Что такое кривые отопления

Погодозависимая автоматика. Методика коррекции кривой

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 01.04.18
Просмотров: 6.989, Комментариев: 8

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

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

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 погодозависимой автоматики.
Его лучше ставить с северной стороны дома, повыше (от животных), спрятав в герметичную коробку и под козырьком от осадков. Лично я датчик 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 есть, но довольно слабое.
Думаю понятно, что по этой методике вполне можно сформировать почти любую реальную кривую погодозависимой автоматики для своей конкретной системы отопления и своего конкретного дома.

Восемь месяцев эксплуатации моей погодозависимой автоматики.
Все отлично, но иногда чуть-чуть подкручиваю кривую ручкой туда-сюда.
Три года эксплуатации.
См. чуть выше: то же самое.

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:

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:

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

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;

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:

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:

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.

Погодозависимая кривая отопления

Расчёт и построение погодозависимой кривой

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.

. 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

Логика управления котлом Vaillant

Скетч управления котлом

Явно заданная кривая отопления

Управление газовым котлом: оглавление

В прошлый раз мы разобрались с аппаратной частью погодозависимой автоматики. Прежде чем переходить к программной части надо разобраться с логикой управления котлом. Дальше будет немного математики. Простите, но так надо )

Можно придумать разные способы формирования температуры отопительного контура, например, с помощью ПИД (пропорционально-интегрально-дифференцирующего) алгоритма. Но мы пойдем проторенной дорожкой и управлять котлом будем с помощью температурных кривых. В инструкции к регулятору отопления calorMATIC есть такая диаграмма:

С помощью регрессионного анализа аппроксимируем кривые:

Где, T_n – температура контура отопления в зависимости от наружной температуры, t₁ – температура наружного воздуха, k – коэффициент отопительной кривой. Коэффициент подбирается индивидуально, в зависимости от утепления помещения, отапливаемой площади и т.п. В результате аппроксимации получаем такие кривые:

Аппроксимация кривых отопления в значениях 3; 2; 1,5; 1; 0,6.

На температурные кривые также влияет желаемая комнатная температура. Из инструкции к регулятору отопления мы видим, что кривые рассчитаны на температуру в помещении в 20°C:

При увеличении желаемой комнатной температуры на 1°C кривая смещается примерно на 5°C:

Последним фактором, влияющим на температуру отопления, будет термостат. В инструкции, если температура в помещении ниже, чем 0,125°C от желаемой или 0,19°C выше, то происходит включение или выключение отопительного контура. Мы же будем управлять не термостатом котла (контакты 3 и 4), а температурой отопительного контура: если температура ниже 0,25°C от желаемой мы прибавим 1,25°C к отопительной кривой и наоборот. Т.о. мы будем пытаться управлять температурой в помещении косвенно модулируя пламя горелки.

Где T_n – температура контура отопления в зависимости от наружной температуры, T_k – поправка на желаемую комнатную температуру, T_t – поправка термостата.

Ivan Varlamov

Здравствуйте, скажите пожалуйста можно ли использовать этот скетч для управления электро котлом?

Здравствуйте, да, можно попробовать.

Ivan Varlamov

Grigory Tarasov

За основу была взята инструкция к регулятору отопления calorMATIC: 1. Из графика в этой инструкции, он приведен выше. 2. «В инструкции, если температура в помещении ниже, чем 0,125°C от желаемой или 0,19°C выше, то происходит включение или выключение отопительного контура». Почти то же самое только в математическом виде.

Gevork Schestyan

Можно пожалуйста подробнее о резисторах, на плате их 11 а на схеме 7?

Я набирал сопротивление из двух резисторов. Например, если на схеме сопротивление 10.7 Ком, то плате два резистора: 10 КОм + 680 Ом.

Gevork Schestyan

Понял, спасибо! буду собирать

Roma Fatykov

Спасибо большое за труд. Как раз искал функцию кривой отопления, ваша апроксимация вполне подходит, использую ее в программе контроллера отопления

Источник

Кривая отопления: что это такое, как делается, примеры

Содержание:

А кривая нагрева представляет собой графическое представление того, как температура образца изменяется как функция времени, поддерживая постоянное давление и равномерно добавляя тепло, то есть с постоянной скоростью.

Чтобы построить график этого типа, берутся пары значений температуры и времени, которые позже строятся путем нанесения температуры на вертикальную ось (ордината) и времени на горизонтальную ось (абсцисса).

Затем к этим экспериментальным точкам подгоняют наиболее подходящую кривую и, наконец, получают график зависимости температуры T от времени t: T (t).

Что такое кривая нагрева?

При нагревании вещество последовательно проходит через различные состояния: из твердого состояния оно может стать паром, почти всегда переходя через жидкое состояние. Эти процессы называются изменениями состояния, при которых образец увеличивает свою внутреннюю энергию при добавлении тепла, как указано в молекулярной кинетической теории.

При добавлении тепла к образцу есть две возможности:

— Вещество увеличивает свою температуру, поскольку его частицы перемешиваются с большей интенсивностью.

— Материал претерпевает фазовый переход, при котором температура остается постоянной. Добавление тепла приводит к некоторому ослаблению сил, удерживающих частицы вместе, поэтому, например, легко перейти от льда к жидкой воде.

На рисунке 2 показаны четыре состояния материи: твердое, жидкое, газовое и плазменное, а также названия процессов, которые позволяют переходить между ними. Стрелки указывают направление процесса.

-Состояние изменения в веществе

Начиная с образца в твердом состоянии, когда он плавится, он переходит в жидкое состояние, когда он испаряется, он превращается в газ, а в результате ионизации он превращается в плазму.

Пока образец претерпевает изменение состояния, температура остается постоянной, пока он не достигнет нового состояния. Это означает, что если, например, у вас есть часть жидкой воды, которая достигла точки кипения, ее температура остается постоянной, пока вся вода не превратится в пар.

По этой причине ожидается, что кривая потепления будет состоять из комбинации увеличивающихся участков и горизонтальных участков, где последние соответствуют фазовым изменениям. Одна из этих кривых показана на рисунке 3 для данного вещества.

Интерпретация кривой нагрева

В интервалах роста ab, CD Y ef вещество находится в твердом, жидком и газообразном состоянии соответственно. В этих областях увеличивается кинетическая энергия, а вместе с ней и температура.

Между тем в до н.э он меняет свое состояние с твердого на жидкое, поэтому две фазы сосуществуют. Вот как это происходит в разделе из, в котором образец переходит из жидкости в газ. Здесь потенциальная энергия меняется, а температура остается постоянной.

Возможна и обратная процедура, то есть образец можно охладить, чтобы он последовательно переходил в другие состояния. В таком случае мы говорим о кривая охлаждения.

Кривые нагрева имеют одинаковый общий вид для всех веществ, хотя, конечно, не имеют одинаковых числовых значений. Некоторым веществам требуется больше времени для изменения состояния, чем другим, они плавятся и испаряются при разных температурах.

Эти точки называются, соответственно, точкой плавления и точкой кипения и являются характеристиками каждого вещества.

По этой причине кривые нагрева очень полезны, поскольку они показывают числовые значения этих температур для миллионов веществ, которые существуют в виде твердых и жидких веществ в диапазоне температур, считающихся нормальным, и при атмосферном давлении.

Как сделать кривую разминки?

В принципе, это очень просто: просто поместите образец вещества в емкость, снабженную мешалкой, вставьте термометр и равномерно нагрейте.

Одновременно с этим в начале процедуры включается секундомер, и время от времени отмечаются соответствующие пары температура-время.

Источником тепла может быть газовая горелка с хорошей скоростью нагрева или электрическое сопротивление, которое выделяет тепло при нагревании, которое может быть подключено к источнику переменного тока для достижения различной мощности.

Для большей точности в химической лаборатории широко используются два метода:

— Дифференциальный термический анализ.

— Дифференциальная сканирующая калориметрия.

Они сравнивают разницу температур между исследуемым образцом и другим эталонным образцом с высокой температурой плавления, почти всегда это оксид алюминия. С помощью этих методов легко определить точки плавления и кипения.

Рассмотрим кривые нагрева воды и железа, показанные на рисунке. Шкала времени не показана, однако сразу же различить температуры плавления для обоих веществ, которые соответствуют точке B на каждом графике: для воды 0 º C, для железа 1500 º C.

Тающий лед

При нагревании образца льда, согласно графику, мы находимся в точке A при температуре ниже 0 ° C. Наблюдается, что температура увеличивается с постоянной скоростью, пока не достигнет 0 ° C.

Молекулы воды внутри льда колеблются с большей амплитудой. По достижении температуры плавления (точка B) молекулы уже могут двигаться друг перед другом.

Поступающая энергия вкладывается в уменьшение силы притяжения между молекулами, поэтому температура между B и C остается постоянной, пока весь лед не растает.

Превращение воды в пар

Когда вода полностью переходит в жидкое состояние, колебания молекул снова усиливаются, и температура быстро увеличивается между C и D до точки кипения 100 ° C. Между D и E температура остается на этом значении, пока Поступающая энергия гарантирует, что вся вода в контейнере испарится.

Если весь водяной пар может содержаться в контейнере, он может продолжать нагреваться от точки E до точки F, предел которой не показан на графике.

Образец железа может претерпеть те же изменения. Однако, учитывая характер материала, диапазоны температур сильно различаются.

Ссылки

Можно ли любить двух людей одновременно?

Аскрипция: значение, происхождение, антоним, синоним, примеры

Источник