Комментарии 57
Хорошо, чтобы котел был конденсационник, такой может модулировать горелку хоть до 5% мощности потому, что обычные котлы с модуляцией горелки могут снижать мощность только до 40%. А с учётом качественного утепления и экстремально тёплых зим даже 40% от 24квт бывает много и котел тактует, что как уже говорилось приводит к холодку от радиаторов и окон. Меньшей мощности котел будет дольше воду греть и в холодную зиму может не хватить на отопление
Да, всё так. Чем шире диапазон модуляции, тем лучше с точки зрения управления. Я перенастроил в режим 7-13 кВт на отопление и 20кВт на ГВС. Этого вполне хватает при хорошем утеплении. Котел в диапазоне температур от +10 до -5 включается не чаще чем 2 раза в час. Если ниже -5 то включается еще реже, вплоть до того, что работает не выключалась. Широкий диапазон модуляции имеют не только конденсационные котлы, китайцы давно выпускают котлы где горелки подключаются ступенчато и диапазон модуляции как у конденсационного.
тёплый водяной пол со стабилизацией по температуре обратки сильно упростит систему.
Будет сам реагировать на изменения погоды и открытые форточки.
Да, в принципе, и обычная радиаторная система с обратной связью по температуре обратки так же будет себя вести. Если в комнате холодает - радиатор остывает сильнее - температура обратки падает - котел добавляет жара.
Расскажите подробнее, как котел добавляет жара. Не совсем понял. При фиксированной температуре подачи на котле?
Очень просто - он чаще включается и дольше работает. Что то типа ШИМа, если так понятнее.
Физически как это реализуется? Какие датчики, какой контроллер управляет этим?
Ну, в смысле?! Самим котлом это и реализуется. Ему задаешь на дисплее температуру теплоносителя, которую он старается поддерживать.
Если в доме холодает, то теплоноситель быстрее остывает и, чтобы поддержать установленную температуру, котел включается чаще и работает дольше. И наоборот.
Вы, вероятно, подумали, что этим я хочу сказать, что ваша система не нужна. Нет, она нужна. Описанный эффект нелинеен по температуре и при большом минусе за окном температуру надо таки добавлять. Я у себя реализовал это простейшим способом. При понижении температуры за окном ниже определенного порога (подобран экспериментально, 5 градусов), на каждые 3 градуса падения температуры, добавляется 1 градус к уставке (пропорция тоже подобрана экспериментально). Как то так.
нет. котёл будет топить не не до достижения заданной температуры на выходе, а дольше, до достижения заданной температуры на выходе из пола. Этим и достигается саморегулирование .
У меня есть один объект где мы реализовали систему с аккумулятором тепла на 3 тонны. В результате ушли от приоритета ГВС, котел одноконтурный конденсатный работает на постоянную температуру, если интересно могу расписать подробней. А у меня вопрос к автору почему не были использованы цифровые датчики температуры и влажности?
Пожалуйста, распишите чуть подробней, если не затруднит?
Я, как простой обыватель, верно понимаю, что в конструкции дома просто расположили некую 3-тонную бандуру, которая с началом отопительного сезона потихоньку нагревается и держит тепло? Соответственно, если вдруг температура воздуха в помещении упала, то часть тепла идёт от системы отопления, а часть "вернётся" из аккумулятора? На практике это и правда ощутимо? А после восстановления температуры помещение не приходится дольше отогревать, если были долгие заморозки?
P. S. Что-то я вновь мечтаю о частном доме.
Не совсем понял как за счет аккумулятора тепла, ушли от приоритета ГВС. Можно подробнее?
Датчики цифровые используются конечно же. Тот же Вега ТД-11 поставляет уличную температуру. На его примере было замечено, что Яндекс.Погода температуру всегда занижает.
Вся эта история началась вроде как 2002 году, но я могу и ошибаться, так что если будут какие то не стыковки вы уж извините, старый я стал.
Изначально стояла задача обогреть домик в лесу, из энергоносителей только электроэнергия, газа не было от слова совсем. Было принято решение установить аккумулятор тепла (фото не нашел) со встроенными ТЭНами и встроенным теплообменником для ГВС. В доме не было ни одного радиатора, все в теплых полах. Регион, восточней Москвы на 1000 км и чуть северней, так что морозы за -40 для нас привычны. Температура теплоносителя поддерживалась в районе 55 градусов. Далее был смонтирован водо-водяной Тепловой Насос, пробурены четыре скважины на глубину до 200 метров, ТН включался в сильные морозы что бы помочь ТЭНам. ГВС нагревалась в аккумуляторе тепла, было смонтирована два теплообменника из тонкостенной гофрированной нержавейки ДУ 25, по форме этакая колбаса примерно 40 сантиметров диаметром и метр длинной. На вход второго теплообменника была заведена рециркуляция ГВС. Теплообменники обеспечивали расход в 20-25 литров в сек. при дельте в 30-35 градусов в течении 30-50 минут, далее температура теплоносителя падала и зимой ТЭНы и ТН не справлялись. В 2012 году газ все таки добрался до этого домика и был установлен Газовый Конденсационный Котел. Погодозависимая автоматика так же претерпела модернизацию, основные ветки отопления посадили на ПЗА с отдельным контроллером (проектной документации у меня к сожалению не сохранилось), а вот локальные были привязаны Комнатные Термостаты. Ну вот как то так, если еще что вспомню допишу.
Не сразу понял вопрос по датчикам. Вы про аналоговые 4-20 мА спрашивали. Это в первой статье было написано. У меня одна из основных частей умного дома это программируемое реле. Там есть аналоговые входы, подключил один датчик к реле, пользуюсь им и для других задач, просто потому что уже есть ) Для ПЗА комнатный датчик не является обязательным, это опция.
Сначала наткнулся на ZONT, но в списке поддерживаемого оборудования моего котла не оказалось
А если поискать чуть подольше? Нормально он поддерживается Зонтом, введите свой котел и посмотрите
Смущало еще и то, что сам адаптер работает только в составе с другим оборудованием ZONT, т.е. не имеет открытого и документированного интерфейса для взаимодействия с адаптером
Вас не смущает, что 9 из 10 устройств вокруг "не имеют открытого и документированного интерфейса"? Например, не будучи сотрудником АНБ - Вы вряд ли получите исходники софта модема в Вашем телефоне. И это на Андроид, с Эплом, понятно, ситуация сильно хуже. Про авто я уже и не говорю.
В общем, побуждающие проблемы выглядят надуманно, как по-моему. Почему-то мы стесняемся честно сказать себе "да, я могу это все купить готовое и сильно дешевле, но я инженер, мне интересно самому разобраться и сделать"
На момент когда смотрел список, его не было. В том числе, связывался с поддержкой, ответ был однозначный. Побуждающие проблемы описаны в первой статье. Мне не хочется городить еще одну инфраструктуру в доме, которая завязана на отдельного поставщика или на его облачные решения. Это основная мотивация! То, о чем пишете вы , имеет место быть, но не на первом месте.
Простите, а может кто объяснить зачем в своём доме, где ты можешь измерять температуру в помещении, работать системе по уличному датчику?
Не, я сам таких систем десятки ввёл в эксплуатацию, но это были гостиницы, многоквартирные дома...
Интересно почитать, как кто-то прошел путь, схожий с моим) Я ещё года 4 назад прикрутил openTherm адаптер к котлу Buderus - с этого во многом и начинался мой "Умный дом". Тоже читал про кривые, про PID-регулирование. Но в итоге сделал обычную линейную функцию, в которую с разными коэффициентами входят разность температур улицы и целевой температуры дома и разность целевой и текущей. Работает вполне эффективно.
Сколько стоил адаптер?
Сам по себе адаптер токовой петли очень простой. 2 оптрона и пара транзисторов. И микроконтроллер за 1 бакс
Да, там самодельный shield на Wemos D1 mini. Заказал его тысячи за 3, вроде - сейчас уж не вспомню точно. Потом ещё приделал к нему 18650-аккумулятор для резервного питания и завел провода с геркона газового счётчика. Ну и прошивка на ESPHome
Было бы интересно почитать про это решение. А, линейные зависимости неплохо себя показывают, особенно на котлах с широким диапазоном температуры теплоносителя, скажем 30-85, а с учётом гистерезиса примерно 22-87. У многих котлов со встроенной автоматикой имеео линейные используются.
По этому же принципу можно приточной вентиляцией управлять. И можно обрабатывать виртуальную модель в реальном времени: если открыть приток до 100%, то температура в помещении станет такой-то (на основе истории наблюдения за параметрами объекта), если закрыть приток полностью, то температура в помещении через час станет такой-то. Из линейного маппинга целевой температуры в полученный диапазон узнаём, насколько следует открыть приток. Ну и нижняя граница определяется дополнительно качеством воздуха в помещении.
Человек окном управляет примерно по этому же принципу: если я сейчас открою окно, в помещении станет комфортнее? Тогда открою / тогда не буду открывать.
Существует два основных подхода:
Извините, а куда делось ПИД-регулирование котла? Для газовых котлов оно тоже существует.
Никуда не делось. Существует. По наблюдениям не так часто используется в бытовых котлах. Мне самому этот вариант тоже очень нравится. Как мне видится, наиболее эффективен вариант, когда при широком диапазоне модуляции горелки применяется еще и ПЗА, а в весенне-летний период еще и выкл-вкл (по релейному типу).
По наблюдениям не так часто используется в бытовых котлах
Термостаты с ПИД внешние, подключаются к бытовым котлам точно так же, как термостаты с гистерезисом. Мало используются, потому что вдвое-втрое дороже.
Эти термостаты вероятно так же используют цифровую шину? Или они аналоговые?
Аналоговые, вкл/выкл. Пример https://www.watts.eu/ru/products/eu/smart-home-and-controls/wired-thermostats/thermostat-btdp
Кстати, подумал тут. Даже в моём варианте можно легко переключить алгоритм работы с кривой на PID. Для этого всё есть. Мощность нагрева можно регулировать как температуру теплоносителя. Конечно, было бы удобней через модуляцию горелки с широким диапазоном, но можно и по теплоносителю. Попробую добавить этот алгоритм в интеграцию WDA Sensor.
Есть правда некоторые сомнения. PID точно и хорошо работает в очень коротких циклах (например пересчет всех составляющих каждую секунду). При длинных циклах, скорее всего не будет работать. Но т.к. алгоритмизация в моем случае свободная, можно попробовать считать часто, а изменять мощность нагрева редко.
PID работает тогда, когда он соответствует регулируемой системе. :) Но да, вы вполне можете сэмплировать часто для более точного интегрирования, но отправлять управление наружу реже. Еще лучше совместить регулятор с feedforward по кривым, чтобы регулятор закрывал только несовершенство кривых, а не всю работу тащил. Ну и D в PID почти никогда не нужно. )
Попробую развить эту тему в интеграции. На самом деле у меня уже сейчас для кривых есть корректировки по внутренней температуре. Т.е. скажем на 1 разницы с целевой температурой, Т.носителя будет изменена на +/-2 градуса. Сам коэффициент корректировки настраиваемый. Тоже самое по ветру и влажности снаружи.
Ещё одного датчика не хватает, как минимум: температуры обратной воды.
Например, можно наблюдать такты котла:
Вас подвел перфекционизм...У вас котел очень-очень часто тактует... 2 такта в минуту это дико часто.. 2*60*24*365=1051200 циклов в год... С учетом отопительного сезона в полгода будет 500 000 циклов... Наработка на отказ лучших газовых клапанов 1000000 циклов (sit, Honeywell). Это не самая дешевая запчасть котла и работа по его замене будет стоить столько же как и сам клапан. Кроме того это банально безопасность, т.к. травящий изношенный клапан ее сильно снижает..
Именно поэтому в заводских настройках котла темп теплоносителя поддерживается с гистерезисом 5.. 7градусов даже при ПЗА. Диапазон гистерезиса обычно программируется в настройках котла. Это дает расчетный срок службы 7-10 лет. Верните гистерезис теплоносителя в диапазон 6.. 10градусов - этих колебаний вы не почувствуете, т.к теплоемкость системы огромна.
Можете еще совместить ПЗА с работой по датчику температуры в помещении. Это будет еще лучше, т.к. будет использоваться теплоемкость помещения. Если вас не устраивает точность в 1гр в помещении поставьте более точный датчик.
Установку буферных емкостей теплоносителя в систему я вам не предлагаю, т.к. это геморрой еще тот.
За статью большое спасибо. Очень интересно и познавательно. Но перфекционизм это зло :)
P.s. Люди добрые! Киньте пару плюсов в карму, а то даже посты и комменты плюсовать не могу..
Невнимательно посмотрели 😀 Пара тактов в час. Время в формате ЧЧ:ММ.
С холодами, уменьшается до 1го такта в час, в сильные морозы может не выключаться вообще.
Котёл хоть и 24К, но по факту переключен в 13К, этого хватает при моих теплопотерях. Гистерезис в котле 12 градусов, это видно по графику температуры теплоносителя в статье.
Клапан на этот навьен стоит 7-8 т. р., менять его 10 минут, еще столько же настроить новый.
в большинстве стран запрещено самостоятельно ремонтировать и обслуживать газовую аппаратуру, только уполномоченные организации... То, что вы это можете сделать за 10 мин, говорит о том что вы специалист, и не распространяется на 90% пользователей газовых котлов. Для них это крутой ящик немецкий, итальянский, корейский в котором горит газ с кнопками вкл/выкл и температурой гор воды...
Ох, больная тема. Вы же наверняка сталкивались, знаете какие спецы приходят с "типа лицензией". Они зачастую знать незнают, что клапан нужно настроить. Поэтому иногда проще U-манометр и 10 минут с пониманием, чем такой "спец". Рынок сильно монополизирован, нет стимулов развиваться. Специалист по объявлению тоже не факт, что с лицензией. Большинство вообще незнают, что она должна быть и их котлы обслуживают просто сантехники.
у нас в Беларуси гайки по этой теме закрутили и приходят в полне себе спецы с электронными измерителями давления газа... А уобразник соорудить это часа на 4 затрат времени: купить в хозмаге гидроуровень, обрезать, закрепить на чем-то, почитать интернет как там измерять, почитать доки на котел и клапан, че там крутить и как, а потом еще и сделать это... Я первый раз день на это все убил... Зато счас уобразник с обратной стороны дверки котла, на магнитах....
Есть какой профит между вашей схемой и датчиком температуры внутри дома?
Профит в деньгах - сомневаюсь. Хотя считается, что ПЗА более экономичный вариант, чем релейное управление. Сложно, что-то сказать, нужно накопить статистику. В комфорте да, профит есть, об этом написано в статье, там где сравниваются два подхода к термостатированию.
Ну и в варианте с ПЗА, датчик комнатный тоже может учитываться.
У вас не будет профита от пза, либо на уровне статпогрешности. Более того, пза управление не учитывает влияние ветра и влажности на улице на теплопотери дома. Вариант с комнатным датчиком это учитывает.
Грубо говоря, пза позволяет уменьшить теплопотери самого котла и труб , который в максимальном варианте стоит всегда разогретым до 80.. 85 гр., теряя при этом 0.4... 1.3 кВт в час(зависит от конструкции и мощности котла). Экономия составит 0.3... 1 кВт в час и много менее, если эти потери преимущественно идут в само нагреваемое помещение а не вылетают в дымоход вентиляцией теплообменника котла.
Насчёт ветра и влажности вы неправы 😉 Посмотрите описание моей интеграции для HomeAssistant: WDA Sensor. Там сейчас учитывается: температура и влажность снаружи, скорость ветра и комнатная температура тоже! Всё наоборот, релейное управление не учитывает внешние факторы (только комнатную температуру), ПЗА учитывает. Позже добавлю корректировку по инсоляции или облачности (на выбор).
Дело не в профите вовсе. Я на него и не рассчитываю. Комфорт и точное регулирование - это цель.
Хаха.. Я два раза написал и оба раза был неправ... Но вы тоже не правы... Релейное управление-термостат поддерживает целевую температуру в помещении компенсируя его теплопотери. И не важно чем они вызваны, температурой, ветром, или влажностью на улице. Все интегрируется в теплопотери...
Я это всё понимаю, я жил какое-то время с релейным управлением. И понятно, что всё в теплопотери идёт. Тут вы как раз правы, но учитывается это всё косвенно. Я писал, почему меня релейное не устраивает:
Гистерезис. Обычно +/-0.5, т.е. перепад в 1 градус. В свое время, просил производителя термостатов POER уменьшить гистерезис до 0.3, но при этом количество тактов уже возрастает.
Необходимость ручной регулировки температуры теплоносителя. Альтернатива этому - выкрутить температуру на максимум, что для котла не очень хорошо.
Холод от окон в период простоя котла. Особенно заметен в осенний и весенний период, когда температура около 0 держится, без ухода в большие минуса. Радиаторы всегда должны быть теплыми, чтобы отсекать холод от окон.
Погодозависимая автоматика для газового котла своими руками. Технологии умного дома