Система термоконтроля и водоснабжения (Терморегулирование)

Граждане нашей обширной по площади страны живут и работают на территориях характеризующихся по доступности природных ресурсов - различными местными условиями и где географически на большей её территории властвует умеренно или резко-континентальный климат, соответственно качественное отопление и горячее водоснабжение наших домов и квартир самая насущная задача, которая решается в числе самых приоритетных целей абсолютно всеми владельцами загородных домов/коттеджей, в не зависимости, от того, что они слышали (или ничего не слышали!) про системы «Умного Дома» (УД), которые могут повысить комфорт от проживания в таком доме, и возможно, привнесут дополнительный уют в Ваши жилища.

Существует большая номенклатура различных моделей и систем отопления загородного дома и, разумеется, они подбираются исходя из финансовых ресурсов, доступных местных условий и местонахождения будущих домов/коттеджей. Кто-то выбирает «русскую» и/или «немецкую печь» (если думаете, что это экологично, привычно и полезно, советую попробовать пожить в доме с «русской/немецкой печью», вряд ли Вам будет комфортно, удобно, а самое главное – безопасно!),- другие используют более современные технологии, причём некоторые из них (например, владельцы домов из SIP-материалов, обходятся вообще минимумом, выбирая паллиативные, максимально дешёвые решения (… интересно, как они дышат и живут в таких домах летом?)).

Немного «теории»: - Современная система отопления, вне зависимости от того, где она установлена: в загородном доме или квартире, обязательно комплектуется отопительными приборами с терморегуляторами. Система с терморегуляторами регулирует температуру воздуха в отапливаемых помещениях с помощью изменения расхода любого теплоносителя через отопительные приборы, благодаря чему владелец коттеджа имеет современную отопительную систему с повышенной степенью комфорта. Вторым важным фактором является энергосбережение. Снижая нагрузку на систему отопления, происходит экономия энергоресурсов, так как теперь не отапливается улица - как это делалось раньше, когда температура в помещении регулировалась открытием и закрытием форточки. Кроме этого, при использовании в коттедже двух-/трёх-интервальных счётчиков электроэнергии, возможно получить 30% экономию ресурсов при использовании электричества на обогрев в ночное время.

Контроль над работой системы отопления является одной из основных функций, составляющих комплекс решений УД. Причём возможно автоматическое регулирование температуры в каждом конкретном помещении. 

В целом структура управления отоплением выглядит следующим образом: - в помещении установлены датчики температуры, которые передают данные на контроллер УД, который, в свою очередь, обрабатывает входящие сигналы от датчиков, и в соответствии с заданной программой анализирует полученные данные, и как следствие, посылает управляющий сигнал на сервопривод (напрямую, либо через модуль отопления) регулирующего клапана («открыть/закрыть») радиатора или конвектора отопления. Кроме того, система может быть дополнена датчиком температуры наружного воздуха, а контроллер при этом будет считывать изменения температуры снаружи дома, учитывая и эти данные при управлении системой. Изменения температуры в природе происходят достаточно часто, в том числе, и в течение дня. Поэтому отслеживая температуру как внутри помещения, так и вне его, система УД автоматически создаёт благоприятные условия для его обитателей.

Система отопления в комплексе УД может управляться через систему домашнего кинотеатра с переносного пульта, экрана компьютера или настенной сенсорной панели. Благодаря автоматизации систем отопления можно осуществлять климат-контроль в большом количестве помещений (их число может достигать до пятисот без ущерба для качества работы). Температура регулируется в диапазоне от 0^оС до 125^оС (максимально высокая отметка может достигаться в сауне). В каждом помещении с помощью локального дисплея, при ручном выборе определённого температурного режима или автоматически, с использованием сценария, - включаются тёплые полы и/или радиаторное отопление. Также, при наличии конвекторов, выбираются нужные скорости оборотов двигателей с автоматической регулировкой приводов, в результате чего происходит прогревание разных зон дома настолько насколько это необходимо. Следует также заметить, что не только водяное отопление, но и функция электрических тёплых полов также относится к системе отопления и увязывается в единую систему УД. 

Как известно, различные биологические процессы в организме человека лучше всего проходят при соответствующих температурах. Так, наивысшей работоспособности можно достичь при 25^оС самый крепкий сон бывает при 18^оС. Приемлемая температура для кладовой, в которой хранится вино, достигает 7^оС, а для прихожей идеальны 17^оС. Благодаря широким возможностям настроек автоматического режима, в зависимости от времени года, можно достичь нужного эффекта в каждом отдельном случае и при этом сэкономить электроэнергию. Управление в Умном Доме осуществляется по программе с дневным, недельным и годовым графиком (с учётом календаря). Можно задать отдельную программу на каждую неделю с контролем температуры и времени, а также смену режимов, в зависимости от времени суток и дня недели (рабочие и выходные дни) или сезона. Для удобства пользования, системой отопления можно управлять удалённо в режиме реального времени.

Круглосуточный контроль над системой отопления создаёт необходимые температурные условия в помещениях, исключая возникновение и развитие аварийных ситуаций. Выход из строя одного из узлов системы отопления, обычно, не влияет на общую безопасность (исключая некоторые варианты электроотопления). Например, подача воды в тёплый пол прекращается в случае прорыва труб, а в случае с электрическими полами происходит полное их обесточивание. Остановка же систем отопления сопровождается оповещением об аварийной ситуации и автоматического включения резервных устройств отопления.

В принципе, это теория, которой обычно достаточно для общего понимания, но есть конкретика и «нюансы».

Хочется сразу предостеречь и много раз подумать, прежде чем Вам решиться на применение в своём загородном доме (особенно, если он большой!) - электрического обогрева. «На круг» выходит «экономично» (не надо «возиться с газовыми баллонами, засыпать пеллеты в бункер два раза в неделю или дышать соляркой / «отработкой»), просто и безопасно. Однако такой подход, скорее, иллюзия и «чреват большими проблемами при эксплуатации». Почему? Назовём, лишь, несколько причин почему так «ДЕЛАТЬ НЕ НАДО»:

• Достаточно сложная схема управления электроотоплением, особенно при наличии трёхфазной сети у потребителя 
• Требуется электрик-исполнитель Вашего Проекта очень высокой квалификации, что редкость в «наше время» (факт!)
• «Бюджетные решения» по управлению электрическим отоплением, с высокой вероятностью приведут к серьёзным проблемам эксплуатации, при которых чем больше «защищаешься «от возможных проблем», тем больше вырастает «общая ненадёжность Вашей системы отопления в целом», что чревато, - вплоть до пожара в доме
• Гарантированы электрические проблемы у Ваших соседей, да и во всем посёлке, связанные с мощностью сети, перекосам фаз и т.д.
• Электрические сети РФ не предназначены для использования в качестве системы отопления, вне зависимости от типа Вашего Договора с местной электро-компанией, который регулирует потребляемую Вашим помещением суммарную мощность электросети и лимита потребляемой Вами электроэнергии в коттедже.

При наличии большого количества отопительных альтернатив, который предлагает современный рынок, встаёт вопрос – какую систему отопления выбрать в своём загородном доме? Для этого стоит определиться с источниками тепла и теплоносителями. Итак, рассмотрим возможные варианты.

Газовое отопление

Если в Вашем населённом пункте нет магистрального газа, то газовый котёл исключается почти сразу. Употребление слово «почти» связано с рассмотрением возможности установки газгольдера и отопление пропан-бутаном. Правда, местные компании выставят Вам минимальный счёт за бочку-газгольдер с монтажом начиная от 300 тысяч рублей. При этом газовая магистраль до дома монтируется за отдельные деньги. А само помещение с газовым котлом должно быть особым образом подготовлено, при этом открытый газ – это ещё и пожароопасно!

Конечно, использование газа для отопления за городом вообще неплохое решение, если соблюдать нормы пожаробезопасности и использовать современные решения отопления. Особняком стоит тема использования турбокотлов,- при наличии магистрального газа на месте, тема достойная особого рассмотрения, что мы и сделаем позже.

Отопление при помощи дизеля

В работе дизельных котлов отмечается хорошая стабильность температуры и предсказуемость их поведения при эксплуатации. Регулировка и настройка их может варьироваться в широких температурных пределах. Дизель или «отработка» не взрывается, как это происходит с парами бензина или газа, тем не менее, практика применения таких котлов свидетельствует о том, что найти топливо нормального качества — это большая проблема, а покупка зимой летнего дизеля не столько уменьшает расходы на отопление, сколько увеличивает проблемы эксплуатации котлов. К тому же, возможно, присутствие специфического запаха при эксплуатации. При отсутствии альтернатив, последнюю проблему можно решить использованием в отапливаемых загородных помещениях недорогих бризеров или иных устройств очистки/вытяжки/мойки воздуха (кондиционер не совсем подходит для такой задачи!).

Использование пеллет

Сравнительно новый вид топлива из прессованной стружки и опилок с добавлением некоторых дополнительных веществ — это и есть пеллеты. Они отлично горят, имеют хороший КПД. Многие котлы с пеллетными горелками-универсальны, легко переоборудуются для сжигания твёрдого топлива — дров или угля/антрацита. Но даже самый хороший котёл с бункером требует пополнения этого бункера пеллетами раз в 2-3 дня. Кроме того, нужна котельная и труба. Пеллетные котлы энергозависимы, с достаточно высокой начальной мощности котлов, имеющихся в продаже (не подходит для обогрева стандартных деревенских домов из-за избыточности мощности, к тому-же их регулировка и контроль температуры – весьма хлопотное дело).

Электрокотел

Преимуществ масса: электричество — один из самых недорогих энергоносителей, если нет магистрального газа. Электрокотлу не нужно делать трубу, топливо для него не разольётся и не воспламенится, нет необходимости каждые несколько часов закидывать в него дрова. Все обслуживание сводится к своевременной и качественнойпроверке узлов и агрегатов. Самое главное — при должной эксплуатации он вообще не требует внимания. Однако, недостатки такого решения мы описали выше и этими недостатками список не ограничивается.

Экзотика и традиционные варианты

Существует большое количество разнообразных локальных нагревателей - радиаторы различных типов, электропушки, тепловые завесы, воздушные обогреватели и т.д., все эти устройства характеризуются локальностью применения, обычно, низким КПД и невысокой безопасностью. К экзотике относятся тепловые потолки и стены в различных конфигурациях, применение которых, похоже, на некую обречённость или безальтернативность, связанную с недостатком бюджета для капитального ремонта своего загородного дома. Старое правило для всех построек в РФ, - чем меньше щелей, тем больше тепла в доме, - справедливо и поныне.

Для транспортировки тепла в Ваших помещениях, в большинстве случаев, подходит самый простой способ переноса тепла — это жидкостный. (конечно, есть и другие варианты доставки тепла!). Таким образом выбран котёл, который нагревает жидкость, а она в свою очередь передаёт тепло нагревателям. И тут опять возникает очередной выбор: батареи или тёплый пол? Использование тепловых батарей, обычно, экономичнее в закупке и проще при их монтаже. Легко впоследствии заменить на другие модели при очередном ремонте. Простая эксплуатация, к тому же, позволяют сушить на них вещи (sic!). А есть ли недостатки у батарей? Да, они, тоже, присутствуют: необходимая рабочая температура теплоносителя начинается от 40^оС и заканчивается, чуть ли, не 80^оС. При этом необходимо учитывать законы физики, согласно физическому закону конвекции, тёплый воздух устремляется ввысь, оставляя полы холодными.

Водяной тёплый пол сильно дороже, хотя, смонтировав такой пол по всему дому и залив его стяжкой, Вы получите огромную батарею, равную метражу Вашего помещения, которая хотя и нагревается небыстро, но надолго аккумулирует тепло и очень долго будет его отдавать, что весьма полезно в наши зимы. Да и босиком ходить приятно по тёплому полу.

В качестве альтернативы водяного варианта тёплого пола может выступать греющий кабель, но не стоит забывать, что для замены перегоревшего кабеля (не стоит исключать и такого варианта!) потребуется вскрытие всего Вашего напольного покрытия, что, скорее всего, вызовет некоторые бюджетные проблемы. Кроме того, водяной тёплый пол не накладывает никаких ограничений на источники тепла. Сегодня Вы отапливаете дом электрокотлом(!), а завтра установите дровяную печь, подключите её к водяному контуру и начнёте топить, допустим, - дровами, то есть всегда есть резерв или альтернатива.

Далее, ещё одной насущной задачей при эксплуатации тёплого пола - является контроль температуры для защиты паркета или поверхностных материалов (особенно если они искусственного происхождения!) от перегрева.

Идейно, данная задача решается следующим образом: - снимается «средняя» температура с нескольких напольных датчиков внутри помещения (особое внимание стоит уделить точности и «живости» датчиков – от этого зависит «размер» экономии) и на отдалении от дома на улице (избегайте установки на фасад здания и прямых солнечных лучей!). Поскольку значения температуры от напольных и внутриобъёмных датчиков могут достаточно сильно отличаться друг от друга, в зависимости от того, где, как и какой тип устройства установлен – для определения температуры в помещении, мы будем высчитывать отдельно среднее значение по всем показателям из данного помещения и, дополнительно, от наружного датчика. В соответствии с полученными результатами контроллер УД формирует соответствующую реакцию. Кроме этого, для снижения затрат на обогрев (да и на охлаждение помещений летом!), очень важным становится контроль текущего положения окон и дверей. Для того чтобы отключать отопление и кондиционирование, если открыто окно или дверь, - необходимо использовать магнитно-контактные датчики, а для их интеграции в сеть контроллера УД им необходимо контактировать с универсальным бинарным датчиком текущего контроллера УД.

Кроме того, дополнительно для экономии финансовых ресурсов владельца коттеджа, возможно предусмотреть специальные режимы функционирования системы отопления в виде программирования сценариев в контроллере УД:

• Режимов Дом/Работа/Отсутствие людей в доме/Принудительный перевод в режим энегосбережения/Проветривание помещений
• Лето/Вечная Зима
• Утро/День/Вечер/Ночь
• Рабочий день/выходные и т.д.

Так, например, при поступлении сигнала об отсутствии людей в доме - контроллер отключает все системы HVAC и переходит в режим энергосбережения до тех пор, пока пользователь не вернётся домой. Находясь в режиме энергосбережения, система продолжает контролировать температуру, и не допустит охлаждения помещений и снижения температуры ниже отметки в 18^оС.

Напоследок, стоит помнить, что большое количество установленного теплового оборудования, сопряжённого с контроллером УД, не зажжёт ощущение счастья в душе владельца коттеджа, без разработки общего, наиболее эффективного и самодостаточного алгоритма управления климатом.

Пример несложного алгоритма управления климатом в коттедже представлен ниже: 

Cуточные изменения температуры в спальне хозяина:

Контроль температур в загородном доме нужен тем, кто часто приезжает туда по выходным и праздникам. Также тем, кто не допускает снижение температуры внутри своего помещения - ниже +5°C. 

Порой, возникает вопрос - нужен ли УД тем, кто постоянно проживает в коттедже или тем, у кого есть возможность поддержания температуры в районе +20°C? Иногда, владелец коттеджа констатирует – «у меня котёл, температура постоянная, живу в доме постоянно, зачем мне УД»? Действительно, думаешь, зачем ему ещё что-то? Но где-то в глубине сознания гложут сомнения (подкрепляемые давно забытыми институтскими лекциями по физике), - а может-ли котёл с тёплыми полами и/или радиаторами дать постоянную температуру в доме из-за высокой инерции теплопередачи? А оппонент утверждает - что температура в помещениях – постоянная, и нет оснований не доверять ему. Ведь он смотрит на показания спиртового термометра или, на данные, подаренной ему «по случаю давно состоявшего юбилея» - метеостанции…  Трудно не поверить ему?

По существу, в данной ситуации, возможно возразить следующее в пользу применения систем УД, изначально изложив некоторую теорию по температурным датчикам:

• Во-первых: «шустрые» датчики после калибровки точны, мгновенно реагируют на изменение температуры в отличие от датчиков температуры метеостанции и не говоря о спиртовом градуснике, точность которого оставляет желать…;
• Во-вторых: датчики такие разные, не потому, что один качественный, а другой «китайский», а потому что цели при измерениях разные, в одном случае скорость реагирования датчика на изменение температуры – не существенна и может достигать десятка минут, в другом случае погрешности могут измеряться несколькими градусами, но к нему предъявляются требования по защищённости и надёжности;
• В третьих: существуют ещё ошибки округления.

Так, собственно, о чём это мы говорим? Зачем такой перфекционизм? Уверяю Вас, что абсолютное большинство датчиков работают правильно (кроме бракованных!), но нужно ли так точно и быстро им измерять температуру? До какой точности нужно уметь её измерять и с какой скоростью? Для разных температурных датчиков, требования совершенно разные, и вот, тот человек, который греется котлом, смотрит на данные своей метеостанции, оснащённой датчиком с сильной «инерцией», да и ещё вдобавок, с низкой точностью, который не замечает, что температура у него в помещении «гуляет в диапазоне от 3-х до 6-ти градусов – то вверх, то вниз».

Продолжаем разбираться в «смыслах»: Речь сейчас пойдёт о поддержке в помещении комфортной, во всех смыслах, - температуре, что требует её поддержки на заданном уровне, вне зависимости от того открыты, или закрыты окна, двери и т.п. Днём может быть одна температура, ночью – другая. Наше самочувствие может быть разным при одной и той же температуре, а если ещё рядом малые дети, то большие колебания температуры – нежелательны. Температура должна быть объективно постоянной в определённых местах. Например, ночью в спальне – около кровати, а не рядом с обогревателем. Днём на кухне — вдали от солнца и кухонной плиты. Это означает, что при открывании окна, почти сразу же, автоматически должен включаться безынерционной прибор обогрева соответствующей мощности с адекватной компенсацией возникших теплопотерь. При закрывании – выключаться. При этом, желательно, он должен не мешать жильцам спать. Если он будет включаться-выключаться каждые 2-3 секунды, мы просто не заснём, это не комфортно. И это повод для раздумий о настройке системы отопления в Вашем доме.

Другая сторона поддержания высокой точности температуры – энергоэффективность. Известно, что увеличение температуры на 2°C приводит к 15% перерасхода энергии при разности температур в доме и на улице 40°C. Т.е., например, вы хотите поддерживать температуру на уровне 22°C. На улице -20°C. Котёл нагревает теплоноситель, который течёт в тёплый пол и/или в радиаторы. Объем теплоносителя составляет 100-150 литров. Чтобы его весь нагреть, скажем, на 10°C (с 50 до 60), потребуется, скажем, минут 15. Этот теплоноситель расходится по дому и нагревает материалы вокруг себя (полы, радиаторы, воздух и т.п.). Это огромная масса. И эта масса прогреется, скажем ещё за 15 минут. И нагреется она не до 22°C, а до 30°C и выше. У вас стоит датчик тёплого пола с низкой скоростью реакции и невысокой точностью, и хорошо, если он цифровой. Через 15+15=30 минут до него дойдёт сигнал об изменении температуры, а он ещё минуты 3 «будет думать». Потом, поняв, что уже хватит, он даёт команду контроллеру отключить обогрев. Команда подаётся на электротермический аналоговый сервопривод, который по паспорту отрабатывает цикл включения-выключения за 5 минут, далее перекрывается нужный контур в течение 3+5=8 минут, а нагретая до 30С вокруг масса греется дальше от теплоносителя с температурой 60^оС.

А теперь вопрос: до каких значений опустится температура, пока нагревается теплоноситель и та самая масса: 20-30 минут? Если при 21,9°C начался нагрев теплоносителя, а на улице -20°C. Вполне может быть, что температура реально опустится на 2^оС на небольшой промежуток времени. А термометр этого не увидит из-за его валкости и/или не совсем правильной установки. На взгляд, на метеостанции будет видно +22°C. Ну 21,9°C. А реально будет +20°C или ниже. Так потом начнётся обратное действие. Все нагреется через 15+15+3+5=38 минут и не скоро реально отключится из-за большой нагретой массы. Это означает, что после принятия контроллером решения об отключения нагрева теплоносителя, дом нагреется выше установленной температуры на те же 2-3°C. А термометр по привычке будет показывать +22,2°C при реальной температуре уже +24°C и выше.

Вот так и создаётся впечатление, что температура постоянная, судя по показаниям метеостанции. А реально она скачет на ±2-3°C. Т.е. диапазон изменений температур составит 4-6°C. При этом +2°C – чистый перерасход (-15% рублей из кармана), а -2°C – это дискомфорт. Вот и получается дополнительно к нашему самочувствию ещё и объективный фактор прыжков температуры. И так-то бывает, порой, холодно при +23°C, а тут ещё и реально температура всего-то +21°C. Т.е. и комфорта нет и деньги лишние уходят на обогрев улицы.

Температурный датчик, по которому работает контроллер котла установлен в одном месте и с одной точностью и скоростью реакции, датчик метеостанции находится совершенно в другом месте. И время его реакции, и его точность сильно могут отличаться от того датчика.

Все это и влияет на комфорт и энергосбережение, хотя на первый взгляд, температура нормальная, постоянная, к тому же уже все проживающие в коттедже - привыкли к климату своего дома. В любом случае, если котёл уже стоит, оборудование работает исправно, то вопросов нет. А если дом новый и системы отопления ещё нет? Стоит подумать и взвесить все факторы.

Никакой «Супер-умный дом» не сможет быть комфортным по температуре, если неправильно установить датчик температуры и/или использовать инерционные приборы контроля отопления.

Температуру надо знать объективную, точную и с высокой скоростью. Высокую скорость и точность всегда можно понизить логикой контроллера и/или исполнительного модуля. Наоборот – никак. Тогда теплопотери снизятся и повысится комфорт.

В качестве примера, на рисунке ниже показаны колебания температуры за сутки управления радиатором центрального отопления на кухне в городской квартире. Сторона солнечная, поэтому днём батарея отключена. Окно стоит на микропроветривании. Сильных порывов ветра нет.

А теперь поговорим об отоплении, держа в уме задачу обеспечения горячего водоснабжения

Наконец-то, пришла пора поговорить о современной разновидности газового оборудования для обогрева помещений – турбированный котёл, который считается наиболее популярным способом обогрева загородных помещений. В чем рациональность этого оборудования? Какие преимущества и недостатки данного оборудования? Какие конструктивные особенности напольного и настенного (навесного) котельного оборудования, оснащённого камерой сгорания закрытого типа? Речь об этом далее. Материал, представленный ниже, является коммерческим описанием принципов работы бытового котельного и турбокотельного газового оборудования.

В зависимости от того, как осуществляется отвод продуктов сгорания в котле, газовое и дизельное оборудование классифицируется на:

• Котлы с естественной тягой/вытяжкой (атмосферные).
• Универсальные котлы с принудительной тягой или газовые турбокотлы.

Котлы с естественной тягой/вытяжкой (атмосферные)

Бытовые газовые котлы, использующиеся для газифицированного отопления дома, коттеджа, дачи или квартиры, используют в своей работе тепловую энергию, которая выделяется вследствие сгорания природного газа. Данный принцип работы обеспечивает систему теплом на бесперебойной основе. Теплоноситель циркулирует по трубам отопительной системы форсированным способом. За форсирование отвечает циркуляционный насос, который встраивается в оборудование производителем котельных устройств. При этом часть тепла будет идти на обогрев жилых помещений, а часть будет возвращена в котёл и использована для повторного цикла работы. 

Значительно более интересны модели с камерой сгорания закрытого типа, потому что для оборудованияоткрытого типа, требуется наличие естественной тяги, что является приемлемым при условии имеющегося традиционного дымохода, а также возможности естественного забора воздуха к горелке непосредственно из отапливаемой комнаты. Если данные условия будут соблюдены, то продукты сгорания будут выходить через дымоходную трубу с естественной тягой. Если естественной тяги нет, то продукты сгорания останутся в помещении.

Универсальные котлы с принудительной тягой или газовые турбокотлы

Турбированныйгазовый котёл (далее турбокотёл), это устройство с закрытым типом горения — более приемлемый, актуальный и современный вариант оборудования для отопления помещений. Среди преимуществ таких устройств в сравнении с открытым типом горения, заключающие в том, что закрытые котлы могут устанавливаться как в отдельных помещениях, так и вообще в любой комнате, не имеющей какого-либо дымоходного оснащения. Дымоход, разумеется, необходим, но он коаксиального типа, имеющий вывод через ближайшую стену непосредственно на улицу. Такое решение включает в себя две трубы, имеющие разный диаметр. По внешней трубе воздух подаётся к горелке котла, а внутренняя предназначена для отвода продуктов сгорания, причём обе трубы работают в тесной взаимосвязи со встроенными вентиляторами, обеспечивающие подачу воздуха и вытяжку газа. Коаксиальный дымоотвод может быть вертикального или горизонтального исполнения. 

Номенклатура газовых турбокотлов подразделяется на одноконтурные и двухконтурные. Один контур позволяет турбокотлу работать только в режиме отопления помещения. Двухконтурные модели турбокотлов могут не только отапливать помещения, но нагревать воду для Вашей системы горячего водоснабжения.

Статистика продаж газовых турбокотлов одноконтурных (иной раз он называется - одноступенчатый котёл) показывает их меньшую популярность перед бытовыми двухконтурными моделями. Тем не менее в условиях наличия горячего водоснабжения в коттедже, выбор и установка одноконтурного варианта считается наиболее рациональной. Конструктивно одноконтурные модели турбокотлов могут быть приобретены в настенном или напольном варианте. Навесные устройства характеризуются высокой мощностью и предназначены, для установки в квартирах, где нет возможности оборудовать изолированную котельную. Напольные системы отличаются большей мощностью, обеспечивающейся использованием чугунных теплообменников. Такое решение приводит к большему весу и габаритам конструкции, из-за чего невозможен монтаж на стену такого устройства. Турбокотлы с чугунными теплообменниками имеют больший срок службы, но проигрывают настенным вариантам из стали - по дизайну. Кроме вышеперечисленных моделей турбокотлов, выпускаются, также, парапетные, энергонезависимые, конденсационные и прочие разновидности моделей турбокотлов.

Тем не менее, хотя, и одноконтурные системы рассчитаны в основном на отопительный процесс, некоторые модели из них смогут обеспечить проточное горячее водоснабжение (ГВС), при встройке в систему дополнительного разветвления с бойлерной нагрузкой по корректнойсхеме подключения. Подбор бойлера осуществляется на основе предъявляемых к нему требований со стороны проживающих обитателей дома, квартиры или коттеджа. Датчики температуры бойлера подключаются к автоматике котельной системы. Данное взаимодействие позволяет поддерживать температуру воды в заданном диапазоне температур на уровне (от 35^оС до 65^оС). При снижении температуры ниже «уставки», а также, при аварийном израсходовании воды, турбокотёл направит воду в бойлерную систему через бойлерный теплообменник, имеющий змеевидную форму. После достижения необходимой температуры воды в бойлере - подача воды будет прекращена, а турбокотёл будет возвращён в режим отопления или отключён. Такой турбокотел рассчитан на круглогодичное применение в климатических условиях РФ.

Сценарии управления одноконтурного турбокотла, при условии его подключения к контроллеру УД, автоматически переведёт его в «летний режим», в соответствии с показаниями внутренней и внешней температуры или по календарю, перекрывающий отопительную систему и оставляющий лишь функцию поддержания температуры бойлера. Бойлер ГВС может интегрировать между собой несколько точек постоянного обеспечения горячей водой, с сохранением мощного напора. Поскольку, подразумевается, что вода в турбокотле нагрета всегда,- не нужно ожидать горячей воды при открытии вентиля, она течёт сразу горячая, как в городских централизованных системах ГВС. Стоит отметить, что в двухконтурных турбокотлах вначале с труб стекает остывшая вода, и только после этого теплообменник начинает нагревать вновь поступившую воду. Кроме бойлеров, к турбокотлам возможно подключение иных профильных устройств, в том числе и многим знакомая зигзагообразная сушилка, которая эффективна как в зимний, так и в летний период.

Мощность одноконтурных устройств при проектировании системы отопления обязана гарантировать поддержание заданной комфортной температуры в отапливаемом помещении. Сей параметр подбирается с учётом отапливаемой площади с учётом теплопотерь Вашего коттеджа. Если к турбокотлу будет подключён бойлер, то его потребности необходимо не забыть при определении потребной мощности. Бойлеру среднего объёма требуется около ~22 кВт мощности, которая обеспечивает быстрый прогрев воды. При некорректном расчёте время прогрева бойлера, турбокотел будет надолго отключаться от режима отопления на время нагрева воды, тем самым, котёл потеряет рабочую температуру. Из этого факта следует, что необходим профессиональный подход при расчёте мощности котельной системы, иначе, можно будет потерять лишние средства в процессе эксплуатации турбокотла, не говоря уже о непредусмотренном снижении температуры в доме, особенно в зимних условиях. Для сокращения теплопотерь при эксплуатации турбокотлов, необходимо сократить длину магистралей теплоносителя. Для этого нужно использовать одноконтурные напольные газовые котлы со встроенным бойлером, что позволяет резко повысить эффективность работы отопительной системы в доме. Котлы, вне зависимости от их мощности, будут оставаться экономичными и комфортными в использовании. Широкие настройки показателя мощности позволяет турбокотлам генерировать необходимое количество тепла, для поддержания в системе заданной температуры теплоносителя. Это и гарантирует минимальный расход топлива.

Преимущества одноконтурных котлов

• Настройки одноконтурных турбокотлов (далее – котлы) позволяют варьировать его параметрами в широком диапазоне, обеспечивая различные режимы работы и контроля котла, тем самым обеспечивая лёгкость их настройки под определённые требования потребителей. На базе одинаковых моделей котлов можно создать отопительные системы, имеющие различные возможности. К примеру, при значительной потребности в мощности можно создать каскад – синхронное использование сразу нескольких котельных аппаратов, которые будут работать в автоматическом взаимодействии. Управляющая система при этом будет поддерживать выработку на одинаковом уровне, что гарантирует максимальное продление срока службы системы отопления.
• Использование дополнительных температурных датчиков, (уличные и внутридомовые) позволяющих весьма точно и адаптивно настроить котёл на поддержание заданной температуры теплоносителя, позволяет успешно стабилизировать заданную температуру в помещении. Датчики, как правило, управляют контурами радиаторов и другими теплогенерирующими элементами. Соответственно, оптимизация системы котельного отопления, грамотное сопряжение с контролёром УД, корректный набор управляющих параметров и применение многодиапазонных приборов учёта электроэнергии позволяет добиться существенной финансовой экономии в комфорте использования.
• Одноконтурным моделям котлов свойственна простота конструкции, современный дизайн и хорошая надёжность. Конструкция котла унифицирована, вследствие чего ускоряется проектный процесс интеграции котла в систему УД, что позволяет ему оптимальным образом справляться со своей прямой задачей, коей является отопление помещения.
• Наличие на рынке широкой номенклатуры одноконтурных котлов, позволяющей выбрать оптимальную модель за разумные деньги без переплаты за «лишнюю» мощность. 

Теперь пришла пора поговорить о двухконтурных моделях турбокотлов. Двухконтурный турбокотел предназначен для:

• Обогрева средних и больших по площади помещений;
• Обеспечение горячим водоснабжением (ГВС) средних и больших коттеджей.

Описание двухконтурного турбокотла

Нагревательное устройство, имеющее два контура для нагрева воды, предназначенное для использования не только в системах отопления больших жилых площадей, но и для нагрева воды в доме для её использования в хозяйственных целях.  Первое, что отличает двухконтурные модели от одноконтурных котлов - это значительно более сложный процесс подключения, а также, требующий большего внимания со стороны жильцов дома в процессе его эксплуатации и технического обслуживания. Собственно, конструкция включает в себя сам турбокотел, нагревательный бойлер, систему автоматики, горелку, насос, расширяющий систему бак, вытяжку, автоматическую подпитку, систему удаления газов и дыма, и т.п. Бойлер, различаясь по конструктиву, в свою очередь, может быть, как встроенным, так и выносным.

Автоматика двухконтурного котла, прежде всего, отвечает за безопасность эксплуатации газового оборудования. Более того, она регулирует процесс горения, перераспределяя тепловые потоки, собственно, между отопительной системой и контуром ГВС, тем самым обеспечивая правильное функционирование бойлера и дополнительного бака. Все вышеперечисленное оборудование помещено в один единственный корпус открытого или закрытого типа. В конечном результате мы получаем довольно компактное для такого набора функций и эффективное оборудование, по сути, являющейся настоящей «котельной в миниатюре». Котельная управляется с единого специализированного пульта или при помощи контроллера УД. Мощность котельной каскадируется наличием моделей на 10 квт, 12 квт, 16 квт, 18 квт, 24 квт, 40 квт, 45 квт, 50 квт и 100 квт.

Разделение по способу размещения

двухконтурный газовый турбокотел, по способу монтажа, предлагается потенциальным покупателем в настенном и напольном варианте. В первом варианте монтаж осуществляется на стену жилого помещения (на произвольной высоте), что позволяет потребителю иметь удобный доступ к управлению котельной системой, в случае отсутствии интеграции его с контроллером УД. Варианты котла настенного исполнения - достаточно компактны и оснащены неплохой системой безопасности. Альтернативный вариант напольного исполнения предусматривает монтаж оборудования на полу, с использованием соответствующих креплений. В этом варианте исполнения котлы выглядят довольно крупно. Тем не менее, для такого набора функционала в одном устройстве – размер не должен быть критическим параметром. Нет смысла упоминать, что котлы такого класса обеспечивают гарантированную безопасность при эксплуатации, а также, удобство управления системой, которая становится практически идеальной при интеграции такого котла с системой управления УД.

Какой из этих вариантов – лучший? Ваш выбор должен обосновываться на доступном свободном месте в Вашем коттедже, размере отапливаемой площади, потребном количестве мгновенного необходимого объёма потребляемой горячей воды и выделенном на эти цели – бюджетом. В случае выделения достаточной площади или отдельного помещения для котельной, рекомендуется установить напольную или парапетную систему. Если такого помещения в наличии нет, лучшим выбором будет котёл в настенном исполнении, который можно без проблем повесить, даже, на кухне. Следует учитывать при проектировании котельной, - массивные напольные системы, существенно мощнее настенных вариантов котла, а их корпус изготавливается из чугуна или стали, что положительно влияет на срок их эксплуатации.

Конструктивные варианты котла по способу обеспечения ежедневного потребного объёма горячей воды

Проточная система

Служит для обеспечения потребности обитателей коттеджа в горячей воде, не превышающей 10-15 литров в минуту (нагревание до 30^оС градусов). Водопроводная вода, проходящая через нагревательный элемент, моментально нагревается до необходимой температуры, что вполне достаточно как для мытья посуды, так и для медленного наполнения Вашей ванны.

Бойлерная система

При условиипотребности в более существенных запасах воды (большая семья), целесообразнее установить котёл с внутренним бойлером, который гарантирует запас воды на уровне обеспечивающий хозяйство коттеджа в размере от 50-ти до 200-т литров. Объем запасаемой воды будет напрямую зависеть от модели используемого бойлера. Подмечено, что внутренняя бойлерная система гарантирует более комфортные условия для обитателей дома. Например, при прекращении подачи газа, этого объёма будет вполне достаточно для того, чтобы вести обычную бытовую деятельность в доме в течение нескольких часов времени.

Выносной Бойлер

Ранее было отмечено, что, бойлер может быть не только во встроенном, но и выносном варианте. Стоит отметить, что монтаж выносного бойлера осуществляется поверх котла, то есть отдельно от основного котла. При использовании двухконтурного турбокотла в настенном варианте, к сожалению, по конструктивным причинам, необходимо учитывать применение менее объёмных выносных бойлеров, в противовес использованию более вместительных выносных бойлеров, доступных в напольном варианте. Если семья нуждается в больших запасах горячей воды, необходимо одновременно установить два бойлера, что обеспечит гарантированный быстрый набор воды в ванну и одновременную возможность мытья посуды.

Особенности выбора двухконтурного турбокотла

Если Вы владелец большого коттеджа и проектанты рекомендуют Вам установку двухконтурного газового турбокотла, настоятельно рекомендуем обратить Ваше внимание на следующие факторы и конструктивные особенности перед его покупкой.

Во-первых, прежде всего, примите решение о выборе способа подачи воздуха и газа в турбокотел. Необходимо выбрать между атмосферной и надувной горелкой. 

• Атмосферная горелка использует в своей работе естественное поступление газа и воздуха в камерное пространство горения. Данный вариант оптимален при монтаже отопительной системы в небольших и средних по размеру помещениях.
• Надувная горелка (турбосистема) использует воздух/кислород и газ, нагнетаемый за счёт функционирования в котле турбовентилятора горелки. Данный вариант пригоден для больших помещений, оснащённых дымоходной трубой, где естественной подачи воздуха будет недостаточно.

Во-вторых, необходимо сделать выбор между энергозависимым и энергонезависимым вариантом устройства котла. 

• Энергозависимый принцип работы котла требует наличие гарантированного и непрерывного подключения котла к электропитанию. Поджигание газа в таких устройствах происходит автоматически с помощью специального пьезоэлемента.
• Энергонезависимый принцип работы котла предусматривает непрерывное горение газового фитиля в процессе эксплуатации котла. Причём, если фитиль неожиданно потухнет в процессе эксплуатации котла, повторно поджигать его придётся вручную с помощью спичек.

Правила, нормы и требования безопасности при эксплуатации котлов

С целью обеспечения безопасности эксплуатации газовых котлов различных конструкций и исполнений, все, без исключения, производители комплектуют котельные системы набором датчиков и специализированным оборудованием мониторинга. Проектанты учитывают наличие дополнительного оборудования в своих проектах. Например, для предотвращения протечки воды, датчик протечки в случае аварии, выдаёт исполнительному устройству команду на перекрытие подачи воды котельного оборудования. Турбокотлы с надувной горелкой и коаксиальным дымоходом оснащаются датчиком давления воздуха, беспрерывно контролирующий объем поступающего в горелку кислорода, необходимого для устойчивого процесса горения. При подключении котла к электросети, необходимо установка стабилизатора напряжения, защищающего котёл от «некачественной» электроэнергии. Кроме того, настоятельно рекомендуем использовать источник бесперебойного питания (UPS/ИБП), гарантирующий работу котла в случае временного прекращения подачи электричества или кратковременных сбоев электросети. В случае везения, когда Вам в коттедж приходит качественная электроэнергия, для сокращения Ваших расходов возможна замена ИБП на конденсаторный блок для парирования гармоник и переходных процессов в электрооборудовании. Для поддержания паспортного уровня внутрикамерного давления на определённой отметке, необходимо использование электромагнитных клапанов. Прогресс в области оборудования повышает функциональную сложность и совершенство системы безопасности газового котла, правда, это обязательно сказывается и на его конечной цене. 

Соотношение цены и качества

Помните о пословице: - «скупой платит дважды или трижды». Реально сэкономить возможно на производителе. Супротив использования решений западного производителя, возможно применение Российского котлового оборудования или, например, производства Южной Кореи. Некоторое китайское оборудование, также, способно качественно функционировать в Вашем коттедже.   В конечном итоге, при сравнении результатов применения оборудования различных производителей, рекомендуем использование отечественного оборудования типа «Атон», которое равнозначно по качеству оборудованию западных производителей, при этом заметно дешевле (от 20 до 45 тысяч рублей) и менее капризно.

Вот, собственно всё, о чём мы посчитали возможным рассказать Вам. 

И в заключение, возьмём на себя смелость напомнить Вам о дополнительных задачах, необходимых к реализации в Вашем проекте, после внедрения систем отопления и ГВС в Вашем доме:

• Самая ответственная и сложная задача – это сопряжение между собой внешней системы кондиционирования (HVAC) и внутренней системы отопления/ГВС. Они интегрируются между собой при помощи специальных датчиков и подходящего программного управления;
• Необходима дополнительная установка специализированных датчиков на оборудование: шторы, жалюзи, телевизор, компьютер, кондиционер и котёл отопления;
• Настроить Ваш микроконтроллер на сопряжение всех систем УД и отладить сценарии использования различных систем УД.