ снабжена датчиком наружного воздуха. Реагируя на капризы погоды, система становится более экономичной, колебания температуры воздуха внутри дома, оснащенного такой системой, почти не заметны, а возможность управлять тремя контурами (отопление, ГВС, «теплый пол»), делает ее еще более интересной для потребителя. Недостаток: при сбое показаний наружного датчика, автоматика теряет ориентацию, поэтому вершиной современных разработок является адаптивная система управления — интеллект котла, получающий следующую информацию от датчиков:
наружного воздуха;
температуры помещения;
контроля отходящих газов;
котловой воды;
температуры водонагревателя.

Правило третье. Доверьтесь профессионалам. Потребителю стоит проявить самостоятельность в принятии окончательного решения, однако руководствуясь мнениями специалистов нескольких фирм. Показательно, если Вам могут предложить монтаж систем в комплексе, т.к. в итоге все системы взаимосвязаны и очень важно, чтобы эксплуатация одной системы не вредила работе другой. Такая ситуация обычно приводит к неоправданным затратам на исправление конфликта систем (например, водоподготовка на основе марганцевой засыпки уничтожает рабочую флору сооружения биологической очистки сточных вод и т.д.). Потратьте время на посещение фирм для получения консультаций, познакомьтесь с уровнем работы технических специалистов, чтобы понять, кому стоит доверить монтаж систем жизнеобеспечения собственного дома.

Автоматизация котельной
Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности