Как настроить кривую отопления

Методика коррекции кривой погодозависимой автоматики котла системы отопления

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 01.04.18
Просмотров: 6.395, Комментариев: 7

Поскольку в моём газовом котле отопления BAXI ECO3 Compact 1.240 Fi уже встроена система погодозависимой автоматики (ПЗА), то я решил её задействовать.

Постановка задачи.
Не буду объяснять почему, но после 8 лет самостоятельной эксплуатации котла и системы отопления я знаю точно, что мне нужна следующая характеристика кривой погодозависимой автоматики:
— При +23*С на улице температура теплоносителя должна быть около +45*С.
— При -35*С на улице температура теплоносителя должна быть около +75*С.
Кривые же встроенной в котел автоматики не позволяют выбрать необходимую мне характеристику (см. их набор на приложенном рисунке – черным цветом).
Мне же нужна кривая нарисованная мной в конце работы – синим цветом.

Датчик.
Купил термодатчик «NTC термистор B57861-S 103-F40, 10 кОм, 1%» (120 рублей). Это – не штатный датчик, но, как выяснилось, это для меня значения не имеет.

Как откорректировать кривую ПЗА.
При реализации поставленной задачи надо просто знать, что термодатчик ПЗА – обычный NTC термо резистор (его характеристики – в таблице слева от графика).
Поэтому для повышения температуры теплоносителя (относительно любой штатной кривой) при максимально теплой погоде (+23*С) необходимо последовательно с NTC термистором установить обычный резистор. У меня получился номинал этого резистора — 20 кОм (R1).
А для понижения температуры теплоносителя (относительно штатной кривой) при максимально холодной погоде (-35*С) необходимо параллельно с NTC термистором также установить обычный резистор. У меня получился номинал этого резистора — 150 кОм (R2).

Частный случай.
Эти конкретные цифры, конечно же подобраны мной исключительно для моего конкретного не штатного терморезистора и конкретных котла, СО и дома, а также при — установке кривой ПЗА регулятором температуры теплоносителя на значение 2,1 (две целых и одна десятая)).

Результат.
По результатам выбора и установки этих дополнительных резисторов (частично расчетом, а частично — подбором) я провел измерения в 9-ти точках уличной температуры. По ним и нарисовалась моя искомая кривая (синим цветом), которая меня вполне устраивает.

Экстраполяция.
К сожалению, холода закончились и на б о льших минусах замеры мне сделать не удалось, поэтому кривая проэкстраполирована мной инженерно-фонарным методом до значения минус 35*С. Хотя, думаю, что ближе к –35*С кривая будет, все-таки, немного ниже, чем я её нарисовал, т.к. асимптота здесь явно напрашивается.

Установка уличного датчика системы ПЗА.
Его лучше ставить с северной стороны дома, повыше (от животных), спрятав в коробочку и под козырьком от осадков. Лично я его ещё и загерметизировал термоусадкой.

Методика.
Чем больше сопротивление R1, тем выше кривая в точках высокой уличной температуры и чем меньше сопротивление R2 тем ниже кривая в точках низкой уличной температуры.
А влияние их величин друг на друга довольно слабое.
Думаю понятно, что по этой методике вполне можно сформировать почти любую реальную кривую ПЗА для своей конкретной системы отопления и своего конкретного дома.

Примечание.
У котла — кнопочка-самоделка, отключающая все эти резисторы: нажал её и видишь на дисплее котла уличную температуру.

Восемь месяцев эксплуатации.
Все отлично, но иногда чуть-чуть подкручиваю кривую ручкой туда-сюда.

Источник

Для чего нужна погодозависимая автоматика

В настоящей публикации на основе требований к микроклимату отапливаемых помещений жилых зданий, полученных ранее экспериментальных данных, а также известных законов физики, показана необходимость использования погодозависимой автоматики регулирования температуры теплоносителя в контуре системы отопления дома, находящегося на юго-востоке Московской области; приводится упрощённый расчёт и построение погодозависимой кривой отопления в сравнении с практическими значениями температуры теплоносителя.

Что содержит и как работает погодозависимая автоматика контура системы отопления

В простейшем случае погодозависмая автоматика контура системы отопления содержит:

• Специальный терморегулятор цифровой [погодозависимый контроллер];
• Датчики температуры уличного воздуха и температуры теплоносителя (воды);
• Трехходовой смесительный кран (клапан) с электрическим сервоприводом — исполнительное устройство;

Термодатчики для замера температур уличного воздуха и воды в контуре системе отопления подключаются к контроллеру, который управляет электрическим сервоприводом трехходового смесительного крана по определённому алгоритму. В целом алгоритм температурного регулирования заключается в корректировке температуры теплоносителя при изменении температуры воздуха на улице: с понижением последней температура теплоносителя повышается и наборот. Улучшенные цифровые терморегуляторы могут учитывать тепловую инерционность здания и системы отопления, устанавливаемые в настройках этого устройства. Более сложная погодозависимая автоматика может включать другие дополнительные датчики и исполнительные устройства, используя продвинутую программную логику.

Преимущества погодозависимой автоматики

Инженерно-технические специалисты осознают преимущества такой автоматики в экономии:

человеческих временных затрат

практически полностью отпадает необходимость по несколько раз за сутки вручную регулировать температуру воды в контуре системы отопления при изменении погодных условий;

топлива [природный газ, сжиженный газ, уголь или дрова, пеллеты и т.п.] или электрической энергии;

рациональное терморегулирование теплоносителя способствует сокращению потребления топлива и более рациональному использованию тепловой энергии, в особенности, при значительных перепадах суточних дневных и ночных температур уличного воздуха, что характерно весной и осенью;

денежных средств и затрат времени на содержание, ремонт и обслуживание контура системы отопления;

автоматика не допускает излишнего нагрева и, тем более, перегрева деталей и узлов контура системы отопления, позволяя продлить их срок службы, который, как известно, возрастает по экспоненциальной зависимости с падением рабочей температуры.

Недостатки погодозависимой автоматики

Недостатки могут проявляться только в основных показателях качества продукции:

• в функциональном назначении;
• в надежности;
• технологичности;
• безопасности и т.п.

Однако в подавляющем большинстве практических случаев после установки (монтажа) и настройки параметров качественного терморегулятора никакое его периодическое обслуживание не требуется. Для примера погодозависимая автоматика, содержащая трёхходовой смесительный кран и его сервопривод компании MUT, успешно выполняет своё функциональное назначение с 2015 года: вначале с терморегулятором ТРЦ-03 и теперь с МАПК ТРЦ-04 без затрат на периодическое обслуживание.

Необходимость регулирования температуры теплоносителя

В соответствии с п. 4.16.2 ГОСТ Р 51617-2000 в отапливаемых помещениях жилых зданий, коммунальных гостиниц и прочих коммунальных мест проживания должна быть обеспечена температура воздуха в соответствии с требованиями СНиП 2.08.01. Согласно этим документам оптимальнными показателями микроклимата помещений являются: темпертаура воздуха в жилых комнатах +18. +20 градусов Цельсия; в кухнях, гардеробных и коридорах +18 градусов Цельсия, при обеспечении необходимого воздухообмена в этих помещениях.

Когда температура воздуха внутри жилых помещений здания превышает температуру уличного воздуха, вследствие второго закона термодинамики происходит передача тепловой энергии от горячего источника к более холодному до наступления термодинамического равновесия, суммарное количество теплоты, переданное в окружающую среду, описывается основным уравнением теплопередачи:

которое представляет собой сумму тепловых потерь от всех i-х наружных поверхностей жилого здания: стены, окна (стеклопакеты), чердачные и подвальные помещения и т.п. В этой формуле площади наружных поверхностей здания, т.е. поверхности теплообмена S_i — константы. Осреднённый коэффициент теплопередачи K_i вдоль поверхности теплообмена S_i зависит от физических свойств и температур воздуха внутри жилых помещений и на улице, скорости ветра, физических свойств материалов перегородок и их геометрических размеров [ стены / стеклопакеты / утеплитель ] и т.п.

Закон Ньютона при охлаждении позволяет оценить количество тепла, отведённого с суммарной площади S_r радиаторов системы отопления при известном коэффициенте теплоотдачи α_{air_inside} и разности между осреднёнными температурами теплоносителя t_wd и воздуха t_{air_inside} внутри помещений.

Экспериментальные данные в виде точек и функциональная зависимость в качестве штрих пунктирной кривой, полученная при их обработке, показаны на графике суммарных тепловых потерь здания в зависимости от средней суточной температуры уличного воздуха для скорости ветра до

5,0 метров в секунду и при условии поддержания температуры воздуха внутри отапливаемых помещений на уровне +20 градусов Цельсия.

Характер изменения тепловых потерь хорошо аппроксимируется с помощью квадратичной степенной зависимости. Принимается практическое условие: при +20 градусах Цельсия погодозависимая автоматика не работает и тепловые потери здания отсутствуют; при нуле градусов они возрастают до 6,8 киловатт за час, с падением температуры уличного воздуха до -20 градусов дом теряет примерно 11 киловатт тепловой энергии за тот же промежуток времени.

Погодозависимая кривая отопления

Функциональную зависимость необходимого изменения температуры теплоносителя в системе отопления от температуры уличного воздуха будем называть погодозависимой кривой отопления . При вполне определённых суммарных тепловых потерях здания можно оценочно определить значения необходимой температуры теплоносителя и, тем самым, рассчитать по приведенным ниже формулам и впоследствии построить погодозависимую кривую отопления. Для этого запишем следующие выражения и принятые значения параметров:

Первое уравнение представляет баланс между суммарными теплопотерями здания в окружающую среду, и подводимой тепловой энергией от системы отопления при условии обеспечения постоянства температуры воздуха внутри помещений t_{air_inside} на уровне около +20 градусов Цельсия за одинаковый промежуток времени. Следующая зависимость является аппроксимацией экспериментальных данных суммарных тепловых потерь нашего дома в виде квадратичной функции. Общая площадь теплоотводящей поверхности S_r рассчитывается исходя из 136 шт. радиаторных секций, каждая из которых имеет площадь поверхности 0,435 м 2 [расчёт радиаторной системы отопления]. Коэффициент теплоотдачи α_{air_inside} оценивается по известной эмпирической зависимости для радиаторов RIFAR ALUM 500. Последняя формула * получена из первой при подстановке всех слагаемых, коэффициенты a, b и c — входят в квадратичную зависимость суммарных теплопотерь.

Расчёт и построение погодозависимой кривой

Для расчёта и построения погодозависимой кривой отопления воспользуемся последней формулой при варьировании температуры уличного воздуха t_{air_outside} от +20 до -20 градусов Цельсия. На графике ниже в виде точек — прямоугольников показаны экспериментальные данные температур воды при работе погодозависимого контроллера ТРЦ-03 с альтернативной кривой отопления номер 5.

Полученная расчётный путём погодозависимая кривая отопления имеет выраженный наклонный характер. Для обеспечения комфортных условий и микроклимата с температурой воздуха +20 градусов Цельсия в жилых помещениях рассматриваемого жилого дома с радиаторной системой отопления: при нулевой температуре уличного воздуха температура теплоносителя должна быть около +45 градусов Цельсия, с падением температуры воздуха на улице до -20 градусов Цельсия температура воды должна быть повышена до +58 градусов Цельсия, т.е., как минимум, на 13 градусов.

Источник

Кривая отопления. Что это и как ее настроить?

Каждый пользователь котельного оборудования хоть раз в жизни задаёт себе вопрос: «Как мне управлять системой отопления для достижения комфорта в помещении?» Существует несколько вариантов, от самых простых, до самых эффективных.

. Самый простой вариант достижения комфорта в помещении, это установить механический комнатный термостат, который при достижении выставленной на нём температуры разомкнёт контакт, и котёл выключится.

❗ Недостатком такого варианта будет большой гистерезис температуры помещения, т. е. разница между включением и выключением котла будет в среднем 2-3 С, и измерение температуры возможно только в одном помещении дома. И также температуру котла пользователь должен регулировать сам, вручную. Применяется как правило для домов маленькой площади, и небольшого количества комнат.

. Более эффективный вариант, это установка цифровых комнатных регуляторов с возможностью дневного или недельного программирования отопления, что позволит дополнительно сэкономить, и при этом измерение температуры происходит более точное, за счет встроенного датчика температуры.

❗ Недостаток, как и в первом случае это измерение температуры в одной зоне, и необходимость регулирования температуры котла.

. Самый эффективный и комфортный для пользователя является погодозависимый режим работы. Он позволяет максимально снизить затраты на отопление до 20-25%, а также полностью автоматизирует работу поддержания температуры помещения без участия пользователя.

В режиме погодозависимой теплогенерации температура подающей магистрали регулируется в зависимости от наружной температуры. В результате количество вырабатываемого тепла не превышает количество, необходимое для отопления помещений с настроенной температурой помещения. Наружная температура регистрируется датчиком, установленным снаружи здания, и передается на контроллер.

Для настройки системы вводится такое понятие, как «Кривая отопления». Кривые отопления представляют собой зависимость между температурой окружающей среды, температурой помещения (заданное значение) и температурой котловой воды или температуры подачи. Чем ниже наружная температура, тем выше температура котловой воды. От температуры котловой воды или подающей магистрали, в свою очередь, зависит температура помещения.

Чтобы при любой наружной температуре было возможно обеспечить достаточное количество тепла при минимальном расходе топлива, необходимо учесть особенности здания и отопительной установки. Для этого в контроллере возможна корректировка кривой отопления.

В погодозависимых контроллерах Vitotronic 200, которые устанавливаются в настенных и напольных котлах, существует два вида настройки, это наклон и уровень кривой.

. Наклон кривой отопления — это изменение крутизны кривой, которая в свою очередь влияет на зависимость «температура подачи от температуры улицы». Чем ниже значение, тем ниже температура подачи, и наоборот.

Настройка наклона кривой зависит от климатических условий, в которых находится котельная (расчетная температура самой холодной пятидневки), а также от применяемой системы отопления (радиаторы или тёплые полы) и, закладываемых при подборе, температурных графиков.

Например, для радиаторного отопления, рассчитанного на 70 ⁰С, в доме который расположен в Московской области (минимальная расчетная температура для региона -25 ⁰С) настройка наклона будет 1,2. Для Краснодара (-19 ⁰С) бы это значение было 1,3. Для низкотемпературных контуров, таких как теплые полы, значение от 0,2 до 0,6, также зависит от расчётной температуры.

. Следующая настройка — уровень кривой отопления позволяет произвести подстройку температурного графика под условия работы на конкретном объекте, равномерно сдвигая ее параллельно оси наклона. Изменение уровня позволяет провести точную настройку системы, учитывая всевозможные нюансы и неточности допущенные при строительстве, что безусловно влияет на тепловые потери дома.

Настройка эта делается для каждого отопительного контура в индивидуальном порядке, в зависимости от их количества, подключенного в контроллер Vitotronic 200.

Для котлов Vitopend 100-W, Vitodens 050/100/111 существует лишь одна настройка наклона кривой, т. к. контроллер на этих котлах достаточно простой.

Полноценная настройка кривой отопления процесс не быстрый. Если настроить наклон кривой можно достаточно быстро, зная расчетные температуры подачи в отопительный контур, то на настройку уровня кривой может уйти время — дому необходимо прогреться и просушиться, а жильцы должны дать обратную связь о комфорте внутри помещений.

Всю корректировку и адаптацию системы проводит специалисты монтирующей организации, ведь только они точно знают все значения расчетных температур, пользователю остается лишь настраивать температуру помещения, которая в данном случае рассчитывается контроллером.

В совокупности с комнатными регуляторами контроллер уже будет «видеть» реальную температуру в помещениях и адаптировать настроенную отопительную кривую так, чтобы добиваться точного поддержания заданного значения температуры воздуха в помещении, а пользователю получать максимальную экономию топлива и комфорт.

Источник