Тепло наших домов



    Преамбула


    Зима пришла неожиданно, много снега намело, а потом еще и холодно стало. Так вот, о чем это я? Да все просто, есть в глубине Сибири, на границе Кемеровской области и Алтайского края деревушка одна. Морозы там бывают трескучие, но люди там живут добрые. Зимой дел не много, то снег убрать, а выпадает его не мало, то на работу в город за 50 км съездить.

    И вот в этой деревушке живут у меня друзья, бывает приедешь к ним в пятницу, баня, сугробы и био-туалет на улице в -40 по Цельсию. Так я не об этом, а о том, что у них в доме стоит котел угольный с подачей угля ведрами.

    Вот мы сидим с Вадимом и я задаю вопрос:
    — Вадик, а сколько ведер угля потребляет твой огнедышащий монстр для обогрева твоих 200 квадратных метров удовольствия.
    — Ну… где-то перед сном ведро закину, утром как посвежеет ведро заброшу, если потребуется и днем, но это по желанию или по наличию в доме кого-нибудь.

    И мне стало интересно, а сколько конкретно надо раз топить дом, и как конкретно топить, и много разных других вопросов.

    Я начал думать.

    Создание


    Паяльник в руки, Arduino nano c W5100 на плашке, немного чертежей и зависимостей. Ящик пива другу который умеет писать код, бутылка виски ПХП-волшебнику и вот создано то, что подскажет ответы на поставленные вопросы.

    Наступило будущее:


    прикрутив DS18B20

    Слив все в едино, купив 3G модем, роутер, и двусторонний скотч, я начал творить будущее.

    Конечно роутер пришлось про апгрейдить, иначе он тупо отказывался работать:



    Подцепив один датчик к батареи в гостиной, второй там же, но в воздухе и соединив все провода в кучу я зажмурил глаза:



    Вот они первые слова в мир, так сказать хеллоу ворлд. Этот момент был незабываемый.

    Срочно беря мобильник в руку, я зашел по заветной ссылке и начал получать первые показания.

    Аналитика


    Итак, я начал получать графики:



    Зеленой линией я обозначил температуру батареи, которая создает комфорт в наблюдаемой комнате.
    Красной линией я обозначил температуру воздуха в комнате, ту, на основании которой я могу сказать, холодно ли мне или нет.

    Отметка на картинке 1: тут все просто чистили печку, да и солнце пекло.

    Отметка на картинке 2: датчик отклеился от батареи, пришлось перемонтировать.

    Отметка на картинке 3: интервал одного дня, видно что печь топилась ровно 3 раза.

    Отметка на картинке 4: это мечта. Мечта той температуры, которую нужно добиваться в тепло носителе. тот идеал к которому нужно стремиться, но увы подобной картинки добиться на ручном котле обогрева невозможно.

    Об отметке 4

    Подобный девайс был собран еще одному товарищу, в его доме стоит автоматический угольный котел на брекетированом угле.

    В этом устройстве все работает стабильно и без особых скачков, и экономия значительна. Стабильность можете наблюдать на следующем графике:



    Эпилог


    В качестве эпилога хочу сказать, что необходимо думать над тем как обеспечить стабильное медленное горение угля в котлах с ручной подачей топлива.
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 71
      0
      Берешь так, начинаешь обеспечивать, продолжаешь, улучшаешь, а потом фуяк — и ещё один котел в ряду равноправных.
        0
        Как вариант можно увеличить количество теплоносителя, это сгладит перепады температуры.
          0
          увы, сей способ не особо эффективен, так как наблюдается сначала перегрев системы, а потом затухание, да не отрицаю время нагрева чуток удлиняется, но не более чем на час.
            0
            Возможно вы не учитываете повышенную инертность системы, нужно начинать топить раньше, чем температура упадет ниже комфортной, и выключать топку тоже раньше. Тут нужен ПИД регулятор, он должен контролировать и мощность горения, меняя расход воздуха, и когда глушить котел. Есть стандартные методы расчета ПИД регуляторов.
            А вообще задачу нужно ставить так как мне кажется, нужно посчитать сколько всего вам нужно энергии в сутки.
            Исходя из этого рассчитать сколько вам нужно сжечь топлива.
            Потом выбрать комфортное кол-во загрузок котла.
            Таким образом получить массу одной загрузки.
            Исходя из этой массы можно посчитать сколько энергии вам нужно запасти до следующей протопки.
            Определить границы температуры.
            Имя дельту Т и кол-во энергии, можно высчитать объем теплоносителя, или емкость тепло аккумуляторов.
            Дальше уже считать параметры ПИДа.
              –1
              дом топиться вовремя, хочу понять лишь как топить его реже при тех же вводных условиях.
                +1
                Если бы топился вовремя, то не было бы перегревов и переохлаждений.
                  –1
                  как бы есть 2 фактора на не вовремное топление так сказать:

                  1. ночь
                  2. работа
                    обратите внимание, температура воздуха сильно не просаживаеться
                    0
                    Это лишь немного повлияет на методику расчета, что я выше описал. Возьмите максимальный период без включения топки и рассчитайте энергоемкость системы.
                      0
                      Почитайте про котлы длительного горения www.stropuva.ru
                +1
                Почему не эффективен, практика показывает обратное. Он очень эффективен.
                Котел топится в нормальном режиме без авралов, и замедления горения, и греет теполоноситель в баке теплоаккумулятора, а из аккумулятора на отопление подается столько сколько нужно теплоносителя в данный момент.
              +5
              Вам нужен термоаккумулятор. Включение сего устройства поможет сгладить всплески на графике и тем самым добиться более однообразной температуры в комнате. Не берите из нержавеющей стали пищевого класса — для отопления подойдёт самый чугуниевый,
                +2
                Да, и главное — оптимизировать надо не приток, а отток тепла. Однократный осмотр дома тепловизором с ликвидацией утечек + вентиляция с рекуперацией тепла делают чудеса — сможете спичками греться. в Московской области есть дом, где серьёзно заморочились с теплосбережением, а затем вообще не включали отопление, давно отбили все расходы.
                  0
                  это уже сделано, на третий этаж выход тепла прекращен.
                    +2
                    Боюсь, вы меня не так поняли. Если бы «это было сделано» — не было бы таких плясок температуры, а топить бы пришлось раз в день, а то и реже. Тогда было бы без разницы, насколько кривой у вас котёл. Законопатить щели в чердаке — это даже не начало, а так, припарка. Вентиляция с рекуператором решает вопрос и с теплом, и с воздухом.
                      –1
                      Рекуператор вещь хорошая, но экономически эффект от него ощущается по истечению 10 лет.
                  +3
                  Поддержу. В прошлом году поставили на 1,5 тонны, теперь температура "гуляет" на 2-3 градуса при однократной топке. Без теплоаккумулятора разница достигала 10 градусов. Котел на дровах, теплопередача котел/аккумулятор и аккумулятор/батареи (+аккумулятор/подача в бойлер) через многопластинчатые радиаторы тепловых пушек.
                    0
                    можно более подробную схему?
                    какие именно тепловые пушки пользовали?
                      0
                      Схема "на пальцах" — через 1-й контур котел греет воду в баке, 2-й контур через бак греется вода в батареях (3-й опциональный подогревает воду для бойлера в том же баке). Стоят обычные отопительные циркуляционные насосы в обоих контурах. Контур бак-котел открытый с расширительным баком (для безопасности), контур батарей — закрытый под давлением (т.к. закипеть не может). Более подробно сходу не распишу.
                      Использовались не сами тепловые пушки, а радиаторы тепла из них — трубы с частым оребрением. Такие можно на входе в супермаркет увидеть. Установлены в теплоаккумуляторе.

                    0
                    Вот только аккумулятор-то «зарядить» сперва нужно, что тоже расходует топливо… Фактически- добавление теплоаккумулятора всего лишь сглаживает колебания температуры теплоносителя, но одновременно увеличивает инерционность системы.
                      0
                      Зарядить нужно только один раз при включении системы отопления.
                      Сглаживание колебаний температуры приводит к уменьшению теплопотерь и увеличению комфорта.
                      Если большой теплоаккумулятор как следует теплоизолировать, то он может хранить достаточную температуру неделями.
                      Система отопления и регулятор должны быть рассчитаны на большой диапазон температур теплоносителя.
                      Для большого теплоаккумулятора нужно брать котёл с большим запасом по мощности, тогда можно реже топить.
                      +1
                      Абсолютно верное замечание. От себя могу добавить, что связка теплоаккумулятор (от тонны) + Laddomat (термостат+обратник+циркуляционный насос) даст еще больший эффект. Автоматика получается достаточно простая, но очень эффективная. Важно правильно посчитать емкость теплового аккумулятора — котел на максимальной мощности должен зарядить теплоаккумулятор и при этом компенсировать теплопотери дома. Т.е. вариант маломощный котел+большой теплоаккумулятор не работает, баланс важен.
                      +1
                      Каким движком выводятся такие графики?
                        +2
                        Немного намучавшись с твердотопливным котлом, пришел к выводу что в даже при отсутствии магистрального газа лучше заюзать сжиженный газ + конвектор с герметичной камерой сгорания, чтобы брал воздух с улицы и выхлоп на улицу.

                        Для Украины цена будет примерно одинакова, т.к. уголь сильно подорожал. Газ стоит $0.66 грн за 1 кг (1 кг == 2 литра), уголь стоит $0,2 за 1 кг. Зато с газом нет мороки типа загребать-выгребать, поджигать и пр.
                          +1
                          Притом что каменный уголь — 21 000 кДж/кг, а сжиженный газ (propan-butan) 46 000 кДж/кг. Вот и считайте...

                          Часто препятствие — баллоны. Но один хрен что уголь нужно привезти, что баллоны нужно наполнить и привезти. И то и другое расход. А баллоны стоят не так уж дорого.
                            +1
                            Топите дровами, зачем вам уголь? Уголь действительно очень дорогой. Топлю сам лично дровами. Но вы правы, не знаю как там экономия, вся эта морока с привозом дров, процедурой раскочегаривания, в общем выношу в этом году тт котел в сарай, буду включать два газовых котла
                              0
                              Пробовали ли вы газовый конвектор типа наших АКОГ? По стоимости они даже дешевле аналогичной секции алюминиевых батарей (на ту же мощность).

                              Если делать отопление с нуля, то на мой взгляд сейчас лучше конвектор, чем котел + батареи. Плюсы конвектора: нет воды (не может замерзнуть), не нужен котел, не нужны трубы, насос, манометр и пр. Можно в каждой комнате выставить свою температуру или вообще выключить.

                              Плюсы батарей — если котельная в отдельном помещении, то это безопаснее. Если котел в доме — то плюсов нет.
                                +1
                                Но ведь это газ в каждую комнату заводить.
                              0
                              у нас газ только в зажигалках… уголь, дрова, или электричество.
                              угля на зиму тонн 10 хватит, это с доставкой примерно 10-12 тыс руб.
                              поэтому альтернативы нет только уголь
                                0
                                угля на зиму тонн 10 хватит, это с доставкой примерно 10-12 тыс руб.

                                Т.е. у вас $15 за тонну? У нас ближе к $200 за тонну (с доставкой). Почувствуйте разницу…
                                Или вы покупаете бурый уголь?
                            0
                            Да ладно, влепили минус. Живу среди среди самостройщиков, да и сам такой. Сначала топился печью 3х-обороткой. Почему? Она не перемерзнет при недогляде, проста и надежна, проверено столетиями. Когда завёл газ — только проверенный котёл, а печь… Она пить есть не просит. Место, правда, занимает, но уже раза 4 выручала (отключение электричества, выход из строя котла).
                            Рядом сосед-строитель изобретатель. Третью зиму топится котлом-самоделкой, работающим на отработанном масле. Один раз чуть себя перед ДР не сжег, потом перенёс всю эту радость в отдельное строение. Пару раз настраивал ему управляющую ТРМку. Вы представляете, что творится в вагончике, где не в герметичной камере распыляется масло?
                            Автору поста, что-бы добиться безусловно равномерного горения нужно: а) измельчать уголь, желательно в пыль б)вдувать воздух.
                            Получаем схему работы котла на какой-нибудь ТЭЦ или ГРЭС.
                            Резюмирую: экспериментировать с ИТП (к которым личные котлы можно отнести) — никто не запретит. В лучшем случае — вы повторите тот путь, которые прошли многочисленные коллективы и одиночки. Это моё сугубое ИМХО.
                              +1
                              Думаю вам влупили минус за то, что ваш комментарий совершенно не понятный. А насчет пыли вы можете быть не правы, обычно там есть какой-то оптимальный размер, а не чем меньше тем лучше.
                                0
                                оптимальный размер — как раз пыль, и вдувать воздухом через форсунки :-)
                                  0
                                  Если вдувать через форсунки то все становится очень сложно, там целые трактаты пишут на тему оптимального выгорания пылеугольного факела в топке. Очень четко нужно знать фракцию, ее девиацию, температуру и время пребывания в топке.
                                  А пыль еще умудряется слеживаться.
                                  И без форсунок гореть пыль не будет.
                                  Так что это оптимальные далеко не по всем параметрам способ.
                                  А для обычного горения «кучей» нужно обеспечить прохождение воздуха между угольками, достаточную площадь реакции и возможность золе осыпаться.
                                    0
                                    если говорить про абы какой уголь, то оптимальнее совок и кочерга, лучше не бывает.
                                    Если же уголь сортированными небольшими кусками, то ничего лучше кипящего слоя не будет. И устройство с кипящим слоем можно устроить и на домашнем уровне. Даже автоматизировать сброс золы при этом получится игрой на разной плотности.
                                    Хотя всё равно, конечно, это будет очень хлопотно и весьма громоздко (и шумно).
                              +4
                              28 градусов в комнате, вам не дурно от такой температуры?
                                0
                                Когда-нибудь толпа "тех, кому всегда холодно" выйдет стенка на стенку против "тех кому всегда жарко". А начнётся сие великое побоище вот с таких вот на первый взгляд безобидных интернет-комментариев.
                                  0
                                  При +30 я сижу в одном нижнем белье, при +28 одеваю штанишки, при +26 — ещё и толстовку, а при +24 уже стучу зубами. А всё потому, что панельный дом и продуваемые всеми ветрами деревянные оконные рамы. У тётки при пластиковых окнах в кирпичном доме при +27 дышать невозможно, приоткрытваем все окна и застеклённый балкон. Короче: температура температуре рознь.
                                    0
                                    Кирпичные дома толще, видимо, поэтому ЭТВ лучше панельных. В панельном доме с нормальными пластиковыми окнами на подоконнике +17 гр.по Ц., с приоткрытым окном +13 гр.по Ц. (температура воздуха 0 гр.по Ц. без учёта влияния влажности). Чем лучше ЦО, тем теплее в помещении.

                                      0
                                      А расскажите, что такое ЭТВ и ЦО?
                                        +1
                                        Прошу прощения, заигрался с аббревиатурами.
                                        "Эффективная температура воздуха" и "Центральное отопление".
                                        (*) ЭТВ лучше чем в панельных.

                                          0
                                          я так думаю, ЦО — центральное отопление :)

                                          я буду обновлять комментарии перед отправкой :)
                                        +1
                                        А летом на кондиционере тоже 28 ставите?
                                        Просто хочу понять нет ли тут психологической зависимости. А то летом жена на кондиционере все время просит по-меньше 22 и ниже. А зимой по-больше 25-26. При этом мне комфортно ровно 24 в любую погоду, если сидеть, и 22 если двигаться.
                                        Аналогичные разногласия и в коллективе замечал, есть те кто хочет всегда одну температуру, а есть те кто хочет опозитную температуру к уличной. А истинных мерзляков\горячих очень мало, таких которым холодно\горячо и зимой и летом.

                                        Но в целом конечно смотрю с полным не пониманием на такие температуры в помещении. Есть же нормы от 18 до 24. В комнате с 0 воздухообменом 24 это в нижнем белье, 18 в одежде как на работу ходят (свитер, подштаники, обувь). У родителей, когда прихожу в гости, спорю про термостат, ставить 22.0 или 22.3, т.к. 22.3 маме уже жарко. А от +30 все женщины в обморок попадают.

                                        Неужели у многих такие сильные сквозняки? Или в чем-то другом причина? Может вы меряете температуру не в том месте? Нужно мерять как можно дальше от радиаторов отопления, и ближе к полу.
                                          0
                                          У меня нет кодиционера. Ага. Но на открытом воздухе в сухую безветренную погоду при +25±1 комфортно. Я думаю что ощущения у всех индивидуальны и всё зависит от сердца и скорости метаболизма.

                                          Да, если окна деревянные — +30 самое оно. На самом деле даже при «запечатанных» наглухо деревянных окнах и балконе обмен воздуха с улицей всё равно ощутимый. А вот при пластиковых окнах — уже примерно как вы описали с обмороком при +30. Температуру я измеряю непосредственно около себя (30-40 см), на уровне тела. На полу, естественно, ниже (у меня — до +24), а у потолка — намного выше (до +33, особенно ближе к кухне). Но я не вижу смысла в таких измерениях. Почти все ходят дома или в тапочках или в тонких носках, и спят не у потолка, а где-то в полуметре от пола.
                                      +4
                                      У меня стоит теплоаккумулятор на 2 куб.м. воды + терморегуляторы на каждом радиаторе. Сначала поставил на 1 куб.м. Понравилось — добавил еще один. Температура круглосуточно +22+(-)1 градус. Топлю древесными брикетами 1 раз в два-три дня, пока теплоноситель в системе не нагреется до 60-70 градусов. Ночью включаю ТЭН на 4 кВт по ночному тарифу. Когда не было теплоаккумулятора топил два раза, приходилось постоянно контролировать заслонку котла, чтобы не закипел теплоноситель. То изнывали от жары 26-28 градусов, то мерзли 18-19.
                                      Плюсы:

                                      топить стал в несколько раз реже, но дольше;
                                      постоянная комфортная температура в доме;
                                      меньше потерь тепла (нет «перетопа»)
                                      горение в котле происходит при оптимальном соотношении воздуха и газа
                                      Минусы:
                                      цена
                                      занимает место
                                        0
                                        А ТЭН у вас прямо в теплоаккумуляторе, или проточный / электрокотел?
                                        И я правильно понял, что насос теплоноситель гоняет круглосуточно, а потребление регулируется батареями?
                                          0
                                          Твердотопливный котел со встроенными ТЭН (кажется "Куппер"). Циркуляционный насос подключен через небольшой ИБП и работает безостановочно весь отопительный сезон. А потребление, действительно, регулируется радиаторами с термостатом. Удобно тем, что можно регулировать температуру в каждом помещении. Например, у меня в спальне всегда 16-17 С. А в коридоре уже 22.
                                        0
                                        а на чем писалась веб форма и как идет сбор данных?
                                          0
                                          одна php-ка хавает данные и кладет их в таблицу в зависимости от индефикатора устройства (там у меня свой проект висит)
                                          другая отображает....
                                          0
                                          Во втором случае 32 — вообще пекло. На каком расстоянии от батареи проводились замеры? Вот в чем вопрос.
                                            0
                                            на расстоянии 1 метра.
                                              0
                                              почитайте ГОСТ 30494-96. Измерение производится в центре помещения.
                                                0
                                                зачем?
                                            0
                                            Михаил, а село находится в Алтайском крае или в Кемеровской области? Просто если первое-то немаленькая вероятность, что это мое родное село
                                              0
                                              Кузедеево, в 3 км от алтайского края
                                                0
                                                Посмотрел по карте и понял, что на самом деле вероятность была маленькой. Ндооценил протяженность границы края и области)
                                              0
                                              Первое, что бросилось в глаза-датчик теплоносителя на батарее… Это получился датчик поверхности батареи. Датчик теплоносителя должен быть в нем самом.
                                              Второе, какого объема ведра у вашего товарища? Три ведра в сутки на 200 кв.м. Это более чем скромно. У меня дом на 60 кв.м. и трех ведер в -36 ночью и -32 днем, категорически не хватает. Для комфортной температуры в +27. Котел стоит в отдельном помещении.
                                                0
                                                Если верить Вики у них средняя температура зимой от -17 до -20. Ну и надо считать хотябы площадь контакта с окружающей средой, а не площадь пола. А лучше коэффициент теплообмена Вт/(м2*К) (ватт на квадратный метр-кельвин).
                                                Посчитать можно примерно так:
                                                (масса_угля * удельная_теплота_сгорания_угля) / ((площадь_внешних_стен + площадь_потолка_2го_этажа + площадь_пола_1го_этажа)*(температура_внутри — температура_снаружи))
                                                0
                                                Из статьи не понятно, есть ли локальные (у каждой батареи) автоматические краны-термостаты, или все батареи просто «жарят на все деньги» без регуляции?
                                                По-моему, даже простая установка таких кранов позволила бы значительно сэкономить.
                                                  0
                                                  а причем тут экономия или краны?
                                                  в статье рассматривается типовой деревенский дом, работающий уже долгое время, я лишь рассмотрел как выглядят некоторые температурные показатели, и рассказал про них, а так же при помощи чего и как смотрел.
                                                  в статье НЕТ готовых решений,
                                                  в статье НЕТ ничего прицепилно технически нового,
                                                  но в статье ЕСТЬ наблюдения и инструменты наблюдения
                                                    0
                                                    Ну, касательно инструментов наблюдения вы немного перегнули. Понятно только, что данные идут в параметрах GET запроса на сервер, где как-то обрабатываются, и как-то выводятся. а как именно остается за кадром.
                                                      0
                                                      то есть по вашему, градусник, который сам пишет в некую базу показания, а затем группировка данных относительно временной шкалы не является инструментом наблюдения?
                                                    0
                                                    Без автоматики у котла просто получите закипание теплоносителя. Нужны обычные краны, которыми выравнивают теплопоток для каждого помещения один раз. Кроме того такие головки стоят неприличных за свои функции денег.
                                                      0
                                                      Закипание можно получить и с автоматикой котла. У меня в котле стоит биметаллический теплообменник для отопления и ГВС. В момент переподжига для ГВСа иногда слышен шум в теплообменнике+ со временем падает напор горячей воды. Старый теплообменник был промыт три раза, после этого потёк. Сейчас новый уже просится на промывку.
                                                        0
                                                        а если насос поставить на бОльшую скорость?
                                                          0
                                                          Дело в том, что в режиме ГВС циркуляционный насос, который качает систему отопления, вообще тормозится. Зачем так сделано — для меня непонятно. Кстати, потом этот производитель изменил линейку и сделал котлы с двумя разными теплообменниками.
                                                    0
                                                    По-моему, одной LinkIt ONE хватило бы, чтоб заменить arduiino, WiFi-роутер и 3G модем.
                                                    Даже дешевле было бы и программируется из той же Arduino IDE.
                                                      0
                                                      спасибо. я по изучаю данную платформу,

                                                      повторюсь, делал то что было под рукой
                                                      0
                                                      А где бы код посмотреть? Уж очень графики понраились. Хочу в свой проект утянуть.
                                                        0
                                                        Код чего именно?
                                                          0
                                                          Вот этого.

                                                          одна php-ка хавает данные и кладет их в таблицу в зависимости от индефикатора устройства (там у меня свой проект висит)
                                                          другая отображает....

                                                          Ну и кусок скетча ардуино, где пакет на отправку формируется. Спасибо.

                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                      Самое читаемое