Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 69
Судя по третьему графику, у вас показания термометра шумят на 0,3-0,5°. Температура не может так быстро меняться. Отфильтруйте для начала этот шум, потому что иначе о более точной регулировке можно забыть — собственно из-за этого батарея на кухне у вас неправильно работает.
Второе — применительно к отоплению — простой гистерезисный термостат справляется с поддержанием температуры на уровне плюс-минус 0,3°C относительно заданной. Нужно ли точнее?
Третье — не ставьте себе ограничение в виде клацанья реле умных розеток. Реле заменяются на тиристоры или твердотельные реле и получаете бесшумность. В отоплении так часто делают.
Второе — применительно к отоплению — простой гистерезисный термостат справляется с поддержанием температуры на уровне плюс-минус 0,3°C относительно заданной. Нужно ли точнее?
Третье — не ставьте себе ограничение в виде клацанья реле умных розеток. Реле заменяются на тиристоры или твердотельные реле и получаете бесшумность. В отоплении так часто делают.
Попали в точку. Как раз это и хотелось обсудить: точность и скорость измерений температуры.
Шум, конечно, есть. Диапазон примерно +-0,2°. Температура может быстро изменяться в конкретном месте, где находится датчик. 3-й график — это кухня в городской квартире. Там температура меняется очень быстро: дунул ветер в окно на микропроветривании, вытяжка хапнула чуть больше, жена что-то начала готовить или даже просто мимо прошла. На 1-м графике используется такой же датчик. Там шум +-0,1°.
Шум фильтрую задержками проверки температуры: например, если температура ниже 22° в течение 10 секунд, то включаем сервопривод. Можно сделать разницу между включениями и выключениями в 0,1°. Тоже можно. Об этом и речь в статье, что точность и скорость измерений всегда можно загрубить логикой контроллера.
Термостат меряет температуру не в той зоне, где ее нужно измерять. Под окном да еще и около батареи. Это, на мой взгляд, неправильно.
Клацанье умных розеток тоже уменьшается логикой управления, без физического вмешательства в устройство, которое еще и на гарантии.
И все-таки по поводу точности регулировки в -+0,3°. Если это не стоит доплнительных денег, то, думаю, чем точнее измеряем, тем больше комфорта. Дальше в цепи конечных устройств тоже есть неточности, так и до +-2° дело в сумме дойдет.
Шум, конечно, есть. Диапазон примерно +-0,2°. Температура может быстро изменяться в конкретном месте, где находится датчик. 3-й график — это кухня в городской квартире. Там температура меняется очень быстро: дунул ветер в окно на микропроветривании, вытяжка хапнула чуть больше, жена что-то начала готовить или даже просто мимо прошла. На 1-м графике используется такой же датчик. Там шум +-0,1°.
Шум фильтрую задержками проверки температуры: например, если температура ниже 22° в течение 10 секунд, то включаем сервопривод. Можно сделать разницу между включениями и выключениями в 0,1°. Тоже можно. Об этом и речь в статье, что точность и скорость измерений всегда можно загрубить логикой контроллера.
Термостат меряет температуру не в той зоне, где ее нужно измерять. Под окном да еще и около батареи. Это, на мой взгляд, неправильно.
Клацанье умных розеток тоже уменьшается логикой управления, без физического вмешательства в устройство, которое еще и на гарантии.
И все-таки по поводу точности регулировки в -+0,3°. Если это не стоит доплнительных денег, то, думаю, чем точнее измеряем, тем больше комфорта. Дальше в цепи конечных устройств тоже есть неточности, так и до +-2° дело в сумме дойдет.
Шум правильней фильтровать на задержками, а усреднением. Сделайте 3-5 измерений через десяток секунд, сложите вместе да разделите на количество измерений. Получите нормальное показание.
Еще раз — за счет теплоемкости стен, потолка, пола и воздуха, температура в помещении не может меняться так быстро, как у вас. Ни от вытяжки, ни от ветра в микропроветривании, ни от жены — это все локальные перегревы/недогревы, которые человек не чувствует, и реагировать на них системой отопления нет смысла.
Вас должно интересовать только среднее по больнице.
Не дойдет. Есть такая штука — называется обратная связь. Все, что ей охватывается, вдруг стает изумительно точным. В отоплении датчик температуры и создает эту обратную связь, таким образом компенсируя все недостатки оконечных устройств. Нужно только правильно обработать от него сигнал, как я указал ниже.
Еще раз — за счет теплоемкости стен, потолка, пола и воздуха, температура в помещении не может меняться так быстро, как у вас. Ни от вытяжки, ни от ветра в микропроветривании, ни от жены — это все локальные перегревы/недогревы, которые человек не чувствует, и реагировать на них системой отопления нет смысла.
Вас должно интересовать только среднее по больнице.
И все-таки по поводу точности регулировки в -+0,3°. Если это не стоит доплнительных денег, то, думаю, чем точнее измеряем, тем больше комфорта. Дальше в цепи конечных устройств тоже есть неточности, так и до +-2° дело в сумме дойдет.
Не дойдет. Есть такая штука — называется обратная связь. Все, что ей охватывается, вдруг стает изумительно точным. В отоплении датчик температуры и создает эту обратную связь, таким образом компенсируя все недостатки оконечных устройств. Нужно только правильно обработать от него сигнал, как я указал ниже.
Шум надо фильтровать.
Это само по себе довольно спорно. Что и заставило меня написать статью. А уж как фильтровать — вообще способов много. В моем умном доме, к сожалению, нет возможности нормализовывать показания. Но есть еще масса способов. Необходимость фильтрования шумов зависит от конкретного места. Там принимается решение об их фильтрации. В спальне — однозначно загрубляем показания, на кухне с радиаторами центрального отопления нет смысла вообще загрублять. +-0,1° — достаточная точность для шума.
Было бы интересно увидеть график с достаточно чувствительным датчиком температуры в Вашем случае. На словах я часто слышу, что «температура всегда точно 22°». И это тоже послужило поводом для написания данной статьи.
Это само по себе довольно спорно. Что и заставило меня написать статью. А уж как фильтровать — вообще способов много. В моем умном доме, к сожалению, нет возможности нормализовывать показания. Но есть еще масса способов. Необходимость фильтрования шумов зависит от конкретного места. Там принимается решение об их фильтрации. В спальне — однозначно загрубляем показания, на кухне с радиаторами центрального отопления нет смысла вообще загрублять. +-0,1° — достаточная точность для шума.
Было бы интересно увидеть график с достаточно чувствительным датчиком температуры в Вашем случае. На словах я часто слышу, что «температура всегда точно 22°». И это тоже послужило поводом для написания данной статьи.
Вот вам мой график. Это 5-и комнатная квартира на верхнем этаже в новом доме с теплосчетчиками и отоплением водяными теплыми полами. На улице сейчас от +9 до 15°C. Датчик температуры стоит примерно в центре квратиры под потолком. Уставка 20,5°. Алгоритм простой гистерезисный, настроен на -0.3°...+0°, так как при отключении инерционность больше из-за запасенного тепла в контуре.
Как видно, температура колбасится в районе 20.2...20.7°С. Выброс слева вызван высокой наружной температурой.
Как видно, температура колбасится в районе 20.2...20.7°С. Выброс слева вызван высокой наружной температурой.
С обратной связью всё не так просто, чем выше требуемая точность тем больше проблем и подводных камней в организации обратной связи. Можно получить абсолютную точность, только переходный процесс будет очень длительным с риском сорваться в автоколебания(периодом в 15минут...24 часа), особенно если датчик с сильным запаздыванием и/или гистерезисом.
Есть целая наука занимающаяся этим вопросом — ТАУ.
В паяльных станциях, для стабилизации температуры используют быстрые но НЕТОЧНЫЕ регуляторы, в итоге температура жала может гулять +-10 градусов, и спасает разве что только второй контур обратной связи с очень низким быстродействием, если это нужно.
В качестве фильтра от шума лучше всего использовать «оконный» фильтр(если вычислительных ресурсов мало) или фильтр Калмана. Просто взятые подряд отсчёты для усреднения не катят — на выходе получаем тот же шум но с периодичностью в N раз меньше, где N — количество выборок. «оконный» фильтр это тоже усреднение, но не просто N выборок, а N последних отсчетов, и так для каждого отсчета. При этом влияние на результат каждой отдельной выборки становится в N раз меньше. Не обязательно использовать усреднение часто выгодно брать медианное значение игнорируя наибольшие отклонения.
Есть целая наука занимающаяся этим вопросом — ТАУ.
В паяльных станциях, для стабилизации температуры используют быстрые но НЕТОЧНЫЕ регуляторы, в итоге температура жала может гулять +-10 градусов, и спасает разве что только второй контур обратной связи с очень низким быстродействием, если это нужно.
В качестве фильтра от шума лучше всего использовать «оконный» фильтр(если вычислительных ресурсов мало) или фильтр Калмана. Просто взятые подряд отсчёты для усреднения не катят — на выходе получаем тот же шум но с периодичностью в N раз меньше, где N — количество выборок. «оконный» фильтр это тоже усреднение, но не просто N выборок, а N последних отсчетов, и так для каждого отсчета. При этом влияние на результат каждой отдельной выборки становится в N раз меньше. Не обязательно использовать усреднение часто выгодно брать медианное значение игнорируя наибольшие отклонения.
Еще небольшое уточнение. На 3-м графике шаг — 10 минут. Так что температура может меняться раз в минуту совершенно без проблем. И даже чаще.
опрос какой то непонятный.
живем постоянно, газовый котел + внешний термостат с точностью +-1 градус. полностью доволен.
за счет инерционности всей системы температура не может поддерживаться с точностью даже 1 градус. да можно поставить электрообогреватели с очень малой инерционностью и возле них поддерживать температуру с нужной точностью, но не во всем помещении и тем более в целой квартире или доме.
живем постоянно, газовый котел + внешний термостат с точностью +-1 градус. полностью доволен.
за счет инерционности всей системы температура не может поддерживаться с точностью даже 1 градус. да можно поставить электрообогреватели с очень малой инерционностью и возле них поддерживать температуру с нужной точностью, но не во всем помещении и тем более в целой квартире или доме.
за счет инерционности всей системы температура не может поддерживаться с точностью даже 1 градус.
Может. Нужно только учесть эту инерционность, построив модель тепло-потерь дома и системы отопления, а также учесть температуру за бортом. Также управление теплым полом или радиаторами надо поменять на пропорционально-интегральное вместо гистерезисного. Так можно выйти даже на +-0,1°.
Если исполнительные механизмы (теплый пол, радиатор) инерционные, а они все очень инерционные, очень сложно добиться, думаю, даже +-1°, т.к., если в доме кто-то живет, то температуры изменяются постоянно, не все зависит только от показаний уличной температуры. Дверь открыли-закрыли, пельмени сварили, чайник закипел, солнышко вышло и все, не предсказать это, имея только значение забортной температуры.
Дверь открыли-закрыли, пельмени сварили, чайник закипел, солнышко вышло и все, не предсказать это, имея только значение забортной температуры.
Вы переоцениваете влияние данных факторов на температуру в доме. Да, локально, возле плиты температура, может и изменится на градусы, но и скомпенсировать вы тут никакими батареями ничего не сможете.
Но в среднем в комнате, чтобы изменить температуру хотя бы на 0,5°, вам понадобится не один чайник. Проветривание тоже не охлаждает ваш дом за секунды, а делает это очень медленно, тем более, что сейчас уже никого не убедишь различными рекуператорами, которые минимизируют потери тепла от таких вещей.
Вы как раз и попали в опрос.
Дело в том, что чувствительный датчик температуры, да еще и с малой инерционностью будет показывать все что угодно, кроме температуры помещения. Открылась дверь, подуло из форточки, кто-то включил фен — если поток воздуха попал на датчик, он показал изменение. Но это всего лишь локальное и кратковременное изменение температуры. Через секунду дверь закрылась, воздух перемешался и температура выровнялась. А отопительный прибор в другом углу комнаты и если он среагирует на это локальное изменение температуры, то будет такой же локальный перегрев, но в другом углу комнаты.
Надо ставить несколько датчиков и усреднять их показания, чтобы включать отопление только когда действительно надо греть дополнительно.
Есть еще один эффект. Допустим, в комнате 22 градуса и батареи нагреты до 50 градусов. Есть некоторая эффективность теплопередачи от батарей в воздух помещения и суммарный тепловой поток, от батарей к воздуху, который компенсирует теплопотери помещения. Если температура воздуха упадет на градус, то перепад температуры между батареями и воздухом на тот же градус увеличится и от этого увеличится тепловой поток от батарей в воздух. То есть какой-то механизм частичной компенсации небольших температурных перепадов уже «встроен» в физику системы и не требует реакции исполнительных механизмов.
А вообще, сама по себе задача построения грамотного и комфортного отопления очень интересная. У меня дома уже года три или четыре работает самодельная «умная» (на самом деле очень тупая) система, которая, конечно, радикально улучшила ситуацию с отоплением, но пока я этой системой не доволен и все собираюсь переделывать. Пока думаю как.
Самое очевидное решение — ПИД регулятор. Но что-то в нем мне не нравится. В основном то, что надо подбирать коэффициенты и разменивать скорость реакции на перерегулирование и колебания температуры из за этого перерегулирования. Хочу попробовать построить более «физичный» алгоритм и наделить его свойствами «самообучения». Но пока все еще очень сыро…
Надо ставить несколько датчиков и усреднять их показания, чтобы включать отопление только когда действительно надо греть дополнительно.
Есть еще один эффект. Допустим, в комнате 22 градуса и батареи нагреты до 50 градусов. Есть некоторая эффективность теплопередачи от батарей в воздух помещения и суммарный тепловой поток, от батарей к воздуху, который компенсирует теплопотери помещения. Если температура воздуха упадет на градус, то перепад температуры между батареями и воздухом на тот же градус увеличится и от этого увеличится тепловой поток от батарей в воздух. То есть какой-то механизм частичной компенсации небольших температурных перепадов уже «встроен» в физику системы и не требует реакции исполнительных механизмов.
А вообще, сама по себе задача построения грамотного и комфортного отопления очень интересная. У меня дома уже года три или четыре работает самодельная «умная» (на самом деле очень тупая) система, которая, конечно, радикально улучшила ситуацию с отоплением, но пока я этой системой не доволен и все собираюсь переделывать. Пока думаю как.
Самое очевидное решение — ПИД регулятор. Но что-то в нем мне не нравится. В основном то, что надо подбирать коэффициенты и разменивать скорость реакции на перерегулирование и колебания температуры из за этого перерегулирования. Хочу попробовать построить более «физичный» алгоритм и наделить его свойствами «самообучения». Но пока все еще очень сыро…
Самое очевидное решение — ПИД регулятор. Но что-то в нем мне не нравится. В основном то, что надо подбирать коэффициенты и разменивать скорость реакции на перерегулирование и колебания температуры из за этого перерегулирования. Хочу попробовать построить более «физичный» алгоритм и наделить его свойствами «самообучения». Но пока все еще очень сыро…
На самом деле на сегодняшний момент все не так сложно, как кажется. Дом и его теплопотери, а также систему отопления легко промоделировать, зная законы термодинамики. Т.е. котел отдает тепло воде, вода, циркулируя по контуру отдает тепло воздуху, воздух охлаждается через стены и окна. Каждый из этих элементов также имеет свою теплоемкость. Т.е получаем систему какого-то порядка. Чтобы не искать все эти параметры аналитически можно провести простые эксперименты — например реакцию на импульс — т.е. за сколько мнут/часов дом нагреется/охладится до определенной температуры, если полностью открыть/закрыть отопление, и какова будет разница между заданным значением и реальной температурой в различных точках. Внеся эти данные в модель вы получите модель конкретно вашего дома.
Далее, имея такую модель вы легко можете нарисовать свой контроллер отопления и получить идеальные коэффициенты для вашего ПИД регулятора — это можно сделать даже автоматически — есть такие программные оптимизаторы.
И каждые 3-4 недели проделывать это при изменении средней температуры за бортом?
Я чуть ниже написал.
Именно это я и хочу сделать. Но только без ручной или внешней оптимизации. Контроллер, который управляет отоплением, знает что он делает, знает, как реагирует на это дом, так что пустиь уж сам по себе оптимизирует и постепенно учится управлять домом оптимальным образом.
Именно это я и хочу сделать. Но только без ручной или внешней оптимизации. Контроллер, который управляет отоплением, знает что он делает, знает, как реагирует на это дом, так что пустиь уж сам по себе оптимизирует и постепенно учится управлять домом оптимальным образом.
Ваш комментарий сам по себе уже тянет на пол статьи :)
Очень хотелось как раз такого рода комментарии видеть.
Еще раз про чувствительность. Если датчик чувствительный, мы всегда по какому либо алгоритму загрубим (усредним) его показания. Наоборот — не получится. Устанавливать несколько датчиков — накладно. Лучше ставить датчик туда, где 80% времени проводит человек. В спальне — около кровати, в детской — около стола или между столом и кроватью. Совершенно не интересно знать температуру под подоконником над батареей или около двери.
Если отопительный прибор безынерционный, то он может реагировать и на локальные изменения температуры. Почему бы и нет?
Про физические эффекты. «в комнате 22 градуса и батареи нагреты до 50 градусов». Если уставка температуры 22°, то батарея тоже должна быть не больше 22°, уж никак не 50°. «Если температура воздуха упадет на градус», уже поздно включать отопительный прибор. Надо было его включать, когда температура упала бы на 0,01°. Тогда он бы успел нагреться и догреть помещение вовремя.
У меня есть знакомые строители, которые ставят в коттеджах котлы. Они годами их настраивают на «скорость реакции на перерегулирование и колебания температуры». Раз в месяц вынуждены приходить и донастраивать.
Это не предсказать, зная только наружную температуру, которая меняется каждый сезон и даже каждый месяц. Да и в течение суток она может быть в диапазоне до 20°. И все равно не получается комфорта.
Думаю, в любом случае мы получаем сильно неправильную синусоиду по температуре с диапазоном в 2-4°.
Очень хотелось как раз такого рода комментарии видеть.
Еще раз про чувствительность. Если датчик чувствительный, мы всегда по какому либо алгоритму загрубим (усредним) его показания. Наоборот — не получится. Устанавливать несколько датчиков — накладно. Лучше ставить датчик туда, где 80% времени проводит человек. В спальне — около кровати, в детской — около стола или между столом и кроватью. Совершенно не интересно знать температуру под подоконником над батареей или около двери.
Если отопительный прибор безынерционный, то он может реагировать и на локальные изменения температуры. Почему бы и нет?
Про физические эффекты. «в комнате 22 градуса и батареи нагреты до 50 градусов». Если уставка температуры 22°, то батарея тоже должна быть не больше 22°, уж никак не 50°. «Если температура воздуха упадет на градус», уже поздно включать отопительный прибор. Надо было его включать, когда температура упала бы на 0,01°. Тогда он бы успел нагреться и догреть помещение вовремя.
У меня есть знакомые строители, которые ставят в коттеджах котлы. Они годами их настраивают на «скорость реакции на перерегулирование и колебания температуры». Раз в месяц вынуждены приходить и донастраивать.
Это не предсказать, зная только наружную температуру, которая меняется каждый сезон и даже каждый месяц. Да и в течение суток она может быть в диапазоне до 20°. И все равно не получается комфорта.
Думаю, в любом случае мы получаем сильно неправильную синусоиду по температуре с диапазоном в 2-4°.
Да, конечно. Загрубить датчики не проблема. Я, скорее, о том, что точность 0.001 не особо нужна, поскольку такие изменения температуры не говорят ни о чем.
На счет «накладности» нескольких датчиков я бы поспорил. Датчик (терморезистор или что-то типа DS1820) стоит копейки. Другое дело, если покупать готовые устройства, особенно беспроводные. Тогда действительно, каждая точка измерения температуры может и в 3 тысячи обойтись.
Безинерционный отопительный прибор имеет смысл заставлять реагировать на локальные изменения температуры только в том случае, если он несет тепло в такой же степени локально. То есть если он греет строго «около кровати» или «между столом и кроватью». Если мы реагируем на локальные изменения температуры, то нет смысла греть «глобально» всю комнату. А если мы греем «глобально», то и реагировать надо только на «глобальные» изменения температуры.
Дело в том, что если уставка 22, а батареи при этом 50, это означает, что тепловой поток от батарей в воздух помещения равен тепловому потоку из помещения на улицу где, скажем, -10. Получается динамическое равновесие. Если батарея имеет ту же температуру, что и воздух в помещении, это означает, что она вообще не отдает тепло в помещение и температура в этом помещении в скором времени неизбежно снизится.
Про знакомых строителей охотно верю. Потому и говорю, что хочу сделать систему достаточно умную, чтобы ее не надо было настраивать вообще. В конце концов, у контроллера отопления есть вся информация, чтобы самостоятельно все настроить. Общая идея такая: меряем температуру теплоносителя, температуру батарей, температуру в помещении и на улице. Строим модель теплообмена. Там, конечно, есть масса неизвестных параметров, типа теплопроводности стен, теплоемкости здания, точной зависимости эффективности батарей от температуры теплоносителя и воздуха в помещении и т.п. Но мне кажется, что все эти параметры можно с некоторой точностью определить по поведению системы. Типа дали в батареи 50 градусов, через 10 минут температура поднялась на 2 градуса. Посчитали эффективность батарей. Это, конечно, для примера и очень грубо. В результате, через какое-то время контроллер «нащупает» параметры дома с достаточной точностью и сможет использовать их для моделирования. Типа сейчас состояние дома такое-то, в трубах вода такой-то температуры, значит если надо догреть комнату на 2 градуса, то добавляем температуру в батарее на 5 градусов на 5 минут, а после этого снижаем на 2 градуса и через 15 минут в комнате устанавливается новая температура.
Немного сумбурно получилось. Еще раз другими словами: Делаем физическую модель теплообмена, а неизвестные параметры вычисляем на основе «экспериментов», когда вносим какие-то изменения в систему и смотрим, к чему они приводят. В результате работают не ПИД-регуляторы, а физические модели. Изменения в параметрах регулируемого объекта можно учитывать постоянно, отслеживая реакцию на управляющие воздействия. Если реакция отличается от ожидаемой, значит параметры системы изменились и надо посчитать и запомнить новые. Получаем самонастраивающуюся систему, которая по мере накопления данных о параметрах дома работает все точнее и комфортнее.
На счет «накладности» нескольких датчиков я бы поспорил. Датчик (терморезистор или что-то типа DS1820) стоит копейки. Другое дело, если покупать готовые устройства, особенно беспроводные. Тогда действительно, каждая точка измерения температуры может и в 3 тысячи обойтись.
Безинерционный отопительный прибор имеет смысл заставлять реагировать на локальные изменения температуры только в том случае, если он несет тепло в такой же степени локально. То есть если он греет строго «около кровати» или «между столом и кроватью». Если мы реагируем на локальные изменения температуры, то нет смысла греть «глобально» всю комнату. А если мы греем «глобально», то и реагировать надо только на «глобальные» изменения температуры.
Дело в том, что если уставка 22, а батареи при этом 50, это означает, что тепловой поток от батарей в воздух помещения равен тепловому потоку из помещения на улицу где, скажем, -10. Получается динамическое равновесие. Если батарея имеет ту же температуру, что и воздух в помещении, это означает, что она вообще не отдает тепло в помещение и температура в этом помещении в скором времени неизбежно снизится.
Про знакомых строителей охотно верю. Потому и говорю, что хочу сделать систему достаточно умную, чтобы ее не надо было настраивать вообще. В конце концов, у контроллера отопления есть вся информация, чтобы самостоятельно все настроить. Общая идея такая: меряем температуру теплоносителя, температуру батарей, температуру в помещении и на улице. Строим модель теплообмена. Там, конечно, есть масса неизвестных параметров, типа теплопроводности стен, теплоемкости здания, точной зависимости эффективности батарей от температуры теплоносителя и воздуха в помещении и т.п. Но мне кажется, что все эти параметры можно с некоторой точностью определить по поведению системы. Типа дали в батареи 50 градусов, через 10 минут температура поднялась на 2 градуса. Посчитали эффективность батарей. Это, конечно, для примера и очень грубо. В результате, через какое-то время контроллер «нащупает» параметры дома с достаточной точностью и сможет использовать их для моделирования. Типа сейчас состояние дома такое-то, в трубах вода такой-то температуры, значит если надо догреть комнату на 2 градуса, то добавляем температуру в батарее на 5 градусов на 5 минут, а после этого снижаем на 2 градуса и через 15 минут в комнате устанавливается новая температура.
Немного сумбурно получилось. Еще раз другими словами: Делаем физическую модель теплообмена, а неизвестные параметры вычисляем на основе «экспериментов», когда вносим какие-то изменения в систему и смотрим, к чему они приводят. В результате работают не ПИД-регуляторы, а физические модели. Изменения в параметрах регулируемого объекта можно учитывать постоянно, отслеживая реакцию на управляющие воздействия. Если реакция отличается от ожидаемой, значит параметры системы изменились и надо посчитать и запомнить новые. Получаем самонастраивающуюся систему, которая по мере накопления данных о параметрах дома работает все точнее и комфортнее.
вот только всего этого не достаточно, сегодня ветер дует с одной стороны, завтра с другой. сегодня солнце, завтра тучи… все эти системы годятся для локального применения, в пределах какого то объема. скажем для целой квартиры все это разрастается монструозно ) а надо ли оно на самом деле?
Вообще-то, направление ветра я предполагал учитывать, поскольку на собственном опыте знаю, насколько это существенно. Но это важно лишь с точки зрения первого приближения. Из текущих параметров система должна определить теплопотери помещения и заняться их компенсацией. Вот и все.
Нет задачи с точностью до грамма рассчитать количество тепла в любой ситуации. Мы всего лишь примерно определим теплоемкость, теплопроводность стен и т.п. Потом все равно система должна работать на основании сопоставления существующего состояния и желаемого. Просто управляющее воздействие (количество тепла) будет определяться не на базе коэффициентов ПИД регулятора, а исходя из физической модели теплообмена.
Нет задачи с точностью до грамма рассчитать количество тепла в любой ситуации. Мы всего лишь примерно определим теплоемкость, теплопроводность стен и т.п. Потом все равно система должна работать на основании сопоставления существующего состояния и желаемого. Просто управляющее воздействие (количество тепла) будет определяться не на базе коэффициентов ПИД регулятора, а исходя из физической модели теплообмена.
вот только всего этого не достаточно
Недостаточно для чего?
Для квартиры с центральным отоплением (без счетчиков тепла), конечно, нет смысла. Но в коттедже, метров 200+ гостевой домик, гараж, баня… Без центрального отопления. Тут уже надо думать… Чем точнее держим температуры, тем экономичнее отопление.
ИМХуется мне, что в этом случае точность поддержания температуры +-0.1° или +-0.3° не окажет заметного влияния на экономичность отопления. Тут больше сыграют факторы посуточного или сезонного(в дачном домике, бане)значительного понижения температуры в отдельных комнатах, например, при отсутствии людей.
А если так — есть ли смысл заморачиваться гораздо более сложными алгоритмами, если и простые прекрасно работают?
А если так — есть ли смысл заморачиваться гораздо более сложными алгоритмами, если и простые прекрасно работают?
Дело не в чувствительности сенсоров, и не в инерционности нагревательных приборов, а в том, что вы регулируете температуру уже после того как она изменилась на достаточно значительную величину. Естественно, при таком подходе с порогом срабатывания 0.3-0.5°С очень сложно выйти на постоянную величину.
Другое дело — предсказание изменений с помощью других датчиков. Геркон на окно — и вот вы уже можете включить батарею ещё до того, как температура в комнате начнёт уменьшаться. Амперметр в розетке для чайника подскажет когда следует чуть-чуть прикрыть заслонку батареи, а выделенный счётчик газа для плиты — когда включить вытяжку.
Другое дело — предсказание изменений с помощью других датчиков. Геркон на окно — и вот вы уже можете включить батарею ещё до того, как температура в комнате начнёт уменьшаться. Амперметр в розетке для чайника подскажет когда следует чуть-чуть прикрыть заслонку батареи, а выделенный счётчик газа для плиты — когда включить вытяжку.
Как же не «в чувствительности сенсоров, и не в инерционности нагревательных приборов»? Это одно из звеньев. И, чем точнее и быстрее все звенья цепи, вся цепь точнее и быстрее. Геркон на окно — очень сложно. За окном может быть и 0°С и -20°С. Что нам даст геркон в этом случае? Рассчитать нагрев помещения от нагретого чайника — непростое дело. Вижу только один способ, точно «сладывающий» все вмешательства в температурный режим — быстрый и точный датчик температуры и адекватный отопительный прибор.
Адекватных отопительных приборов мало. В большинстве, и так оно будет в ближайшие лет 20, в системах отопления будет присутствовать инерционность и избавиться от нее не получится, хоть меряй температуру 20 раз в секунду. Поэтому вместо того, чтобы избавляться, инерционность учитывают. Называется эта дисциплина — Теория Автоматического Управления. Там есть много интересных вещей.
Как пример, советую взглянуть на современные интернет-термостаты Nest — за крутым дизайном скрываются достаточно интересные алгоритмы управления отоплением, которые позволяют и держать оптимальную температуру без перерегулирования, и экономить, учитывая температуру на улице. Ничуть не рекомендуя покупать данный термостат, тем-не-менее советую обратить внимание на то, как решают аналогичные задачи более успешные продукты.
Как пример, советую взглянуть на современные интернет-термостаты Nest — за крутым дизайном скрываются достаточно интересные алгоритмы управления отоплением, которые позволяют и держать оптимальную температуру без перерегулирования, и экономить, учитывая температуру на улице. Ничуть не рекомендуя покупать данный термостат, тем-не-менее советую обратить внимание на то, как решают аналогичные задачи более успешные продукты.
Датчики никто не отменяет — информация с них всё равно необходима. Датчик не может ответить на вопрос «что будет происходить с температурой в ближайшие 5 минут», а вот комплект из двух датчиков — внутри и снаружи — и геркона на окне — может. Таким образом мы получаем возможность корректировать мощность системы отопления не дожидаясь изменения температуры.
Добрый день.
«краны на радиаторы с выносными датчиками отлично держат температуру вообще без электроники». Можете предоставить графики температур, как конкретно отлично они держат температуру?
В предыдущей моей статье опубликован график температуры в помещении, где температура строго постоянная с точностью до 0,03°С в месте, где расположен датчик. Эта система обогрева на 2 порядка выше любой другой. Используется безынерционный карбоновый обогреватель. Никакой теплый пол с искусственным интеллектом не сможет это обеспечить из-за инерции теплого пола.
Такой режим поддержания температур приводит к уменьшению расходов на отопление и к повышению комфорта.
«краны на радиаторы с выносными датчиками отлично держат температуру вообще без электроники». Можете предоставить графики температур, как конкретно отлично они держат температуру?
В предыдущей моей статье опубликован график температуры в помещении, где температура строго постоянная с точностью до 0,03°С в месте, где расположен датчик. Эта система обогрева на 2 порядка выше любой другой. Используется безынерционный карбоновый обогреватель. Никакой теплый пол с искусственным интеллектом не сможет это обеспечить из-за инерции теплого пола.
Такой режим поддержания температур приводит к уменьшению расходов на отопление и к повышению комфорта.
Интересно, а почему забыли электрические конвекторы? У них инерционность меньше, чем у масляных или водяных, так как нет нагрева/охлаждения масла/воды. А биметалический нагреватель, там нагревается практически мгновенно. Плюс хорошие конвекторы (к примеру, Noirot) с электронным управлением и они не клацают при включении/выключении и работают бесшумно.
наверно потому что для большинства людей отапливать электричеством дорого?
А масляные обогреватели или тепловентиляторы, которые упоминаются в статье не электричеством отапливают?
Тем более те же Noirot с электронным управлением можно объединять в единую систему. Да и насчет электричества случаи разные есть, есть многотарифные счетчики, и можно греть когда дешевле.
Тем более те же Noirot с электронным управлением можно объединять в единую систему. Да и насчет электричества случаи разные есть, есть многотарифные счетчики, и можно греть когда дешевле.
Это точно. Бойлер 70-100 литров, термопот 6 л и т.п. греются только ночью, когда электричество в 2 раза дешевле. В пятницу ночью, перед нашим приездом дом ударными темпами прогревается с 10-12 до 18-20 градусов. Ночное электричество при нулевой стоимости обогревателей (по 500-600р за шт) — это очень даже выгодно. Надо только посчитать полную стоимость владения и эксплуатации, скажем, за 30 лет.
А Вы считали когда-нибудь полную стоимость владения системой обогрева? Правда, это я хотел обсудить в отдельной статье… Посчитайте самый дешевый способ обогрева — газ — по полной схеме. Вы сможете 30 лет жечь нещадно электричество и обойдется это дешевле даже без всякого умного дома. Если, конечно, у Вас не бесплатное подключение к магистральному газу. В Подмосковье одно только подключение к магистральному газу доходит до 800 000р.
конечно я считал и вот сейчас не имея подключения к газу я бы потратил эти 800к на утепление дома. но у меня есть газ и дом был куплен с газом.
но с другой стороны Москва и Подмосковье это не вся страна, я живу в Краснодаре и у нас получить мощность более 5 киловатт за разумные деньги просто не реально. я уже не говорю о всех тех станицах и поселках которые за чертой города.
короче даже не смотря на стоимость электроэнергии выделенная мощность просто не позволяет отапливать электричеством. и я говорю о юге нашей огромной страны, а что же севернее?
но с другой стороны Москва и Подмосковье это не вся страна, я живу в Краснодаре и у нас получить мощность более 5 киловатт за разумные деньги просто не реально. я уже не говорю о всех тех станицах и поселках которые за чертой города.
короче даже не смотря на стоимость электроэнергии выделенная мощность просто не позволяет отапливать электричеством. и я говорю о юге нашей огромной страны, а что же севернее?
Кстати, о северной части. Я живу в Питере. Это Северо-Западный Федеральный округ. Не север, но уже и не юг. В предыдущие 4 года мне хватало 25А. У меня однофазный входной автомат был на 25А. Это около 5кВт (200В*25А). 220В бывает не часто. Температура на улице снижалась до -32 градусов на 2 недели. Каркасный дом 7*9 м 2 этажа. На электричество вместе с бойлером, обогревом теплиц и гостевого домика уходило от 23 до 27 т.р. в год. В последний год добавилась печка, но и жили мы там всю ту зиму.
ну вот у вас хорошо утепленный дом. вы об этом подумали и для вас это было приоритетом.
мой дом тоже каркасный и неплохо утеплен. немного побольше вашего (2 этажа общей площадью 200м квадратных) и мне уже требуется 12 киловатт при минус 20. правда жильцы любят что бы температура была не меньше +25 что увеличивает расходы.
мой дом тоже каркасный и неплохо утеплен. немного побольше вашего (2 этажа общей площадью 200м квадратных) и мне уже требуется 12 киловатт при минус 20. правда жильцы любят что бы температура была не меньше +25 что увеличивает расходы.
Это, мягко говоря, не совсем так. Я знаю, о чем говорю. До подключения газа я топил дом (230 кв.м.) соляркой. По цене тепла это примерно то же самое, что электричество. Так вот подключение газа (230 тысяч по ценам 2003 года) окупилось (по тем же ценам на солярку и электричество) года за три. Последний месяц отопления соляркой обошелся мне в 15 тысяч при цене солярки порядка 15 рублей за литр.
230тыс / 3 года=70 тыс в год. Следовательно, солярой отапливать стоило 70т.р. в год.
У меня на 130 кв.м. на все затраты по электричеству в ценах 2012 г ушло 23т.р. Из них на бойлер 8 т.р., на стиралку, чайник, свет и др, еще, скажем 2000. Только на обогрев ушло всего 13 т.р. при цене 2,7/1,3 р за кВт (день/ночь). 130кв.м.*1,9=250кв.м. 13т.р.*1,9=25т.р. Ну никак не 70 и в ценах 2012г, а не 2003.
Очень много теплопотерь.
У меня на 130 кв.м. на все затраты по электричеству в ценах 2012 г ушло 23т.р. Из них на бойлер 8 т.р., на стиралку, чайник, свет и др, еще, скажем 2000. Только на обогрев ушло всего 13 т.р. при цене 2,7/1,3 р за кВт (день/ночь). 130кв.м.*1,9=250кв.м. 13т.р.*1,9=25т.р. Ну никак не 70 и в ценах 2012г, а не 2003.
Очень много теплопотерь.
просто у вас не «стандартный» дом, хорошо утеплен. вот для всех остальных и странно выглядят ваши цифры за отопление.
Да, дом хорошо утеплен. Стены 150 мм роквула, крыша 200мм. Окна двойные, с зимними рамами. Да и тепловизионное обследование дало свои результаты. Обнаруженные дыры оперативненько заделали. Но, кроме этого, думаю, существенным условием экономии является точность поддержания температур, поддержание их по расписанию, использование ночного тарифа. Кстати, расход электричества днем и ночью по результатам 4-х лет одинаков. Т.е. на счетчике итоговая циферка расхода ночью в кВт отличается от аналогичной циферки дневной процентов на 5.
Да. Теплопотерь действительно много. Я это отлично понимаю и постепенно стараюсь с этим бороться. Но дом мне достался в таком виде как достался. Все сразу переделать не реально.
К тому же, у вас «деревенский» тариф — самый низкий из возможных для населения. У меня на даче, так как у нас СНТ, электричество сейчас стоит 5 с чем-то рублей.Так что при условии однотарифного счетчика и СНТ-шных цен, можете смело свои нынешние затраты умножать примерно на 3. А потом еще на 2 за счет размера дома. Тогда вместо 23 тысяч получится уже порядка 100 с лишним.
Но, конечно, в ценах 2003 года все выглядит несколько иначе и это «иначе» именно из за слишком больших теплопотерь моего дома.
К тому же, у вас «деревенский» тариф — самый низкий из возможных для населения. У меня на даче, так как у нас СНТ, электричество сейчас стоит 5 с чем-то рублей.Так что при условии однотарифного счетчика и СНТ-шных цен, можете смело свои нынешние затраты умножать примерно на 3. А потом еще на 2 за счет размера дома. Тогда вместо 23 тысяч получится уже порядка 100 с лишним.
Но, конечно, в ценах 2003 года все выглядит несколько иначе и это «иначе» именно из за слишком больших теплопотерь моего дома.
Как же, не забыли. Поищите в статье «Есть тепловентиляторы, но они тоже будут мешать спать своими вентиляторами.» А «хорошие конвекторы (к примеру, Noirot)» стоят немалых денег. Я пользуюсь обогревателями за 500-600р. А эти, небось, стоят 3-4 т.р. Да и сами они очень заумные. У них свой терморегулятор и они не хотят включаться, когда им умный дом велит. В этом случае, чем проще, тем лучше, чем глупее, тем лучше и дешевле.
Ну по тем же Noirot они даже по внешнему виду нагревательного элемента намного серьезнее более дешевых, к тому же на них дается гарантия 6 лет. А учитывая, что изначально он брался для дачи, чтобы держать температуру около 5 градусов (а зимой на дачу могли и недели 3 не приезжать). То лучше переплатить, чем какую-то дешевую китайщину покупать.
Посмотрел на яндексе, Noirot стоят от 5 до 8 т.р. На 8-10 комнат получится от 40 до 80 т.р. только на обогреватели. Все мои обогреватели в сумме стоят не больше 6000р. Да, 1 из них сломался за 4 года. И зачем гарантия 6 лет? Выкинул, купил новый. Без удаленного контроля все равно никак не удастся обойтись. Без разумного дублирования тоже.Так что какой смысл так переплачивать, они все равно производятся в Китае. Лучше эту разницу в 50-60 т.р. пустить на удаленный контроль. Ведь электричество обычно отключают в самый неподходящий момент, когда на улице -30.
Выкинул, купил новый.
Ну не знаю обогреватель вещь такая, что может и дом сжечь. Конечно, если у вас кто-то есть дома постоянно, то еще можно. А такая гарантия, как минимум говорит о том, что производитель уверен в качестве девайса.
Да и в моем случае речь о небольшом дачном домике шла хотя и очень утепленном, там одного 2 кВт хватало на 2 комнаты и веранду.
Сжечь дачу может качество прокладки кабеля, неправильный расчет автоматов, плохие контакты в проводке, отсутствие контроля электричества, возгорание обмотки компрессора холодильника при напряжении ниже 160В и многое другое, но никак не масляный или карбоновый обогреватель. Для уменьшения нагрузки на одну линию, розетку, на всякий случай не использую обогревателей мощнее 1кВт. Лучше поставлю 2 обогревателя в разных местах комнаты на 1 и 0,5 кВт. И управлять удаленно ими эффективнее. Например, можно подключать 1кВт только для ночного прогрева помещения.
Мой перфекцеонист в шоке от слов «форточка» и «умный дом», для этого есть приточно вытяжные системы с подогревом воздуха или рекуператорами, с датчиками CO2 и так далее.
Вы концентрированно непрерывно бредите.
1. Если вы не чувствуете колебаний температуры — значит температура комфортная. Если ее не чувствуют даже приборы — проблемы нет вообще. Человек не в состоянии различить колебание температуры в пределах градуса, а то и больше.
2. Микроколебания сглаживаются теплоинерционностью и самого дома и тушки человека. И ни на что не влияют.
3. «теплопотери повышаются на 15%» — необоснованный бред. То есть я допускаю, что существует дом для которого это так, но в общем и целом это не так.
4. Ощущение температуры человеком достаточно опосредованно связано и с температурой воздуха и с температурой поверхностей в помещении. И это РАЗНЫЕ температуры.
Изучение матчасти следует начинать с соответствующего СНиПа и на основании его вносить улучшения. Иначе получается пустое теоретизирования оторванное от реальности. СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ
И ГОСТа ЗДАНИЯ ЖИЛЫЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА В ПОМЕЩЕНИЯХ
1. Если вы не чувствуете колебаний температуры — значит температура комфортная. Если ее не чувствуют даже приборы — проблемы нет вообще. Человек не в состоянии различить колебание температуры в пределах градуса, а то и больше.
2. Микроколебания сглаживаются теплоинерционностью и самого дома и тушки человека. И ни на что не влияют.
3. «теплопотери повышаются на 15%» — необоснованный бред. То есть я допускаю, что существует дом для которого это так, но в общем и целом это не так.
4. Ощущение температуры человеком достаточно опосредованно связано и с температурой воздуха и с температурой поверхностей в помещении. И это РАЗНЫЕ температуры.
Изучение матчасти следует начинать с соответствующего СНиПа и на основании его вносить улучшения. Иначе получается пустое теоретизирования оторванное от реальности. СВОД ПРАВИЛ ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ
И ГОСТа ЗДАНИЯ ЖИЛЫЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА В ПОМЕЩЕНИЯХ
Ну для меня пределом является 0,5°. Больше лично я чувствую. Например по домашнему градуснику сейчас мне комфортно при 20,2-20,5°. Менее 20 — уже прохладно.
Ну и стоит взглянуть на системы автоклимата автомоиблей — в большинстве из них температура в салоне регулируется с шагом 0,5° — значит они что-то знают.
Ну и стоит взглянуть на системы автоклимата автомоиблей — в большинстве из них температура в салоне регулируется с шагом 0,5° — значит они что-то знают.
Кстати, специально замерял комфортность температуры во время сна. 18° — холодно, 20° — жарко. Установил 19° — супер, оптимально. Так что своды правил и СНИПы тут совершенно не при чем. Дети скидывают по ночам одеяло, им нужно 24°. Вот такие у меня СНИПы.
Я не про то совершенно. Температура разная. Ее много и она должна быть и есть разная в разных частях дома. Это нормально. Насколько это нормально — нормируется соответствующими документами. Выводить новые понятия температуры и ловить их с точностью 0.1 градуса бесполезно. Наружная стена всегда на градус другой холодней, воздуха и перегородки (и это если она в нормы укладывается). Документы достаточно толково описывают где что и какие температуры бывают вообще и куда они должны укладываться во первых. Во вторых из них вытекает область действия умного дома и методика размещения датчиков и замеров. В каком нибудь доме из 150-го бруса можно устроить баню, а наружная стена все равно еще будет холодной. И умный дом этого не исправит.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Умный дом или игрушка для мужчин: контроль температур