Отопление

В комнате приятно находиться, пол сохраняет выбранную температуру, в ванной сохнут полотенца. Для гаража можно поддерживать свой режим, для бассейна — температуру воды, а для дорожек — работу снеготаяния. Всё это может работать с одного контроллера Ritmod, с отдельными датчиками и управлением каждой зоной.

Отопление вместе с кондиционированием составляет климатическую систему. Здесь разберём, какую пользу приносит каждая часть отопления и как отдельные автоматизации работают на общий результат.

Комната запрашивает тепло — система доставляет его

Если в комнате становится прохладно, недостаточно просто включить котёл: тепло должно попасть в нужный прибор. В водяном отоплении задачи распределяются между пятью частями:

1. Термостат определяет, нужен ли нагрев, и может сформировать запрос на температуру теплоносителя.
2. Термоэлектрический привод открывает или закрывает подачу в конкретный радиатор или петлю пола.
3. Насос отопительной группы обеспечивает циркуляцию через её контуры.
4. Смесительный узел, если он нужен группе, поддерживает требуемую температуру подачи.
5. Теплогенератор получает общий запрос на работу и нужную температуру.

Стало прохладнее → появился запрос на тепло → заработали нужные части системы → помещение прогрелось → запрос прекратился. Приводы перемещаются постепенно, пол и радиаторы остывают не сразу, а насос может продолжить работу на время выбега.

Состав зависит от оборудования. Электрический радиатор получает команду на нагрев без водяного контура. Для водяного пола, радиаторов и бассейна могут потребоваться разные отопительные группы, насосы и температуры подачи.

Воздух и пол поддерживают свою температуру

Один термостат обрабатывает одну среду. Несколько точек измерения помогают описать именно эту среду; другие высоты и пол могут иметь отдельные термостаты.

Можно поддерживать комфорт там, где он нужен человеку: у рабочего места, возле дивана или у поверхности пола. Одна автоматизация термостата работает с одной средой и одной группой её датчиков.

Например, в одном помещении могут работать:

• Первый термостат — по группе датчиков воздуха на высоте около 1,5 м.
• Второй — по группе датчиков воздуха на высоте около 0,5 м.
• Третий — по одному–трём датчикам тёплого пола.

Если несколько термостатов влияют на один прибор, их запросы нужно согласовать. Отдельный термостат пола сам по себе не ограничивает запрос термостата воздуха.

Внутри своей группы термостат может ориентироваться на среднюю, минимальную или максимальную температуру. Например, средняя описывает несколько точек комнаты, а минимальная позволяет учитывать наиболее прохладную из измеряемых точек. Датчики располагают так, чтобы они описывали выбранную среду; место рядом с нагревателем или под прямым солнцем может искажать результат.

Если температура опускается ниже выбранного диапазона, появляется запрос на нагрев. После достижения верхней границы он снимается. Внутри диапазона сохраняется предыдущее состояние: небольшие колебания показаний не требуют постоянных переключений.

Для водяного отопления доступно и расчётное регулирование: термостат изменяет запрос на температуру и расход теплоносителя по тому, как меняется температура среды. Это позволяет передавать дальше не только команду «греть», но и величину потребности в тепле.

Что означают независимые термостаты и расчётный запрос

Термостаты воздуха и пола не объединяют их показания в одну температуру.

Расчётное регулирование использует PID. Выход «расход теплоносителя» — управляющий запрос, а не показание расходомера. Его использование зависит от следующего оборудования; термоэлектрический привод по-прежнему работает в режиме открытия и закрытия. Возможности расчёта и подходящие пределы проверяют для конкретной отопительной группы.

Тепло для комнат, пола и полотенец

У приборов разное назначение и инерция. Потребность в тепле определяется для их зоны, а подачей управляет соответствующий контур.

Радиаторы помогают поддерживать температуру воздуха. Комната остыла — подача тепла возобновляется. В ней уже достаточно тепло — запрос прекращается, хотя сам радиатор ещё некоторое время остаётся тёплым.

Водяной тёплый пол может поддерживать температуру пола по его собственным датчикам. Несколько петель одной зоны могут получать общий запрос. Пол реагирует медленнее лёгкого отопительного прибора, поэтому смена режима не означает мгновенного изменения температуры поверхности.

Водяной полотенцесушитель можно включить в управляемый отопительный контур: например, разрешать нагрев в нужные часы или временно запросить тепло для сушки полотенец. Для этого его подключение должно допускать управление подачей, а источник тепла — быть доступным в этот период. Автоматизация не определяет влажность полотенца по температуре воздуха.

Разные приборы могут работать в одной комнате. Для независимого результата им нужны отдельные управляемые контуры и согласованная логика запросов.

Приводы направляют тепло в нужные контуры

Есть запрос от зоны — её контур получает тепло. Когда запрос прекращается, подачу можно закрыть, пока остальные зоны продолжают обогреваться.

В спальне уже тепло, а в кабинете ещё прохладно. Термоэлектрические сервоприводы позволяют управлять этими контурами отдельно, сохраняя общий источник тепла.

Автоматизация учитывает запрос своего термостата и работу всей группы. Она управляет одним или несколькими приводами, которые должны обслуживать одну задачу: например, несколькими петлями пола большой комнаты.

Приводы работают ON/OFF — открыть или закрыть. После электрической команды им требуется время на перемещение. Такая команда не означает установку точного промежуточного положения клапана.

Когда вся группа перестаёт запрашивать тепло, питание приводов снимается. Их нормальное положение может быть открытым или закрытым — поэтому отсутствие нагрева обеспечивается совместной работой клапанов, насоса и источника.

Почему важно нормальное положение привода

Поддерживаются нормально закрытые (NC) и нормально открытые (NO) приводы. У первых снятие питания закрывает клапан, у вторых — открывает.

Когда вся группа перестаёт запрашивать тепло, автоматизация снимает питание с приводов и возвращает их в нормальное положение. Поэтому у NO-привода клапан может остаться открытым: отсутствие нагрева обеспечивается согласованной работой насоса и источника тепла. На объекте проверяют всю группу и фактическую реакцию каждого привода.

Насос работает по потребности и обеспечивает профилактическую циркуляцию

Насос переносит тепло к потребителям. Кроме работы по запросу доступны выбег, периодическая циркуляция и постоянная работа в выбранном погодном режиме.

Если хотя бы одному подключённому потребителю нужна циркуляция, насос отопительной группы получает запрос на работу. Когда все запросы заканчиваются, он может продолжать работать ещё некоторое время. Выбег позволяет продолжить циркуляцию после прекращения запроса, затем насос останавливается.

В холодную погоду можно периодически включать насос даже без текущего запроса от комнат. Это профилактика замерзания теплоносителя через циркуляцию. Для выбранных условий также доступна постоянная работа насоса; интервалы включений и длительность работы могут различаться в зависимости от наружной температуры.

Профилактический режим опирается на наружную температуру и периодические включения. Он не измеряет факт замерзания теплоносителя. Результат зависит от температуры самого контура, доступности тепла и питания, состава теплоносителя и устройства системы.

При работе по запросам можно учитывать доступность теплогенератора и положение смесительного клапана. Эти условия, выбег и профилактические режимы согласуют между собой при подключении; их нельзя считать одной универсальной аварийной блокировкой всех режимов насоса.

Смеситель поддерживает температуру своей отопительной группы

Термостаты сообщают нужную температуру, датчик показывает фактическую, а смеситель изменяет подачу в свою группу.

Тёплому полу и радиаторам могут требоваться разные температуры теплоносителя. Смесительный узел помогает своей группе получать подходящую подачу, даже когда источник тепла обслуживает несколько задач.

Автоматизация собирает температурные запросы подключённых термостатов и выбирает наибольший запрос в пределах этой группы, с учётом её допустимого диапазона. По измеренной температуре теплоносителя она изменяет положение смесительного клапана, чтобы приблизить подачу к требуемому значению.

Изменился запрос группы → изменилось положение клапана → температура подачи приблизилась к нужной. Для групп с разными требованиями используют свои смесительные узлы. Насос обеспечивает циркуляцию, а смеситель регулирует температуру — у них отдельные задачи.

Нужны измерение температуры подачи и совместимое управление положением клапана. Если физическому приводу требуются команды движения, их может обеспечивать автоматизация позиционного привода. Возможности привода и шкалу его положения согласуют с управлением смесителем.

Источник тепла получает общий запрос от потребителей

Газовый котёл, электрический котёл или тепловой насос могут участвовать в общей системе через совместимый интерфейс управления. Здесь показаны варианты оборудования.

Источник тепла работает на потребности подключённых групп. Если хотя бы один потребитель запрашивает нагрев, автоматизация формирует команду на работу. Из температурных запросов выбирается наибольший, ограниченный заданным для источника диапазоном.

Один и тот же принцип подходит газовому котлу, электрическому котлу или тепловому насосу: передать запрос на тепло и, если оборудование это поддерживает, на температуру теплоносителя. Способ передачи зависит от конкретного устройства и его интерфейса.

Автоматизация учитывает внешние аварийные сигналы и доступный код состояния, передаёт другим частям системы признак доступности источника. При недоступности источника команда на нагрев снимается в ходе цикла управления. Предусмотрены пауза после прекращения запроса и учёт повторных перегревов с переходом в паузу. Снижение температурного задания учитывает фактическую температуру подачи.

Это управление работой оборудования дополняет его собственную автоматику. Штатные защиты котла или теплового насоса остаются необходимой частью системы.

В доме может быть несколько источников, в том числе резервные. Сейчас отдельная автоматизация управляет отдельным теплогенератором. Выбор ведущего источника, автоматическое подключение резерва и распределение нагрузки между ними относятся к будущему каскадному управлению, описанному в конце страницы.

Электрические приборы тоже участвуют в отоплении

Электрический радиатор, тёплый пол и полотенцесушитель получают команду на нагрев через подходящее управление питанием или штатный вход прибора.

Для электрического отопления сохраняется тот же понятный результат: поддерживать выбранную температуру и разрешать нагрев в нужные периоды.

• Электрический радиатор или конвектор включается по запросу термостата воздуха.
• Электрический тёплый пол поддерживает температуру своей среды по датчику или группе датчиков пола.
• Электрический полотенцесушитель может нагреваться в выбранные часы или по временной команде для сушки полотенец, независимо от работы водяного отопления.

Водяные насосы, смесители и котёл для этих приборов не требуются. Нужен совместимый способ включать нагрев, рассчитанный на нагрузку прибора, с сохранением его штатных температурных ограничений и защит. При выборе проверяют, возобновляет ли конкретное устройство работу после команды и как взаимодействует с собственным термостатом.

Фанкойлы, калориферы и водяные тепловые пушки включают обдув по запросу

Появился запрос на тепло — включается вентилятор и обеспечивается подача теплоносителя. Запрос закончился — команда на обдув снимается.

В таких приборах теплоноситель нагревает теплообменник, а вентилятор передаёт тепло воздуху. Ritmod может управлять и подачей тепла, и включением вентилятора: есть запрос от термостата — нужен нагрев и обдув; температура достигнута — запрос прекращается.

Фанкойл подходит для поддержания температуры помещения. Водяной калорифер может обогревать мастерскую или гараж. Водяная тепловая пушка помогает передавать тепло воздуху там, где выбран такой способ отопления. У каждого помещения может быть свой термостат, а источник тепла — общий.

Здесь описано включение и выключение вентилятора по запросу. Скорость, задержку пуска, выбег вентилятора и запрет холодного обдува определяют возможности самого прибора и связанного управления; отдельный автоматический выбор скоростей в этом сценарии не заявлен.

Бассейн, гараж и снеготаяние работают с одного контроллера

У каждой зоны своя измеряемая среда и свои условия работы. Их автоматизации могут выполняться на одном контроллере Ritmod.

Снеготаяние помогает освобождать обогреваемую дорожку или въезд от снега и наледи. Термостат может управлять нагревом по температуре поверхности, а погодные и временные условия — определять, когда работа разрешена. Если требуется запуск именно по наличию осадков или влаги, для этого нужно отдельное измерение и согласованное условие запуска: одна температура не сообщает, идёт ли снег.

Подогрев бассейна поддерживает выбранную температуру воды по её датчикам. Когда вода остывает, появляется запрос на тепло; после прогрева он прекращается. Для водяного подогрева запрос передаётся в соответствующий контур и источник тепла, а теплообменник связывает отопительную систему с водой бассейна. Работа нагрева должна быть согласована с необходимой циркуляцией. Фильтрация и обработка воды — отдельные задачи.

Температура в гараже поддерживается своим термостатом. Можно выбрать умеренный постоянный режим и другой режим на часы работы в мастерской. Нагрев обеспечивают подходящие радиаторы, пол или воздушные приборы, включая водяные калориферы и тепловые пушки.

Для этих задач не нужен отдельный контроллер на каждую автоматизацию. Один контроллер может обслуживать дом и дополнительные зоны через подключённые датчики, модули ввода-вывода и совместимое оборудование. Число зон и состав подключений определяются проектом. Общий контроллер позволяет согласовать запросы, сохраняя отдельные температуры и режимы каждой среды.

Отопление учитывает погоду, время суток и периоды отсутствия

Для дня, сна и выбранных дат можно задать разные условия. Тепловая инерция комнаты и пола сохраняется при смене режима.

В спальне, ванной и гараже могут действовать разные температурные режимы по времени и календарным датам. На период отсутствия можно выбрать другую температуру или отключить разрешение на нагрев конкретной зоны. Это заранее выбранный распорядок: термостат сам по себе не определяет присутствие людей.

Наружная температура помогает выбрать сезонное поведение. Одна и та же автоматизация термостата может управлять обогревом в холодную погоду и кондиционированием в тёплую. Необходимость работы в выбранном направлении определяется температурой своей среды. Для выбора по погоде используется усреднённая наружная температура, поэтому краткий скачок показаний не обязан сразу менять режим.

В общей климатической системе заранее обеспечивают прекращение одного действия перед началом другого. Сам выбор охлаждения вместо обогрева не гарантирует отключения ранее включённого отдельного реле. Согласованное переключение проверяют в составе решения; кондиционирование разобрано отдельно.

Вы можете временно изменить работу отопления

Можно на выбранный период приостановить нагрев или передать временный запрос на работу, если действующий режим разрешает её. Например, сделать паузу в комнате или запросить нагрев управляемого полотенцесушителя для сушки.

На время такого выбора обычное регулирование не отменяет ручную команду при каждом изменении показаний. После завершения периода автоматическое поведение возобновляется при следующем расчёте. Повторный нагрев зависит от температуры, действующего режима и доступности оборудования.

Для согласованного управления водяной системой также можно временно передавать запрос на температуру и расход теплоносителя. Какие команды доступны человеку, определяют для конкретной зоны. Временное управление не заменяет ограничения оборудования и не делает нагрев мгновенным.

Какой результат нужен вашему дому

До выбора оборудования определите:

• Какие среды поддерживаем: воздух на выбранной высоте, пол, воду бассейна, поверхность дорожки?
• Где нужны радиаторы, тёплые полы, полотенцесушители или воздушное отопление; какие приборы водяные, а какие электрические?
• Какие зоны должны работать независимо и какие могут получать общий запрос?
• Какие режимы нужны для дня, сна, отсутствия и холодной погоды?
• Какие источники тепла доступны и какие команды они принимают?
• Какие временные команды должны оставаться у человека?

При сдаче решения проверяют весь путь: изменение температуры → запрос термостата → реакция привода, насоса, смесителя и источника → нагрев нужной зоны → прекращение запроса и выбег. Для воздушных приборов отдельно проверяют вентилятор, для электрических — фактическое включение нагрева. Также проверяют расписание, профилактическую циркуляцию, ручную команду и возврат к автоматике.

Потерю датчика, связи, питания и аварийный сигнал оборудования проверяют отдельно. Текущие автоматизации сами по себе не обеспечивают универсальную безопасную остановку при любой потере показаний. Нужные ограничения и реакцию на сбои закладывают в решение и проверяют вместе со штатными защитами оборудования.

Иллюстрации показывают назначение частей системы. Состав оборудования, соединения и параметры конкретного объекта определяются проектом; это следующий уровень после выбора результата.

Следующий этап — совместная работа нескольких теплогенераторов

Для системы с несколькими газовыми котлами, электрическим резервом или другими источниками планируется каскадное управление: согласованное подключение генераторов, распределение нагрузки и расхода ресурсов между ними.

Передача запроса на тепло и температуру отдельному совместимому источнику доступна уже сейчас. Автоматическое распределение работы между несколькими источниками — отдельный следующий этап.

В разработке: каскадное управление теплогенераторами и распределение нагрузки и ресурсов.

Отдельный результат этой системы — параллельная загрузка бойлера: нагрев запаса ГВС через прямую насосную группу с сохранением подачи тепла другим потребителям, включая вентиляцию.