Las ventajas de la regulación dependiente del clima del sistema de calefacción de una casa de campo.

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Publicado: 24.05.2019

Tiempo de lectura: 3 minutos.

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Los científicos modernos, junto con los ingenieros, buscan un aumento en la eficiencia de los sistemas de calefacción para reducir las consecuencias negativas del medio ambiente que nos afectan. Una de las formas de resolver este problema es la automatización dependiente del clima capaz de controlar los sistemas de calefacción.

Este grupo de dispositivos es capaz de monitorear el consumo de combustible en una unidad en funcionamiento, teniendo en cuenta los cambios climáticos actuales. Al mismo tiempo, es posible predecir un enfriamiento excesivo o un exceso de temperatura en la habitación calentada para compensar inmediatamente las posibles desviaciones.

Es importante comprender que el trabajo realizado por la automatización dependiente del clima tiene como objetivo mantener el equilibrio óptimo entre un microclima confortable y un modo de calefacción económico.

• 1 dispositivo de automatización dependiente del clima
• 2 Cómo funciona
• 3 Ventajas y desventajas
• 4 Cuando la automatización compensada por el clima es útil

El dispositivo y el principio de funcionamiento de la automatización dependiente del clima.

La parte mecánica de la automatización de calefacción es una bomba con una válvula de control. La computadora controla el equipo en base a los datos de 4 sensores de temperatura que responden a la temperatura exterior y en la habitación. El programa para la regulación inteligente del control de la caldera dependiente del clima está integrado en el controlador. El contorno se ajusta según las condiciones de funcionamiento y el tipo de habitación.

Los esquemas regulatorios existentes se basan en tres principios:

1. El elevador hidráulico utiliza agua de retorno, mezclándose con el agua calentada en la caldera. El dispositivo está controlado por un regulador de calefacción dependiente del clima, dando un comando para mover la compuerta cónica de acuerdo con las lecturas de los sensores.
2. Un circuito con una bomba de circulación y una válvula de tres posiciones restringe el flujo calentado y devuelve el portador de calor residual al sistema. La válvula de tres vías es controlada por el procesador de acuerdo con un programa dado.
3. La válvula de cierre en la línea de retorno está cerrada por una válvula. El dispositivo es controlado por el controlador del sistema de calefacción dependiente del clima de acuerdo con los sensores de temperatura.

Los sensores automáticos dependientes del clima para los sistemas de calefacción de un edificio de apartamentos (MKD) se instalan en una sala de estar.

La estación de calefacción individual (ITP) está ubicada en el sótano, donde es más fácil mantener el equipo.

Ventajas y desventajas

La automatización dependiente del clima permite a sus usuarios evitar el calentamiento excesivo de la habitación durante los períodos de calentamiento y evitar cargar las calderas de calefacción con anticipación durante las olas de frío.

El sistema presentado tiene una serie de ventajas que permiten que la calefacción funcione en modo óptimo:

• los cambios bruscos de temperatura en el exterior no afectan el microclima de la habitación;
• el consumo de combustible más económico;
• las transiciones suaves entre los modos de funcionamiento excluyen las cargas prolongadas en el equipo de calefacción;
• se reduce la cantidad de emisiones nocivas en la chimenea;
• aumenta la vida útil del sistema de calefacción.

La instalación del control automático de la calefacción ahorrará dinero de forma significativa, obtendrá el máximo confort y no se distraerá con los modos de calefacción autoajustables.

Sin embargo, también se deben tener en cuenta las desventajas de este equipo:

1. Precio alto.
2. La ubicación interior del sensor afectará seriamente el rendimiento general del sistema.
3. La instalación, el ajuste y la reparación de la automatización solo es posible con la ayuda de especialistas calificados.

La automatización dependiente del clima controla perfectamente la calefacción en edificios de gran altura, cuyas fachadas son accesibles a todos los vientos. El uso en el sector privado depende en gran medida del medio ambiente.

Tipos de sistemas de control automático

Cuando se utiliza calefacción individual, los propietarios de apartamentos suelen tener problemas con el control de la temperatura. El método de ajuste manual es inexacto y consume demasiado combustible. El uso de la regulación automática dependiente del clima del sistema de calefacción ahorra recursos y libera tiempo personal.

Tipos de automatización:

• un termostato conectado a un mecanismo dependiente;
• control inalámbrico del sistema de conservación del calor en función de las condiciones meteorológicas.

Funciones de los dispositivos de control:

• mantener la temperatura ambiente mediante el termostato en un nivel determinado;
• ajuste programado del nivel de calefacción por hora del día hasta una semana.

Tipos de dispositivos:

• termostato mecánico: enciende la red eléctrica cuando cambia la temperatura ambiente;
• dispositivo electrónico: controla con precisión el calentamiento de acuerdo con las señales del sensor;
• Dispositivo electromecánico: un relé de temperatura controla el accionamiento de la válvula.

Los termostatos de control de calefacción se pueden conectar a una bomba, caldera o actuador de cierre mecánico.

Métodos para controlar el sistema de calefacción con automatización dependiente del clima

Automatización térmica

El método más común de control de temperatura se llama "exposición directa". Es decir, para cambiar el microclima en la casa, debe ir y cambiar los indicadores del generador de calor (caldera de calefacción, estufa, chimenea o calentador eléctrico) con sus propias manos. De esta forma, se consigue el máximo control sobre el nivel de temperatura ambiente. Este enfoque es muy efectivo, pero bastante inconveniente, ya que requiere un esfuerzo para administrar el calor en todo momento.

Reglas para el funcionamiento de la calefacción dependiente del clima.

Los sistemas de control de calefacción tienen una función de autodiagnóstico. Los mensajes de error se envían a la pantalla y el propietario tiene la opción de resolverlos.

Si el controlador de temperatura no funciona, primero debe verificar la electricidad.

Problemas frecuentes:

• ruido crepitante durante el funcionamiento - mal contacto con la fuente de alimentación;
• calentamiento débil de la habitación a un nivel alto establecido: es posible un efecto térmico extraño en el sensor;
• el dispositivo conectado de acuerdo con las reglas no se enciende; el motivo está en el diseño, será necesario reemplazarlo;
• parpadeo del LED: el sensor de temperatura está roto;
• el termostato no proporciona el modo establecido: el dispositivo está defectuoso.

Para un funcionamiento continuo sin fallas, es suficiente cumplir con los requisitos operativos establecidos por el fabricante. La instalación y configuración del sistema se lleva a cabo de acuerdo con las instrucciones.

Usando el control de calefacción automático

Los sistemas de control de calefacción difieren en función y precio. Los modelos simples se controlan mediante un control remoto o una pantalla táctil. Los sistemas complejos tienen su propio software con acceso por control remoto. La automatización dependiente del clima está disponible en diferentes tipos de calderas de calefacción:

• montado en la pared, ubicado en una de las habitaciones;
• de pie, instalado en la sala de calderas;
• caldera electrica.

En la configuración del programa del controlador, el valor inicial se establece cuando las temperaturas interior y exterior son iguales. Luego se lleva a cabo la calibración, se seleccionan los parámetros del refrigerante para cada tipo de clima. El fabricante programa sus propias opciones de forma predeterminada, una de las cuales se puede seleccionar para trabajar.

Para configurar el sistema, debe instalar sensores de temperatura en el exterior y en la habitación para que los datos se transmitan sin distorsión.

Las ventajas de la gestión son la disponibilidad de funcionamiento autónomo, ahorrando recursos.Desventajas de la automatización compensada por condiciones climáticas: el mantenimiento y las reparaciones pueden ser costosos debido al reemplazo de componentes electrónicos defectuosos.

El principio del control de calefacción con compensación climática

Expliquemos cómo se realiza el mantenimiento de la temperatura ambiente teniendo en cuenta los cambios en la temperatura de la calle. Al configurar el controlador, se establece una llamada curva de temperatura, que refleja la dependencia de la temperatura del refrigerante en el circuito de calefacción de los cambios en las condiciones climáticas del exterior. Esta curva es una línea, un punto de la cual corresponde a + 20 ° С en el exterior (mientras que la temperatura del refrigerante en el circuito de calefacción también es + 20 ° С, ya que se cree que en tales condiciones no hay necesidad de calefacción) . El segundo punto es la temperatura del refrigerante (digamos, 70 ° C), a la cual, incluso en los días más fríos de la temporada de calefacción, la temperatura en la habitación permanecerá en el valor especificado (por ejemplo, 23 ° C). Si el edificio no está suficientemente aislado, se requerirá una temperatura ligeramente más alta del refrigerante en el circuito de calefacción para compensar la pérdida de calor. En consecuencia, la pendiente de la curva será pronunciada. Y viceversa, si todo está en orden con el aislamiento térmico de la casa. Durante la fabricación del controlador, se ingresan muchas curvas similares en la memoria del dispositivo, para que luego pueda seleccionar de toda la familia una línea adecuada específicamente para las condiciones de su hogar.

Normalmente, un solo sensor exterior no es suficiente para maximizar el confort térmico y ahorrar combustible. Por lo tanto, a menudo se instala un sensor adicional dentro de una habitación con calefacción. La presencia de dos sensores a la vez, tanto en el interior como en el exterior, le permite controlar con precisión y ajustar rápidamente la temperatura en las instalaciones de la casa.

Por lo general, el sensor de temperatura de la habitación se instala en la llamada sala de referencia; la temperatura en ella corresponderá a su concepto de un fondo térmico confortable. Esta habitación no debe ser calentada por la luz solar directa ni debe ser atravesada por corrientes de aire. Como regla general, las guarderías y los dormitorios se eligen como referencia. La instalación de un sensor de habitación permite activar el modo de autoadaptación, en el que la curva de calefacción se adapta automáticamente a la habitación correspondiente, mediante el propio microordenador del panel de control. Además, el sensor de la habitación suele estar integrado en un termostato, con el que puede configurar la temperatura deseada y su nivel medio en toda la casa. El control de la temperatura local en una habitación separada se logra mediante la instalación de válvulas termostáticas con cabezales térmicos en los radiadores.

Un aspecto muy importante del uso de un termostato es nuevamente el ahorro de combustible. Expliquemos cómo se lleva a cabo. Por ejemplo, en la habitación donde está instalado el sensor, los invitados se han reunido y la temperatura ha aumentado 2 ° C debido a la liberación de calor natural de las personas. El panel de control detecta estos cambios y da un comando para reducir la temperatura del refrigerante en este circuito, aunque un sensor exterior puede requerir todo lo contrario. La reducción del consumo de calor para calentar esta habitación naturalmente ahorra combustible. Pero aquí también hay problemas. Inundar una habitación con termostato, chimenea o dejar una ventana abierta durante mucho tiempo puede provocar cambios de temperatura en toda la casa. Para tener en cuenta estos factores en muchos sistemas, es posible modificar el algoritmo de control estableciendo el coeficiente de influencia del sensor de la habitación en la naturaleza de la curva de calefacción. Pero en general, los expertos simplemente no recomiendan instalar dispositivos de medición de temperatura ambiente cerca de chimeneas, puertas de entrada, ventanas y otras fuentes de calor o frío que puedan introducir un error en los resultados de la medición.

Cabe señalar también que la instalación de un solo termostato de ambiente, sin sensor de temperatura exterior, aumenta significativamente la inercia del sistema de control térmico. Los cambios en el fondo de calor ocurrirán con un retraso, ya que la automatización comenzará a funcionar solo cuando la temperatura en la casa, por ejemplo, baje, y esto sucederá después de la ola de frío real en el exterior.

Los controladores modernos no solo monitorean el clima, sino que también tienen una gran cantidad de funciones, algunas de las cuales son personalizadas y otras son de servicio. Mientras que los primeros están en guardia por la comodidad, los segundos monitorean el estado del sistema y aseguran el funcionamiento correcto y seguro del equipo.

Automatización dependiente del clima Vaillant

El Multimatic VRC 700 de Vaillant controla la calefacción por suelo radiante y hasta 10 circuitos de calefacción mixtos.

Especificaciones de Vaillant VRC 700 Multimatic:

• ajuste de parámetros con botón giratorio;
• trabajar con calentamiento solar del refrigerante y ventilación forzada;
• curvas de calefacción preestablecidas Vaillant - noche, invitados, día y ventilación;
• grabación de un programa de control individual;
• diagnóstico remoto del sistema por servicio.

Esquemas de control de automatización con compensación climática VRC 700:

• Un circuito de calefacción directo y bomba de recirculación con módulo adicional.
• Dos líneas de mezcla, expansión VR 70, bomba de caldera.
• Control directo del flujo del portador de calor.
• Circuitos - recto y mixto, con dos módulos VR 70, bomba de recirculación.
• Control de dos líneas de mezcla de medio de calentamiento con expansión VR 70, módulo VR 91 regula el proceso.
• Regulación de dos circuitos de mezcla mediante expansión VR 70 y caldera mediante placa de caldera de condensación.
• Tres líneas de mezcla con módulo VR 71 y bomba de recirculación.
• Controla más de 3 contornos, uno de los cuales es recto. El circuito incluye extensiones VR 60, VR 32, VR 90.

La versión de la automatización dependiente del clima Vaillant VRC 700/6 puede conectar varias calderas para trabajar, y con la unidad VR 900, controlar la cascada de forma remota en una aplicación especial.

Control de bomba desde una señal externa

La conexión del controlador al sistema de "casa inteligente" amplía significativamente las posibilidades de control de la calefacción. Además de la operación de calefacción bajo el control del controlador de automatización dependiente del clima, el sistema brinda a los propietarios la oportunidad de ajustar de forma remota el régimen de temperatura en las instalaciones.

La condición principal aquí es conectar el controlador a Internet e instalar una aplicación especial en dispositivos móviles para administrar los sistemas de soporte vital en el hogar.

Calderas de clima controlado Baxi

Las calderas de gas, incluso en modo normal, consumen combustible, ya que el quemador sigue funcionando en ausencia de personas en la casa. Con un buen aislamiento de la casa, apagar la calefacción reduce la temperatura en 2 ° C en 6 horas, y encender la calefacción da un aumento de 2 ° C en una hora. Las calderas del modelo Baksi Luna 3 Comfort se controlan de forma remota a través de una aplicación móvil. Un script para el control automático de la calefacción se puede vincular a un calendario.

Las calderas de la serie Baxi Slim tienen las siguientes funciones:

• consulta remota de temperatura en el apartamento y en la calle;
• control remoto de la temperatura del agua en los circuitos directo y retorno;
• lectura de lecturas de contadores de gas;
• control de presión en el sistema;
• notificación de errores y parada de emergencia de la caldera;
• activación remota de la caldera.

Ventajas de las calderas suspendidas:

• circuito de calefacción y agua caliente independiente;
• temperatura constante del refrigerante;
• trabajo silencioso;
• modulación electrónica de la llama;
• funcionamiento de la caldera a presión de gas reducida en el sistema;
• la posibilidad de conectar calefacción por suelo radiante.

Las calderas del fabricante italiano Baxi no tienen pretensiones.

Control manual de la caldera de calefacción.

Hasta cierto punto, la forma más común de controlar una caldera de calefacción era la regulación manual de la temperatura del agente de calefacción (muchas calderas todavía se controlan de esta manera). La automatización fue simple: el termostato integrado en la caldera se ajustó manualmente a una cierta temperatura del refrigerante que circula en el sistema, por ejemplo, 50 ° C. Pero el control manual es efectivo solo en condiciones externas estables. Digamos que es necesario mantener una cierta temperatura en la habitación: 23 ° C. Cuando la temperatura del refrigerante alcance los 50 ° C, el termostato dará un comando para apagar el quemador de gas, y si la temperatura baja, enciéndalo. Este proceso cíclico explica la "ondulación" del gráfico de temperatura de flujo naranja y el gráfico de temperatura ambiente verde. Si hace más frío afuera y el termostato continúa funcionando en el mismo modo (50 ° C), entonces la temperatura en la habitación bajará inevitablemente. Para corregir esta situación, se requiere la participación de una persona, quien debe aumentar la temperatura del refrigerante a valores más altos.
Las desventajas de este método de regulación son obvias: esta es la participación de una persona en el funcionamiento del sistema de calefacción y el funcionamiento continuo del encendido automático del quemador.

Beneficios:

• Alta precisión para mantener una temperatura estable en la casa a una temperatura exterior constante;
• No es necesario pagar más por la automatización del control, porque está incluido en el precio de la caldera.

Desventajas:

• La necesidad de un ajuste manual constante del régimen de temperatura de la caldera;
• Debido al funcionamiento constante de la bomba, se produce un mayor consumo de energía;
• Los ciclos frecuentes de encendido / apagado desgastan la automatización de la caldera más rápidamente.

Control automático de calderas Protherm

Las calderas sin regulación encienden la calefacción según los parámetros del portador de calor. El equipo de Protherm dependiente del clima controla la calefacción en función de los datos de los sensores exteriores e interiores. Los termostatos ahorran hasta un 30% de combustible, reduciendo la frecuencia de encendido de la caldera.

Reguladores de ambiente que se utilizan con la caldera eléctrica Proterm Skat:

• Instat Plus con conexión por cable, mantiene temperaturas de 5 a 30 ° C, hay un modo nocturno para reducir la calefacción.
• Termolink B - regulador de ambiente para calefacción de aire en el rango de 8 a 30 ° C, modo de funcionamiento programable durante 24 horas, función de protección contra heladas.

La calefacción eléctrica es una fuente de calor segura y sin emisiones en su hogar. No se requiere sistema de ventilación para la instalación. El equipamiento de una caldera eléctrica Protherm es más sencillo que el de una de gas.

Con las calderas de suelo de hierro fundido Protherm Bear, se utilizan termostatos en el eBus:

• Termolink P: hay un modo de modulación, regulación de calefacción de aire y agua caliente, curva de control de calefacción en función de los sensores de temperatura.
• Termolink S: puede cambiar el modo de funcionamiento de la caldera según la hora del día, programable durante una semana. El modo de vacaciones y la protección contra heladas están predeterminados.

Las calderas de la serie Medved cambian la temperatura del agua con un quemador de inyección. El elemento calefactor está hecho de hierro fundido. La pantalla del panel informa sobre los parámetros del refrigerante.

Descripción del funcionamiento del controlador:

Dependiendo de cuál de los circuitos hidráulicos esté activado, el contacto libre de potencial R1, los contactos de potencia R2 ... R8, así como los contactos de baja tensión de los sensores de temperatura T1 ... T8 reciben un lugar correspondiente en el circuito hidráulico. circuito. Se pueden asignar contactos de potencia libres para controlar cualquier dispositivo adicional (caldera o bombas mezcladoras, terminales de la 2ª etapa del quemador, bomba solar, elemento calefactor, etc.). El número de dispositivos adicionales conectados está limitado por el número de terminales de contacto de alimentación libres.

La expansión del circuito en términos del número de circuitos de calefacción controlados se lleva a cabo conectando el número requerido de controladores EH adicionales (esclavos) al controlador maestro EH a través del eBUS (cable de 2 hilos con una sección de 0,5. .. 0,75 mm2). Cualquiera de los controladores EH puede actuar como controlador maestro o esclavo.

El sensor de temperatura exterior se puede conectar uno a varios controladores, o cada controlador puede tener su propio sensor de temperatura exterior (T2).

En los circuitos hidráulicos con circuitos de mezcla, puede seleccionar el tipo de dispositivos de calefacción utilizados: radiadores o calefacción por suelo radiante. Por ejemplo, al elegir un "suelo cálido", se activa la correspondiente curva de calefacción de baja temperatura, los programas de tiempo se desplazan teniendo en cuenta la inercia, es posible iniciar el programa de secado de la solera, etc.

El circuito del depósito de ACS se puede cargar según la prioridad o en paralelo con el sistema de calefacción. Es posible operar el controlador en sistemas con tanques combinados (calefacción + suministro de agua caliente) de tipo almacenamiento o flujo.

El contacto de potencia R5 se puede utilizar para controlar una bomba de recirculación en el sistema de ACS. En este caso se utilizan las señales de los sensores de temperatura T1 o T8 (si están libres en el circuito hidráulico seleccionado).

El contacto de potencia R6 tiene la capacidad de controlar la velocidad de rotación de la bomba conectada a él. También es posible establecer la velocidad mínima de rotación de la bomba preestablecida en este contacto de potencia.

Capacidades funcionales de los controladores EH-7, EH-17, EH-52

Automatización dependiente del clima Meibes

El termostato dependiente del clima HZR-M Meibes controla el circuito de mezcla del medio de calentamiento de forma independiente, junto con otros controladores. Características del dispositivo Maybes:

• interfaz con iconos;
• programas de calefacción incorporados;
• integración con otros reguladores en el bus eBUS;
• fuente de alimentación autónoma con baterías;
• retroiluminación de la pantalla;
• conector para conectar una computadora.

Automatización dependiente del clima para sistemas de calefacción de una casa privada: dispositivos con acceso remoto Meibes LE HZ de producción alemana.

El termostato controla dos circuitos o una cascada de 2 calderas, bombas de recirculación. Características de Meibes LE HZ:

• conectar controladores de forma remota;
• expansión del control en 8 lazos vía eBUS;
• menú simbólico;

Ventajas: fácil instalación en la pared.

Cuando la automatización dependiente del clima resulta útil

En las casas particulares, si son de tamaño medio o menor, la necesidad de instalar estos automatismos surge principalmente cuando los propietarios están ausentes de la casa por un tiempo prolongado.En otros casos, los ajustes no son difíciles de realizar manualmente o con la ayuda de dispositivos.

Una situación diferente se desarrolla en grandes casas de campo o mansiones, así como en edificios públicos con un área grande. Aquí, la organización del control automático de la calefacción mediante la automatización de las calderas se convierte en una necesidad directa.

Según los resultados de la prueba de control, que verificó el funcionamiento del nuevo sistema, se descubrió que el consumo de combustible para calefacción en un edificio de apartamentos de gran altura con una gran cantidad de superficies acristaladas se redujo 2 veces.

Además, la automatización dependiente del clima produjo una alta eficiencia en la sala de calderas de calefacción central del sector residencial, sintonizada para dar servicio a varios edificios.

Termostato ZONT

El controlador de calefacción con compensación climática ZONT H-1 es un sistema inteligente que se controla de forma remota a través del protocolo GSM o de Internet. El dispositivo se conecta a través de una aplicación móvil, una cuenta personal en el sitio web del fabricante o mediante comandos SMS. Características del termostato:

• Gestión de tarjetas SIM 2G;
• transmisión de lecturas de sensores de temperatura y modo de funcionamiento de la caldera;
• selección de la curva de control de calefacción;
• programación de calefacción de habitaciones durante una semana;
• notificación de errores y casos de emergencia;
• un mensaje sobre un apagón en la casa;
• historial de operaciones durante 3 meses;
• actualización de software a través de Internet.

El termostato se conecta de 2 maneras: a través de los terminales de la caldera o mediante un adaptador al bus digital. El control de la calefacción se puede realizar en modo relé, con encendido periódico del quemador de gas. Es posible el control digital mediante adaptador: modulación de llama electrónica.

Especificaciones ZONT H-1:

• voltaje de funcionamiento 10-28 V;
• entradas analógicas y digitales;
• conexión de 10 sensores de canal por cable y radio;
• rango de funcionamiento de –30 a + 55 ° C;
• salir al modo - 50 segundos;
• carcasa de plástico, montaje en superficie universal.

Las ventajas de la regulación dependiente del clima del sistema de calefacción de una casa de campo.

Primero, debe determinar para qué funciones está diseñada la automatización del sistema de calefacción. Destaquemos dos principales: garantizar las condiciones más cómodas para los residentes y ahorrar energía térmica.

Las condiciones cómodas las proporciona no solo la automatización del clima. Se utiliza toda una gama de soluciones de ingeniería para garantizar la temperatura óptima del aire en las instalaciones interiores, y la automatización del clima es uno de los componentes esenciales de este complejo. El hecho es que los parámetros del microclima, por regla general, son responsables de los termostatos de habitación que funcionan con sensores de temperatura del aire internos y proporcionan un control directo del sistema de calefacción. Sin embargo, ya se entendía anteriormente que el uso de termostatos por sí solo (si estamos hablando de un modo puramente automático) no está del todo justificado, ya que siempre hay un retraso entre un cambio en la temperatura del aire exterior y el posterior cambio en el interior. la temperatura del aire, así como la inercia del sistema de calefacción en sí (esto es especialmente cierto en la calefacción por suelo radiante). Teniendo en cuenta todos los factores anteriores, resulta que el sistema comienza a funcionar en un modo de pulso intermitente con un retraso periódico. Y aquí viene en nuestra ayuda la misma automatización dependiente del clima, que incluye un controlador que, utilizando un sensor de temperatura exterior, ajustará constantemente la temperatura del refrigerante y proporcionará los parámetros necesarios.

La comodidad es, por supuesto, buena, pero surge la pregunta de si es aconsejable ajustar constantemente la temperatura del refrigerante. A menudo es posible encontrar la opinión de que es necesario y suficiente ajustar el sistema una vez por un período, o cuando la temperatura exterior cambia abruptamente.Al mismo tiempo, el ajuste se puede realizar de forma manual y, mediante diversos sistemas de control remoto, para evitar "campanas y silbidos" innecesarios en sus sistemas de ingeniería, simplificando su funcionamiento. Para comprender este tema con más detalle, propongo pasar a la segunda parte funcional de la regulación dependiente del clima: el ahorro de recursos energéticos.

Por supuesto, si pregunta: "¿Qué tipo de regulación del suministro de refrigerante será la más eficiente desde el punto de vista energético?", Entonces puede responder inmediatamente, sin dudarlo: "¡Automático!" y así terminar este artículo. Pero surge inmediatamente una pregunta, no solo asociada con la eficiencia energética, sino con cuánto se reducen los costos reales de generar energía térmica a partir del uso de la automatización dependiente del clima y cuán convenientes son estas medidas.

Muchos fabricantes dan cifras diferentes cuando se habla de ahorro, pero prácticamente no hay datos reales, confirmados por cálculo o experimentación. Quizás esto se deba al hecho de que es bastante difícil calcular de antemano cuál será el efecto real de un sistema dado, porque en el cálculo se incluyen una gran cantidad de variables.

Todas estas variables están asociadas con el modo de funcionamiento real del sistema de calentamiento de agua caliente y el número de horas que las personas pasan en la casa.

Por lo tanto, podemos determinar el efecto del uso de la regulación dependiente del clima de dos maneras. El primer método es experimental, el segundo se calcula.

En este artículo, solo usaremos el método # 2, y para esto estableceremos los datos iniciales. Por ejemplo, tome una casa (Fig. 1), ubicada en la región de Leningrado, que tiene las características de diseño indicadas en la tabla. uno.

Para empezar, determinemos la pérdida de calor [W] de nuestro edificio a una temperatura exterior tн = –26 ° C. El cálculo de las pérdidas de calor a través de cada estructura de cerramiento se realiza de acuerdo con la fórmula:

donde k es el coeficiente de transferencia de calor del cerramiento, W / (m² · K); A - el área de la estructura de cerramiento, m²; tв y tн - temperaturas del aire interior y exterior, respectivamente, ° C; n - coeficiente de reducción de la diferencia de temperatura calculada; β es un coeficiente que tiene en cuenta las pérdidas de calor adicionales que superan las principales.

Así, el valor del valor máximo de la pérdida de calor a la temperatura exterior mínima será 14 891 W o 14,9 kW.

Sin embargo, debido al cambio en la temperatura del aire exterior, el proceso de transferencia de calor se vuelve dinámico. Para estimar la carga térmica requerida para nuestro edificio, en función de la temperatura del aire exterior, se propone realizar una serie de cálculos, sustituyendo secuencialmente valores variables de la temperatura del aire exterior en la fórmula inicial, como resultado de lo cual podemos obtener la dependencia que se muestra en la Fig. 2.

Tenga en cuenta que este gráfico tiene cierta curvatura, lo que indica una relación no lineal entre la temperatura y la potencia. Esta dependencia no lineal será diferente para cada edificio debido a sus características de diseño individuales.

Además de las características presentadas anteriormente, necesitaremos los valores de las temperaturas del aire exterior durante todo el período de calefacción. Para ello, utilizaremos el archivo de datos de la región de Leningrado en el período 2015-2016. Por supuesto, existen normas, según las cuales todos los años en un momento determinado comienza la temporada de calefacción, sin embargo, si estamos considerando una casa privada, entonces ocurre, por regla general, en la primera ola de frío fuerte. Después de analizar el cambio de temperatura a lo largo del año, se concluyó que el período de calentamiento presumiblemente comenzó el 5 de octubre de 2020 y finalizó el 30 de abril de 2020. Por lo tanto, la duración del período de calentamiento fue de siete meses, lo que es un indicador bastante normal para esta región.

En la Fig.3 muestra un gráfico de los cambios de temperatura del aire durante todo el período de calefacción. Una vez asegurados los datos iniciales, procedemos a calcular el efecto del uso de la automatización dependiente del clima.

El principio de funcionamiento de este tipo de regulación es el siguiente. El sensor de temperatura exterior registra los cambios de temperatura y envía una señal al controlador.

El controlador procesa la información recibida y, de acuerdo con un cierto algoritmo, calcula la temperatura requerida del refrigerante en el sistema de calefacción. La señal del controlador va al actuador de la válvula mezcladora, que a su vez, abriéndose o cerrándose, proporciona la temperatura de refrigerante requerida en el circuito reparado. Nótese que en este caso se produce un ajuste cualitativo, en el que el caudal total del refrigerante en el sistema permanece constante, ya que la regulación consiste en el grado de mezcla del refrigerante caliente con el enfriado. Una disminución en la mezcla de refrigerante caliente conduce a un aumento en la temperatura del refrigerante que regresa al circuito de calefacción (caldera). Esto hará que el quemador se apague o reducirá el suministro de combustible al quemador. Así es como se forman los ahorros de energía, que me gustaría evaluar.

Para el cálculo directo, configuraremos los siguientes modos de funcionamiento del sistema de calefacción:

1. Primer modo de funcionamiento - corrección constante de la temperatura del refrigerante por el sensor de aire exterior (modo automático). Para calcular la energía térmica consumida, realizaremos el cálculo, teniendo en cuenta los cambios en la temperatura del aire exterior cada tres horas.

Este cálculo se realizará para todos los días durante todo el período de calefacción.

2. Segundo modo de funcionamiento - en este modo, tendremos en cuenta los cambios en la temperatura exterior por día durante el mes. Se supone que este es el mismo modo cuando el propietario tiene la capacidad de ajustar manual o remotamente la temperatura del refrigerante todos los días. La lógica de este reglamento es la siguiente. Al ver un pronóstico del tiempo o una sensación real de frialdad, una persona establece la temperatura requerida, sin embargo, el criterio principal no será el ahorro de recursos, sino el deseo de no congelarse. Sin embargo, cuando la temperatura aumenta de 2 a 4 ° C, la probabilidad de que el propietario vaya inmediatamente a cubrir el regulador tiende a cero. Así, el cálculo de este tipo de regulación se basará en la temperatura exterior mínima durante el día. El cálculo se realiza de la misma forma para todos los días del período de calefacción.

3. Tercer modo de funcionamiento - implica el ajuste manual del sistema en el momento de un cambio brusco en la temperatura del aire exterior. Para mayor claridad, consultemos el gráfico que se muestra en la Fig. 4. Se puede observar en la figura que en el intervalo del primero al 23 inclusive, la temperatura del aire exterior fluctuó en el rango de –20… –10 ° C, con un valor promedio de –15 ° C. Luego la tendencia subió y vemos un valor promedio alrededor de +2.5 ° C.

Es obvio que es en ese momento que cualquier persona en su sano juicio intentará reducir la temperatura del refrigerante por el método que tenga a su disposición, por ejemplo, ajustando la potencia de la caldera. Entonces, al calcular el tercer modo de funcionamiento del sistema de calefacción, seremos establecidos por los valores mínimos de la temperatura del aire exterior dentro de la tendencia.

4. Cuarto modo de funcionamiento - ausencia total de cualquier regulación de la temperatura del refrigerante. Se supone que el sistema de calefacción está funcionando a plena capacidad durante todo el período de calefacción. Los resultados del cálculo de la energía térmica consumida durante el período de calentamiento para varios tipos de regulación se resumen en la tabla. 2 y el gráfico que se muestra en la Fig. 5. Además, es posible calcular el consumo de combustible:

donde Q es el consumo de calor para el período de calefacción, kW / h; qн - el calor mínimo de combustión del gas, kW / m³; η - eficiencia de la caldera.

Para el cálculo, tomamos el valor medio del poder calorífico neto para el gas natural - 10,619 kW / m³ y el valor medio de la eficiencia de la caldera igual a 0,92.

El cálculo de los costos financieros se realiza multiplicando el consumo de combustible resultante por el costo de 1000 m³ de gas natural, tomado de acuerdo con los precios minoristas del gas para el período 2015-2016. El costo de 1000 m³ de gas fue de 5636,09 rublos.

Para determinar los costos mensuales promedio, es necesario dividir el valor obtenido de nosotros por la cantidad de meses en el período de calefacción que estamos considerando:

donde Gg - consumo de combustible durante el período de calentamiento, m³ / h; B - el costo de 1000 m³ de gas natural; n es el número de meses de la temporada de calefacción. Los resultados se resumen en la tabla. 3. Como puede verse en la tabla anterior, el modo de funcionamiento en el que no hay regulación se toma al 100%. Los ahorros en modo totalmente automático fueron del 64,4%. Cabe destacar que el incremento del efecto económico se llevará a cabo mediante el uso, por ejemplo, del modo de funcionamiento para los periodos de presencia / ausencia de residentes, que se configuran individualmente.

Habiendo analizado los cálculos y horarios anteriores, debe tenerse en cuenta que la regulación dependiente del clima es una medida completamente justificada que permite no solo aumentar el grado de comodidad, sino también ahorrar un porcentaje bastante significativo de dinero. Por supuesto, este cálculo se realizó tomando en cuenta una serie de supuestos y supuestos, pero todos ellos fueron tomados en el marco de valores adecuados, lo que nos permite estimar el orden de precios. En cualquier caso, la automatización dependiente del clima es una solución completamente justificada que se mueve al paso de los tiempos.

Funcionamiento de la caldera con suelo radiante

Para comodidad en la casa, se utiliza un sistema de calefacción por suelo radiante, donde el portador de calor es agua o líquido con un punto de congelación bajo. La bomba de circulación está regulada por un equipo automático dependiente del clima.

Composición del esquema de calefacción por suelo radiante:

• controlador compensado por el clima;
• sensor de temperatura exterior instalado a la sombra;
• servoaccionamiento de la unidad de mezcla;
• sensor de temperatura del agua en circulación;
• tubería de calefacción por suelo radiante;
• termostato en una habitación climatizada.

El controlador TRTs-03 de fabricación rusa mantiene la temperatura a lo largo de la curva de control de calefacción.

Los suelos cálidos se utilizan con otros tipos de calefacción de habitaciones. Hay cuatro tipos de controladores meteorológicos diseñados para trabajar juntos:

• Principal: controla 8 tipos de circuitos hidráulicos, 6 de los cuales incluyen una caldera.
• Ampliación para 2 sistemas hidráulicos además del regulador principal.
• Control de circuito de mezcla independiente, puede regular independientemente un sistema.
• Unidad de control de calefacción con tanque de compensación y temporizador.

Los suelos cálidos tienen una inercia significativa, por lo que el termostato de la habitación reacciona con mayor precisión al clima.

Esquemas de bombas

El segundo esquema popular para el funcionamiento de una bomba de circulación en un sistema de calefacción dependiente del clima es su uso en el circuito de calefacción por suelo radiante. La instalación de calefacción por suelo radiante permite elevar la temperatura ambiente durante un breve período de tiempo. La esencia de este esquema es utilizar una bomba de circulación para bombear refrigerante caliente en el sistema de calefacción por suelo radiante durante el período de descenso de la temperatura exterior. El controlador, al leer las lecturas de los sensores de temperatura, calcula cuánto se enfriará la habitación cuando baje la temperatura exterior. Después de procesar la información y realizar los cálculos necesarios, se dan comandos para abrir las válvulas y cambiar el funcionamiento de la bomba al modo deseado. El refrigerante llena el colector y entra en las vigas del piso cálido.

Las ventajas de este esquema son la creación rápida de una temperatura agradable en la habitación para permanecer en ella, mientras que, después del calentamiento, el controlador bloquea nuevamente el suministro de refrigerante y cambia al funcionamiento normal.

Automatización dependiente del clima para invernaderos

Cultivar productos agrícolas durante todo el año en los climas del norte es una tarea difícil. Para garantizar la vegetación de las plantas, se utiliza calefacción dependiente del clima. La mejor opción es un sistema de calefacción de suelo por tuberías que estimula el desarrollo de las raíces y reduce el consumo de energía.

La temperatura en el invernadero es diferente durante la noche y durante el día, y el suelo debe estar más caliente a 2-3 ° C. La automatización Aries TRM-32 o los controladores Aries PLC 100, combinados en un sistema con un centro de control, harán frente a esta tarea.

Características del sistema de control Aries TRM-32:

• control del calentamiento del refrigerante basado en la señal de cuatro sensores externos;
• conexión a una computadora a través de un adaptador;
• rango de control de –50 a + 200 ° C;
• longitud de comunicación por cable - 1200 m;
• la temperatura en el invernadero es de +1 a + 50 ° C;
• control de botón, visualización de información;
• programar el horario de calefacción a un valor de temperatura dado;
• cambiar de funcionamiento diurno a nocturno.

El control remoto del microclima en invernaderos se realiza ventilando y cambiando la velocidad de las bombas.

Regulación automática de bricolaje

La regulación dependiente del clima se utiliza para mantener la comodidad y la economía. Instalan calefacción dependiente del clima con sus propias manos en pequeñas casas privadas y en casas de verano. Los dispositivos ensamblados en fábrica son adecuados para un funcionamiento estable del sistema. Los dispositivos de fabricación propia no funcionarán de manera estable, no son seguros.

Una caldera universal Ochag, que funciona con combustible sólido, es adecuada para una casa de campo. En el circuito de control hay tres sensores de temperatura: el refrigerante en la caldera, los gases residuales y el agua en la caldera. Actuadores: amortiguador de flujo de aire y amortiguador en la tubería. El control automático se organiza mediante el controlador Arduino Nano.

Dispositivo controlador de calefacción

Consumidores y generadores

Es muy importante comprender por qué se necesita la automatización para calentar una casa privada y cómo funciona. La automatización puede funcionar tanto con consumidores como con generadores de calor. En este caso, los consumidores incluyen dispositivos de calefacción (radiadores, "suelos cálidos", etc.). Para controlar la transferencia de calor de los consumidores, se utilizan elementos de control separados, que regulan el calor. Estos controles pueden incluir bombas, grifos o mezcladores. Un matiz importante: con una disminución en el número de consumidores en el circuito, aumenta la precisión del control.
El generador de calor del sistema suele ser una caldera. La automatización para una caldera de calefacción puede funcionar en ambas direcciones, aumentando o disminuyendo la temperatura, lo que permite un control preciso de la temperatura del refrigerante en la tubería. Si configura un programa en el sistema una vez, se ejecutará todo el tiempo, sin la necesidad de una supervisión constante.

¿Qué tan necesario es un sistema de calefacción con compensación climática?

La automatización de la gestión del calor no siempre es necesaria. La regulación se realiza con una desviación de 2 ° C de la norma en la habitación con el sensor, en otras habitaciones la propagación es mayor. El costo de instalación de la automatización instalada por separado alcanza los 2 mil euros.

Si el equipo se suministra con una caldera de calefacción, se justifica el uso de automatización dependiente del clima. En otros casos, los costes no cubrirán los posibles ahorros.

Los cabezales termostáticos de los radiadores son suficientes para regular la calefacción.

Beneficios del control automático de la calefacción

Debido a su alto costo, la regulación dependiente del clima se usa con mayor frecuencia en edificios de apartamentos y edificios industriales, donde está económicamente justificada. Ventajas de la automatización:

• temperatura constante;
• disminución del consumo de combustible con caídas de temperatura;
• control automático del medio ambiente por sensores;
• mantener una temperatura baja;
• falta de un factor humano.

Las calderas de los nuevos modelos están equipadas con regulación automática.Las funciones de estos sistemas son suficientes para la comodidad en la casa sin inversión adicional.

Tipos de dispositivos de control

Para garantizar el control sobre el régimen de temperatura del generador de calor o del consumidor, se utiliza el mismo dispositivo equipado con un sensor de temperatura.
Estos dispositivos se dividen en tres categorías, que pueden funcionar individualmente o en conjunto:

1. Termostato
   ... Este dispositivo es el dispositivo de control más simple del sistema de calefacción. Ubicado en un edificio, monitorea los cambios en la temperatura del aire. Cuando se alcanza la temperatura requerida, el termostato envía una señal a la caldera o la válvula del radiador, como resultado de lo cual se detiene el calentamiento del refrigerante o se bloquea el suministro de líquido al radiador. La autoinstalación del termostato no es particularmente difícil: solo mire la foto, que muestra un diagrama de su conexión y funcionamiento, para asegurarse de que este diseño sea simple.
2. Regulador de temperatura del agente calefactor
   ... Dicho dispositivo puede funcionar de forma independiente o junto con un termostato. El diseño funciona mediante sensores de temperatura que se instalan en el interior del circuito de calefacción. Supervisan constantemente los cambios de temperatura en el sistema y transmiten estos datos al módulo de control, que controla la válvula mezcladora del circuito. Si se requiere un aumento de temperatura, el regulador puede realizar esta tarea utilizando una válvula.
3. Automatización de sistemas de calefacción dependiente del clima
   ... Este tipo de dispositivo se puede clasificar como el más complejo, ya que dicho sistema debe funcionar no solo con el circuito de calefacción, sino también con el medio ambiente, por lo que se proporciona el control de temperatura más preciso y racional.

El diseño básico de la automatización dependiente del clima incluye un termómetro exterior, un regulador de circuito térmico y un termostato ubicado en la habitación. A pesar del alto costo, dicho sistema se considera el más demandado, ya que puede proporcionar el máximo confort que solo se puede extraer de la calefacción. La automatización de los sistemas de calefacción dependiente del clima utiliza sofisticados sistemas de software que le permiten garantizar la máxima eficiencia y economía.

Para los cálculos, estos sistemas utilizan la temperatura exterior, sobre la base de la cual el controlador dependiente del clima del sistema de calefacción toma la decisión de aumentar o disminuir la temperatura del medio de calefacción. La rentabilidad se garantiza mediante un uso competente y equilibrado del combustible.

La automatización dependiente del clima se puede controlar tanto desde su propio control remoto como de forma remota instalando el software necesario en un teléfono inteligente o tableta (con más detalle: "Cómo elegir un control remoto de calefacción: características, capacidades"). En este caso, puede regular la temperatura en la casa desde una distancia de ella.
Conclusión

La automatización para calentar calderas es costosa, pero inmediatamente después de la instalación, estos dispositivos comenzarán a ahorrar combustible, lo que afectará la situación económica después de un tiempo. Además, es el sistema de control automático de temperatura el que asegura el máximo confort en la casa.