Что такое эквитермическое регулирование отопления?
Регулирование отопления по текущей температуре наружного воздуха называется эквитермическим регулированием.
Блок управления котлом обрабатывает данные с датчика наружной температуры и с их помощью автоматически адаптирует температуру отопительной воды к текущей потребности.
Благодаря тому, что производительность системы отопления регулируется точно в соответствии с текущим температурным режимом, собственники домов могут экономить на отоплении.
Принцип эквитермического регулирования прост. При более низкой наружной температуре требуется более высокая температура отопительной воды, чтобы сбалансировать подводимое тепло и теплопотери внутри помещения, поддерживая, таким образом, постоянную температуру в помещении.
Короче говоря, ваш обогреватель нагревается в зависимости от того, насколько холодно на улице.
В основе регулирования лежит эквитермическая кривая
Однако для каждого дома сначала необходимо определить так называемую эквитермическую кривую, описывающую зависимость температур отопительной воды и наружного воздуха.
На основании установленной эквитермической кривой блок управления котлом регулирует интенсивность нагрева.
Эквитермическая кривая может быть определена экспертом – проектировщиком систем отопления или консультантом по энергетике – исходя из потерь энергии вашего дома.
Эквитермическое регулирование могут использовать не только владельцы частных домов и котельных, но и многоквартирные дома, подключенные к центральному теплоснабжению. В этом случае блок управления устанавливает требуемую температуру отопительной воды в смесителе.
Эквитермическое регулирование подходит для конденсационных газовых котлов?
При использовании эквитермического регулирования отопления очень высокая температура отопительной воды обычно не требуется. Это связано с тем, что действительно холодных дней в году, когда требуется большая теплопроизводительность, обычно бывает немного.
Более низкая температура отопительной воды означает не только экономию топлива и, следовательно, снижение затрат на отопление, но и большое преимущество для газовых конденсационных котлов .
Наиболее экономично работают те, у которых температура воды ниже, а благодаря эквитермическому регулированию они могут дольше работать в самом экономичном режиме.
Эквитермическое регулирование. Что это такое? Как оно работает?
При дополнении этой системы комнатным регулятором или термостатическими радиаторными клапанами, можно создать надёжный, экономичный и приятный способ отопления Вашего дома и повысить тепловой комфорт. На многих сайтах ЭР описывается как простенькая линейная функция зависимости температуры теплоносителя от температуры окружающей среды. На самом же деле, ЭР представляет собой более сложную функцию. Во-первых, зависимость не от температуры окружающей среды, а от погоды, т.е. дополнительно нужно учитывать как минимум влажность воздуха и освещенность солнцем. Во-вторых, касательно стены помещения, которое Вы отапливаете, необходимо учитывать её теплопроводность, площадь и, возможно, теплоемкость. В третьих, касательно внутреннего пространства, нужно учитывать теплоотдачу радиатора, объем помещения и даже количество находящихся там одновременно людей (живых сущностей), и всевозможных установок, в результате работы которых вырабатывается тепло, все это может иметь значение. Для построения математической модели, которая адекватно описывала бы функцию ЭР необходимо провести экспериментальные исследования, например полный факторный эксперимент (ПФЭ), т.е. без подтверждения повторяемости необходимо провести 2^8=256 экспериментов. Даже если предположить, что часть факторов оказалась незначимой и отбросить их, и предположить что осталось всего 4 фактора, то количество экспериментов сокращается до 16 + необходимость многократного повторения эксперимента в каждой его точке и проверка адекватности модели в нулевой точке эксперимента, получится не менее 51. Если предположить что зависимости линейные, то модель может упроститься до линейного уравнения, но при этом наружный датчик должен учитывать значимые факторы погоды, тогда отклик функции состоит из нескольких линейных зависимостей. ЭР — способ, который идеально подходит для ученых-энтузиастов. Для реализации ЭР необходима сложная система, которая создает дополнительную избыточность всей системе и сложности для пользователя при ее настройке. Наиболее применимым является комнатный датчик температуры, который управляет нагревом воды исключительно в зависимости от установленной комнатной температуры, остальные факторы теряют свою значимость.
Эквитермическое регулирование что это
Добрый день, Андрей! В пункте D.47 показывается фактическая температура на улице.
Установите пункт D.02 на 5мин. D.01 оставьте как есть.
Мещеряков Илья
Денис Александрович, здравствуйте.
Дом, 2 этажа, площадь 240 м.кв, 1 этаж батареи + теплые полы, 2 этаж – батареи, горячая вода через бойлер косвенного нагрева. Котел Protherm panther 25 koo. К котлу подключен только внешний датчик температуры. Проблема заключается в следующем : когда на улице температура на улице опускается ниже -4 и далее, дома тепло и котел работает корректно, т.е. котел набирает заданную температуру согласно эквитермической кривой, переходит в режим модуляции, уменьшает подачу газа и поддерживает гистерезис в 3-5 градусов. Все хорошо вроде бы. Но когда на улице околонулевая температура, котел меняет режим работы и происходит следующее : котел включает полную подачу газа, догоняет температуру подачи до уровня как необходимо по кривой и потом полностью выключается, оставляя работать только насос. Автоматика котла ждет падения температуры теплоносителя до 28 градусов и цикл повторяется. Полный газ и снова остановка, т.е ждет остывания воды на 30 градусом. Дома становится очень холодно, т.к. кратковременный нагрев и долгая остановка котла. Все становится опять в норме только с падением температуры на улице. Что я делал : двигал кривую D43 от 1 до 1,7, не помогает, возрастает только максимальная температура нагрева, D02 – максимальное время блокировки горелки задал 2 мин, но котел игнорирует этот параметр и продолжает ждать охлаждения до 28 градусов, время ожидания приблизительно 10-15 мин. Остальные параметры проверил много раз, они соответствуют заводским настройкам. Проверил датчик внешней температуры, показывает правильно, пробовал отключать датчики температуры внутри котла на подаче и обратке, котел сразу уходит в ошибку, т.е. датчики котел видит. Отключал внешний датчик температуры, котел все равно работает в режиме пульсации в 30 градусов , но только уже независимо от внешней температуры. Консультировался с установщиками и еще десятком людей причастным к этой теме, никто ничего не может толком сказать. Что делать ? Спасибо.
Эквитермальное регулирование понятие и практика
Системой домашнего отопления используются радиаторы, для которых в холодное время требуется достаточно высокий нагрев. Однако оптимальной видится поддержка нагрева радиаторов на таком уровне, чтобы соблюдался баланс между подаваемой выходной мощностью нагрева и тепловыми потерями на объекте. Нагреваемая до оптимальной температуры вода в процессе циркуляции – это и есть, по сути, эквитермальное регулирование на котлах бытового исполнения. Рассмотрим этот момент домашней сантехнической практики подробнее, учитывая интерес многих владельцев бойлеров – собственников частной недвижимости.
Детали организации на эквитермальное регулирование
Для организации функционала эквитермального регулирования теплоносителем, температурный датчик необходимо размещать снаружи здания на теневой стороне, на высоте не менее 2 метров от земной поверхности.
Для частных семейных домов и других объектов недвижимости видится очевидным фактором изменение комнатной температуры по причинам, отличным от изменения температурных значений наружного воздуха.
Поэтому, эквитермальное регулирование в классическом варианте завершается внутренним температурным датчиком (позиция 11 картинки ниже) в помещении с эталонным значением Т. Подобного рода регулирование называется эквитермальным регулированием, скорректированным с учётом контрольного значения температуры.
Практический пример с тепловым насосом
Программное обеспечение для теплового насоса обеспечивает нагрев воды в резервуаре ( 6 ) в соответствии с температурой, регулируемой по эквитермальной кривой графика (картинка ниже). Реальная эквитермальная кривая регулирования уточняет значения программного обеспечения теплового компрессора, используя наблюдаемую динамику системы.
Пример схемы теплового снабжения частного дома, где используется бойлер совместно с тепловым насосом и применяется эквитермальное регулирование
Гистерезис установлен на ± 2,5°C, поэтому компрессор включается, когда температура воды внутри резервуара становится на 2,5°C ниже значения, определенного по эквитермальной кривой графика.
Выключение теплового компрессора происходит, когда температура воды внутри резервуара на 2,5°C выше — эквитермальное регулирование от кривой графика. Роль пользователя задается двумя точками (оптимальный вариант).
Эквитермальное регулирование, оптимальная кривая значения Т возвратной греющей воды Tрад (радиатора) в зависимости от Т наружного воздуха (Tнар). С точки зрения потребления теплового насоса, оптимальный режим отмечается, когда циркуляционный насос ( 7 ) работает без остановок.
Программное обеспечение управления тепловым компрессором способно увеличивать или уменьшать нагревание воды на ± 5°C по сравнению с эквитермальной кривой в соответствии с регулируемой комнатной температурой.
Компенсация динамики системы
Комнатный показатель измеряется терминалом по месту для компенсации динамики системы. Температуру в контрольном помещении рекомендуется поддерживать близкой к значению, установленному пользователем (в данном случае — 22°C).
Это значение не должно превышать 22,5°C, в противном случае блок управления тепловым компрессором отключает циркуляционный насос ( 7 ). Если отключение происходит часто, температура нагреваемой воды слишком высока и коэффициент COP (Coefficient of Performance — отношение мощности обогрева к потребляемой мощности) уже не является оптимальным.
Рассчитать COP можно с помощью формулы:
COP = Q / Es
где Q — тепло, производимое системой, кВт/ч; Es — энергопотребление теплового насоса и всех систем, связанных с тепловым насосом, кВт/ч.
График, демонстрирующий связь между системным отношением мощности обогрева к потребляемой мощности (COP) и фактором энергосбережения, по сравнению с электрическими бытовыми котлами
С целью определения КПД и эффективности нагрева, проводился эксперимент с измерением четырёх температурных значений:
- воды исходной скважины (TS),
- воды, возвращаемой в сборную скважину (TC),
- выходящей воды для нагрева (TO),
- воды, возвращаемой из радиаторов (Tрад).
Использовались два термометра типа «Extech EA», каждый с двумя калиброванными контактными температурными датчиками. Контрольные сенсоры устанавливались на медные трубы под теплоизоляцией.
Анализ оптимизации установки с эквитермальным регулированием
На практике исследовалось и оптимизировалось поведение системы водоснабжения, установленной внутри частного семейного дома. Схема системы показана на картинке выше. Источником энергии является скважина ( 1 ) с уровнем воды 7,73 метра ниже уровня земли. Уровень воды не колеблется — воды хватает в течение всего года.
Погружной насос ( 2) перекачивает воду через теплообменник вода-хладагент теплового компрессора типа «Mastertherm Aquamaster AQ22Z» ( 3 ) в сборную скважину ( 4 ), расположенную в 16 метрах от скважины-источника ( 1 ). Циркуляционный насос ( 5 ) является принадлежностью теплового компрессора и выбирался с учётом действия высокой эффективности.
Прибором обеспечивается циркуляция горячей воду между напорным насосом ( 3 ) и водяным резервуаром объёмом 300 литров ( 6 ). Аппарат имеет потребляемую мощность до 150 Вт и расход воды 0,6 л/с. Водяной резервуар установлен с целью снижения цикличности действия теплового насоса. Устройство циркуляции отопительной воды типа «Wilo Jonos Pico 25/6» ( 7 ) подаёт горячую воду на 13 радиаторов ( 8 ).
Общее количество теплоносителя в системе отопления (включая водяной бак и тепловой насос) составляет 560 литров. Расширительный бак ( 9 ) необходим для безопасности системы. Домашняя отопительная система с эквитермальным регулированием содержит также трёхходовой клапан и второй резервуар для воды с теплообменником под производство горячей воды ( 10 ).
Эти компоненты не отмечены на схеме, потому что подготовка горячей воды не является предметом темы об эквитермальном регулировании. Рассмотрена только система отопления, которая включает в состав также контрольный терминал ( 11 ) с пользовательским интерфейсом, термометром и цифровой связью с тепловым насосом.
Рассмотренная система является одновалентной. Частный жилой дом хорошо изолирован, мощности теплового насоса достаточно для отопления домашних помещений в течение всего сезона.
Преимущественные стороны эквитермального регулирования
Преимущество эквитермального регулирования состоит в том, чтобы обеспечивался нагрев объекта при самой низкой температуре нагрева воды в самые длинные периоды времени. Так обеспечивается постоянный температурный фон нагревательных элементов. Поскольку радиаторы нагреты постоянно, налицо стабильное тепловое излучение, благодаря чему достигается оптимальный комфорт пользователя.
После выполнения настройки эквитермальной кривой, необходимо подождать один-два дня, чтобы получить тепловую характеристику по месту. Также следует проконтролировать частоту переключения комнатного термостата. Если прибор отключается слишком часто, очевидно – нагрев осуществляется, главным образом, комнатным термостатом, потому необходимо уменьшить крутизну эквитермальной кривой.
Следует помнить : внешний датчик эквитермального регулирования обычно располагается на северной или северо-западной стороне обслуживаемого здания.
Заключение
Для настройки эквитермального регулирования на котлах важны различные вводимые значения, например:
- потери тепла в отапливаемом здании,
- значения для нагрева здания и т. д.
При выборе подходящей кривой графика необходимо понимать, что если кривая слишком крутая, здание не будет отапливаться за счёт эквитермального регулирования, но регулирование будет выполнено комнатным термостатом.
Поэтому преимущества эквитермального регулирования будут попросту утеряны, а система сможет реагировать только на температуру окружающей среды. Если же кривая графика слишком мала, температура нагреваемой воды будет недостаточно высокой, чтобы обеспечить комфорт внутри отапливаемого здания.
КРАТКИЙ БРИФИНГ
Z-Сила — публикации материалов интересных полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мульти-тематическая информация — СМИ .