No Image

Управление насосами отопления по температуре

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Циркуляционный насос в системе отопления обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по трубопроводам. Это в свою очередь гарантирует равномерное распределение тепла во всех помещениях в доме. Но чтобы циркуляция теплоносителя осуществлялась рационально, необходимо управление насосом. Для этих целей компания salus предлагает специальное оборудование – модули или блоки управления циркуляционными насосами в системе отопления.

Как осуществляется управление насосом при помощи специальных блоков управления?

Рациональная работа системы отопления гарантирует экономию энергоресурсов, стоимость которых сегодня достаточно большая. И при автоматизации системы отопления важно обратить внимание на установку блоков управления циркуляционным насосом. Они необходимы для включения и выключения насоса, когда температура в помещении достигла заданных параметров или наоборот опустилась ниже установленных значений.

Управление насосом осуществляется автоматически без участия человека при ранее заданных параметрах для дальнейшей работы. На блоках управление насосами salus предусмотрено два переключателя.

Первый переключатель позволяет установить время, в течение которого насос будет работать после закрытия сервомоторов. Здесь можно выбрать один из нескольких значений – 5, 10 или 15 минут. Есть нулевой показатель, при котором насос сразу отключается, как только закрываются все приводы.

Второй переключатель позволяет выбрать приоритетную зону, где необходима принудительная циркуляция жидкости. В центре коммутации предусмотрено до шести зон. Если выбрать одну из них, то при включении насоса будет открываться привод только этой зоны в обход других закрытых зон. Но в позиции «Р» насос будет работать для всех шести зон, даже в том случае, если только одна из зон подала сигнал к нагреву.

Дополнительной и не менее важной опцией, которой дополняются блоки управления SALUS циркуляционном насосом, это защитная функция. Она включается насос один раз в неделю, даже если система отопления отключена, что исключает возможность образования застойных явлений.

Качественное управление насосом от компании SALUS.

Под торговой маркой SALUS предлагается качественное и удобное оборудование, обеспечивающее бесперебойное управление насосом в системе отопления. При его изготовлении используются только надежные материалы, отличающиеся большим сроком службы даже при интенсивной эксплуатации.

Схема и принцип работы циркуляционных насосов для отопления

Конструктивно агрегат представляет собой комплекс основных узлов и дополнительных элементов.

Схема нагнетателя включает:

  1. Корпус. Нужен для защиты прибора от внешних воздействий.
  2. Коробка с клеммами. Сюда подключают электрические узлы, приборы регулировки.
  3. Электродвигатель. Запускает оборудование в работу.
  4. Крыльчатка. Деталь обеспечивает транспортировку жидкости по трубопроводу в заданном режиме скорости.
  5. Камера перекачки. Отсек оснащен патрубками напора, подачи для подключения к контурам сети отопления.

Принцип работы нагнетателя простой:

  • через впускной патрубок вода поступает в камеру перекачки;
  • теплоноситель подхватывается лопастями рабочего колеса, которые начинают функционировать при включении двигателя;
  • повышение давления приводит в движение теплоноситель, вода проходит через патрубок выпуска и попадает в магистраль теплосистемы.

Никаких сложностей схема для насоса для отопления не имеет, прибор работает по принципу всех нагнетателей. Особенность заключена в правильном выборе устройства в зависимости от типа теплосети, конструктивных характеристик магистрали, котла и приборов отопления.

Автоматический блок управления для циркуляционного насоса

Управление циркуляционным насосом организовано посредством терморегулятора, реле, блока бесперебойного питания. Комплекс нужен для регулировки нагрева теплоносителя, поддержания работы оборудования.

Термостаты

Агрегаты сочетают функции термоэлемента и вентиля, нужны для корректировки температуры нагрева воды.

Термостат для циркуляционного насоса отопления работает так:

  1. Считывает информацию с датчика температуры. Сравнивает показатели с настройками. Для выставления режима настроек предназначено побочное меню с различием температуры запуска насоса и гистерезиса. Гистерезис – временной интервал запаздывания температуры при включении и отключении нагревателя.
  2. При запуске оборудования гистерезис автоматически прибавляется к показателю нагрева воды при включении нагнетателя. При выключении насоса гистерезис вычитается из общего показателя.

По умолчанию размер гистерезиса принимают в 1/10 от температуры нагрева теплоносителя. Таким образом, при режиме прогрева воды в +50 С гистерезис составляет всего 5 градусов. Чтобы блок автоматического управления начал работать, вода должна прогреться до +55 С. Для выключения блока должна охладиться до показателя +45 С. Агрегаты с гистерезисом более удобны в работе. Оборудование поддерживает разбег температуры в 5 градусов, потому защищено от постоянного включения/выключения.

Читайте также:  Настил фанеры под ламинат

Термостат следует выбирать с гистерезисом прошивки минимум +/- 1 градус, максимум +/- 10 градусов. Ставят термостат рядом с котлом. При условии настройки с учетом внешней температуры в комнате, регулировка котла должна быть с возможностью изменения показателя носителя.

Блок бесперебойного питания

Блок управления циркуляционным насосом отопления – энергозависимое оборудование, без электричества работать не будет. Исключить возможность простоя позволит ИБП (бесперебойник) или генератор. Допустимо обойтись без прибора обеспечения питания, пуская сеть в самотечном режиме. Но тут есть риск ошибки выкладки трубопроводов, что приведет к выходу сети из строя.

Контуры самотечной сети отопления по технике выкладки идут с наклоном в сторону трубы обратной циркуляции. Наклон рекомендуют поддерживать в пределах до 3 см на каждый метр трубопровода. Это требует точных расчетов схемы и увеличивает зону выкладки сети.

Магистраль обратной циркуляции монтируют с уклоном в сторону нагревателя, также с учетом наклона. Если уровень снижения мал, есть риск застоя теплоносителя, образования воздушной пробки. К тому же нагреватель следует устанавливать в самой нижней точке схемы, что при отсутствии подвала вызывает сложности.

Избежать всех проблем поможет циркуляционный насос, чтобы обеспечить его питанием, в сеть встраивают ИБП или генератор. Выбор зависит от пользователя, однако генератор при работе сильно шумит, бесперебойник функционирует максимально тихо.

Реле включения и выключения

Это модуль для запуска оборудования в работу и отключения агрегата. Реле включения насоса отопления – важный узел, отвечающий за поддержание работоспособности всего блока.

Задача агрегата проста:

  • снижение уровня давления в сети – сигнал для запуска устройства в работу, реле включает оборудование;
  • превышение установленной нормы давления – сигнал для остановки оборудования.

Таким образом, при прекращении разбора теплоносителя, повышении давления в сети, таймер для насоса отопления срабатывает на отключение. Возобновление разбора горячей воды приводит к снижению показателя давления, запускает устройство в работу. Устанавливать или нет терморегулятор, ИБП, дело хозяина.

Качественный насос циркуляционный с датчиком температуры обладает рядом преимуществ:

  • снижает расход топлива;
  • обеспечивает поддержание комфортной температуры в помещениях;
  • дает возможность быстрой коррекции режима работы.

Специалисты рекомендуют выбирать устройства в соответствии с указаниями производителей. Изготовители оборудования без автоматического блока управления прописывают в техническом паспорте параметры блока, подходящего для монтажа на устройствах.

Чтобы упростить регулировку поступления воды в батарее, рекомендовано оснастить терморегуляторами все батареи в доме. При их выборе надо учитывать градации настройки – чем меньше деления, тем точнее режим. Практичнее брать устройства с градацией шкалы до 5 градусов.

Нынче затеяли мы тут модернизацию дачного отопления, было рассмотрено несколько вариантов и в дополнение к газовому котлу было решено дополнительно оставить котел на дровах, а чтобы он эффективнее обогревал помещения дома разумно поставить циркуляционный насос, гоняющий жидкость, которая переносит тепло по трубам по всем комнатам. Таким образом на случай всяких кризисов-шмизисов всегда будет резерв тепла для своего дома, нужно только нарубить дровишек и кинуть их в топку. Так вот за счет циркуляционного насоса (система батарей герметичная) мы получим более или менее равномерный обогрев дома, а также достаточно быстрый обогрев более отдаленных комнат от самого котла. Кроме того, это позволит обогревать дом более эффективно, так сказать КПД, как многие утверждают лучше.

Логика здесь следующая – бросаем дрова в топку, теплоноситель разогревается и нагретая жидкость разносится по комнатам этим самым циркуляционным насосом. Но не слишком хорошо, если насос будет работать постоянно – не экономично, будет, кроме этого и гудеть. Для решения этой проблемы необходимо применить некоторый термостат. Как этот термостат должен работать? Исходя из логики, которая упоминалась выше, теплоноситель должен сначала прогреться, а уж потом это тепло разнести жидкостью по всему дому. Значит, термостат должен включать насос по достижении температуры теплоносителя до какого-то значения, а в процессе распределения тепла теплоноситель охлаждается и как только температура понижается до нижнего предела, насос отключается, чтобы теплоноситель прогрелся заново. Кажется ничего сверхъестественного. Тогда приступим к проектированию нашего термостата для циркуляционного насоса системы отопления.

Читайте также:  Плетеные корзины из бумаги фото

Сам циркуляционный насос выглядит так:

Недолго думая, была задумана схема на микроконтроллере Attiny2313A:

Кроме микроконтроллера задействована достаточно стандартные комплектующие – семисегментный индикатор на два разряда для визуализации текущей температуры, а также настроек порога температуры и гистерезиса, исполнительный элемент – реле (циркуляционный насос работает от сети 220 вольт), простенький блок питания для работы схемы, пара светодиодов для индикации режимов работы, а в качестве термодатчика – DS18B20. В случае с термометром можно было бы, конечно, использовать и просто терморезистор, но DS18B20 был приобретен в удобном водонепроницаемом корпусе с проводом – это упрощает крепление термометра к теплоносителю и повышает надежность.

Температура отображается на семисегментном индикаторе с общим анодом, плюс питания подается на цифры через транзисторы T2 и T3, используются КТ3102, заменить можно на любые другие n-p-n транзисторы. Резисторы R8 – R15 ограничивают ток через сегменты цифр индикатора. С такими номиналами в 390 Ом яркость свечения светодиодов индикатор достаточная на мой взгляд. Индикатор применен с маркировкой HLEC-D512GWA2 – два разряда, общий анод, зеленый цвет светодиодов. Заменить можно на любой аналогичный по характеристикам. Исполняющим элементом является реле, использовать можно абсолютно любые реле с достаточным запасом по току. Диод VD1 включается параллельно катушке реле, это необходимо для того, чтобы погасить напряжение самоиндукции в момент выключения реле, что не даст транзистору T1 сгореть. Транзистор T1 можно также применить любой n-p-n, но уже желательно средней мощности, такой как КТ815. Блок питания для устройства собран по наиболее простой схеме с применением миниатюрного маломощного трансформатора BV EI 382 1189 – вход 220 вольт переменного напряжения, выход 9 вольт переменного напряжения, мощность 4,5 ватт. Этого с головой хватит для питания микроконтроллера и управления реле. По габаритам такой трансформатор лишь немногим крупнее импульсного блока питания, например, от старого зарядного устройства для телефона, чем можно и заменить предложенный блок питания. В исходной схеме применен стабилизатор напряжения на 5 вольт L7805, его замена возможна на любой другой стабилизатор с выходным напряжением 5 вольт. Все диоды по схеме 1n4007, если таких диодов нет в наличии, то можно заменить на любые другие с запасом по току и напряжению относительно схемы термостата. Для корректной работы термодатчика DS18B20 между выводами плюса питания и вывода данных необходимо поставить резистор сопротивлением порядка 4,7 – 10 кОм (по схеме это R2). Управление устройством осуществляется через три кнопки S2, S3, S4. Для дополнительно индикации используется два светодиода и бузер со встроенным генератором. Светодиоды можно применять любые, в моем случае я использовал 3 мм яркие светодиоды, чтобы режим работы был наиболее заметен. Бузер нужно использовать с номинальным напряжением работы 5 вольт. По большому счету он нужен по задумке для звуковой индикации перегрева теплоносителя (более 90 градусов), а также при включении и нормальном старте он издаст несколько писков. В конце для себя решил нецелесообразным его использование, но из прошивки не стал выкидывать, просто не впаивал в печатную плату. Вместо предохранителя и выключателя S1 можно использовать автомат на ток 1 – 5 ампер.

Как работает термостат? Сначала считывается информация датчика температуры, это и есть основа, на которой построена логика работы. Потом считанная текущая температура сравнивается с настройками, которые были введены в побочных меню устройства – температура включения циркуляционного насоса и гистерезис (запаздывание срабатывания) температуры включения и выключения насоса. При нагревании гистерезис прибавляется к значению температуры включения насоса, а при остывании отнимается. Таким образом, если, например, задать температуру 50 градусов и гистерезис 5 градусов, то теплоноситель должен нагреться до 55 градусов, чтобы насос включился и далее остыть до 45 градусов, чтобы насос выключился. На самом деле введение гистерезиса достаточно удобная штука – точное регулирование температуры теплоносителя нам не важно, а вот насосу не придется постоянно включаться и выключаться, чтобы держать точность до градуса. Минимальный гистерезис заложен в прошивке плюс минус 1 градус, а максимальный плюс минус 10 градусов. Думаю, этого вполне достаточно. Далее, считанная с датчика DS18B20, текущая температура сравнивается с предельным порогом значения температуры, программно значение составляет 90 градусов и при превышении которого сработает звуковой сигнал (бузер). Это будет означать, что дрова подбрасывать больше не стоит, да и прогрелось скорее всего уже все до комфортного уровня. При этом насос будет работать и разгонять жидкость по трубам до тех пор, пока температура не опустится до заданных величин, пытаясь охладить теплоноситель, перераспределив тепло в жилые помещения. Все этом можно посмотреть в цифровом формате на Си в исходнике программы для микроконтроллера, поэтому код не привожу тут. И в конце реализуется еще два уровня меню для ввода настроек температуры и гистерезиса.

Читайте также:  Разъемы для гибких шлейфов

Со схемой определились, теперь нужно написать прошивку по вышеописанному алгоритму, а для отладки прошивки схема была собрана на такой макетной плате:

Здесь резисторы отличаются от тех, что применены в схеме, но главное разработать логику работы термостата для циркуляционного насоса.

В устройстве имеется три меню: первое основное меню, индикация текущей температуры теплоносителя и автоматическое управление реле по заданным настройкам, по нажатию кнопки S2 переходим во второе меню, где остальными двумя кнопками задаем температуру включения насоса, еще раз жмем S2 и переходим в третье меню, где задаем гистерезис или запаздывание температуры от 1 до 10 градусов. При включении насоса загорается светодиод LED2. При включенных меню 2 и 3 будет гореть светодиод LED1. Также он будет моргать при перегреве теплоносителя более 90 градусов (также будет пищать бузер, если он установлен на плату).

Теперь можно собирать все на плате в конечное устройство. По причине некоторых затруднений при изготовлении печатных плат на момент изготовления устройства схема была разбита на две части и собрана на двух печатных платах, хотя изначально планировалась одна большая плата, пришлось импровизировать в этом плане.

На плате с индикатором размещен разъем для программирования микроконтроллера, он в основном соединен перемычками с самим контроллером, поэтому его можно вовсе не устанавливать. А нужен был он по большей части для финальной отладки термостата. Между собой платы соединяются шлейфом или 5 проводами. После первого запуска необходимо лишь задать настройки температуры и гистерезиса, особых настроек производить не нужно. Настройки сохраняются в энергонезависимой памяти EEPROM и загружаются при каждом включении, то есть можно один раз настроить температуру и пользоваться.

Осталось дело за корпусом. Было решено все это дело замуровать в стену, чтобы ничего не торчало. В качестве крышки будем использовать тонированное оргстекло, чтобы скрыть содержимое коробки, но при этом не делать кучу отверстий под индикатор и светодиоды.

Сама же коробка была использована первая попавшаяся под руку подходящего размера. Монтируем туда все наше добро и получаем готовое устройство. Вместо обычных таких кнопок можно использовать сенсорные кнопки, чтобы поверхность оставалась гладкой без гаек, но это уже как апгрейт, если кто-то реализует, то обязательно выкладывайте фотки в "я собрал", всем будет очень интересно!

Осталось теперь все это встроить в стену и подключить к насосу и котлу.

Для программирования микроконтроллера нужно знать конфигурацию фьюз битов:

К статье прилагается прошивка для микроконтроллера, исходный код в AVR Studio, печатные платы, а также небольшое демонстрационное видео.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector