автоматизация отопления в квартире
Системы автоматического регулирования
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Преимущества автоматического управления отопительными системами
Современные отопительные системы преимущественно панельного, либо панельно-лучистого типа. Это радиаторы, комбинация теплого водяного пола с радиаторами или только теплый пол. Настроить и поддерживать желаемые параметры отопления можно вручную – с помощью встроенных насосно-смесительных узлов. Особенно, если напольный подогрев частичный. Ручная регулировка по собственным ощущениям температуры в помещениях и степени нагрева отопительных элементов обеспечивает нормальную работу системы. Но полностью раскрыть ее потенциал такой способ управления не способен. Необходимо учитывать и высокую тепловую инерционность теплого пола, из-за которой выход на заданный режим происходит медленнее, чем в радиаторных системах, что дополнительно снижает удобство ручной балансировки.
Тогда как автоматическая настройка и управление обладает рядом преимуществ.
Автоматические системы управления отоплением (охлаждением) обеспечивают точную настройку рабочих параметров с учетом потребностей владельцев и поддержание заданного режима в течение всего периода использования. Они позволяют полностью задействовать функционал оборудования, повысить уровень комфорта и значительно сократить затраты на отопление. По сравнению с ручной настройкой экономия составит до 20%.
Еще одним достоинством автоматики является защита напольных покрытий – система не допустит повышения температуры теплоносителя выше ограничения. Превышение рекомендованной температуры на поверхности пола может вызвать порчу напольного покрытия. Контролируя работу системы напольного обогрева можно не только создать комфортные условия, но и надолго сохранить отличное состояние отделочных материалов.
Функционал и компоновка автоматических систем управления
Автоматическая регулировка в контурах осуществляется посредством повышения или снижения интенсивности работы отопительного оборудования, что позволяет оптимизировать энергопотребление. Помимо повышения энергоэффективности подобные системы предоставляют повышенный комфорт для пользователей.
Базовая система компонуется всего несколькими элементами.
Подключение к терморегулятору выносного датчика температуры позволяет контролировать температуру пола или строительной конструкции. Также выносной датчик температуры может использоваться в качестве замены встроенного датчика температуры воздуха.
Внутри большинства терморегуляторов установлен датчик температуры. При отклонении от заданного значения температуры, терморегулятор формирует сигнал на исполнительный механизм (сервопривод). Исходя из пожеланий, пользователь может выбрать терморегулятор не только с базовыми функциями (управление обогревом), но и с расширенными: управление также и охлаждением, переключение режимов работы по таймеру. По желанию в разных помещениях могут быть установлены разные модификации терморегуляторов. При необходимости систему можно дополнительно упростить – соединить терморегуляторы с сервоприводами (до пяти) напрямую, без использования клеммной колодки.
Базовая система оптимальна для применения в квартирах или частных домах. Она эффективно контролирует отопление (охлаждение) и адаптирует режим под запросы домочадцев.
Если же речь идет не только об отоплении, но и о другом климатическом оборудовании (кондиционирование, вентиляция, осушение/увлажнение), для комплексного контроля выпускается специализированная система автоматики.
Элементы системы климатического контроля в помещении взаимодействуют по тому же принципу, что и в системе автоматического управления отоплением (охлаждением). С той разницей, что вычислительные процессы, позволяющие оптимизировать работу подключенного оборудования, происходят не в терморегуляторе, а в базовой станции. А компоновка системы помимо стандартного оборудования включает также модули расширения.
Для большинства частных домов и коттеджей достаточно системы с одной базовой станцией, которая рассчитана на управление температурно-влажностным режимом в восьми помещениях. Но при необходимости управления климатом в большем количестве комнат можно объединить до пяти базовых станций.
Особенности систем управляющей автоматики
Наряду с проводными системами управляющей автоматики, элементы которых соединяются кабелем, также существуют системы с беспроводными соединениями. Их установка не требует штрабления стен, что особенно актуально, если монтаж выполняется в доме с уже готовой чистовой отделкой. Независимо от вида систем, все оборудование характеризуется привлекательным дизайном, а интерфейс терморегуляторов интуитивно понятен.
Удаленный доступ осуществляется посредством подключения системы к сети «Интернет», с использованием браузеров или мобильного приложения, что значительно расширяет возможности пользователей. Контролировать температурный режим или климат в помещении в целом, можно из любой точки мира и в любое время. Мониторинг в режиме реального времени позволяет поддерживать оптимальные параметры инженерных систем в отсутствие владельцев и подготавливать дом к их возвращению.
Системы автоматического управления отоплением и охлаждением удобны, практичны и экономичны. Круглый год в доме будет поддерживаться оптимальный микроклимат, не требующий постоянной ручной регулировки. С управляющей автоматикой даже резкое похолодание в отсутствии хозяев не влечет последствий в виде выстывшего дома или повреждений систем отопления.
Автоматизация отопления в умном доме: электрическая термоголовка, Mi Home, Home Assistant, термостат
В этом обзоре мы поговорим о автоматизации управления отоплением в доме и я расскажу про свой собственный кейс, реализованный на электрических термоголовках Danfoss, управляемых розетках и датчиках температуры. Описанный принцип можно применить и для регуляторов теплого пола, электрических радиаторов и даже кондиционеров.
Содержание
Термоголовка
В своей реализации я использовал электрическую термоголовку Danfoss TWA-А — для клапанов RA под напряжение 230 В.
Вариант — NC — нормально закрытый, это значит то для открытия клапана, на термоголовку надо подать напряжение.
Вариантов крепления существует множество, нужно подобрать свой, в остальном принцип работы — идентичен.
Устройство внешне очень похоже на обычную, механическую термоголовку, только с питающим проводом.
Нормально закрытая головка из коробки находится в принудительно открытом состоянии, в котором ее поддерживает пластиковая скоба.
Крепится эта термоголовка при помощи стопорного винта. Внутри нее скрывается механизм, которые нажимает на клапан перекрывая его, при включении питания он отводится и открывает его.
Установка
Полностью процесс установки можно посмотреть в видеоверсии обзора (ссылка в конце текста)
У меня на батареях стояли обычные механические терморегуляторы, снимаются они легко, без инструментов
Вместо него ставится электрический регулятор, до упора и фиксируется при помощи стопора.
Только после этого снимается пластиковая скоба — клапан перекрывается
В момент установки температура поверхности батареи была почти 48 градусов. После снятия скобы и перекрытия клапана она стала падать, и через час составляла 23 градуса.
Включаем клапан в розетку, в момент включения потребление составило почти 20 Ватт, почти сразу упало вдвое, и потом плавно уменьшалось, к полному открытию, которое заняло почти 5 минут, до 3 Ватт.
Подробнее — можно посмотреть в видеоверсии обзора (ссылка в конце текста)
В течении 15 минут — температура поверхности батареи поднялась до 49 градусов
Mihome
Управлять этим можно например в Mihome — используя различные связки, например Zigbee датчика и розетки, или wi-fi удлинители или розетки, а температуру брать можно и с увлажнителя и с очистителя воздуха. Скажем при снижении температуры менее 21 градуса — включать
И аналогичный сценарий — на выключение при достижении комфортной температуры, тем самым поддерживая ее в желаемых пределах.
Можно использовать вариант связки какого-то из Bluetooth датчиков, при использовании новой wi-fi розетки с BLE шлюзом — они смогут работать просто в паре друг с другом. Кстати вместо розетки и удлинителя можно использовать и проводной выключатель
Можно предусмотреть включение и выключения по заданным дням и времени, и сделать ручной сценарий для принудительного включения.
Home Assistant
Моя конфигурация Home Assistant на github
Новая серия моих уроков по Home Assistant на Youtube
Для тех кто уже наигрался с Mihome — рассмотрим штатный компонент Home Assistant — термостат. Для него нужно создать, если еще нет, раздел климат. Как обычно я выношу его в отдельный файл.
В нем для каждой термоголовки создается отдельная сущность на платформе generic_thermostat. Следующей строкой — его имя в системе, давайте рассмотрим все его параметры
heater — название розетки которая будет управлять нашей термоголовкой
target_sensor — это название датчика температуры, по которому будет работать термостат
target_temp — целевая температура, в градусах С, та которая будет устанавливаться при запуске home assistant
away_temp — этот параметр включает для термостата отдельный режим работы — Не дома, и так же содержит температуру по умолчанию
min_temp, max_temp — это минимум и максимум на шкале термостата, пределы в которых им можно будет управлять
ac_mode — это режим включает охлаждение, то есть при его активации. розетка heater будет включаться при превышении целевой температуры, а выключаться при понижении
cold_tolerance, hot_tolerance — допуски для включения и выключения, в градусах С. В данном примере — 0,5 градуса, это значит что включаться розетка будет при температуре ниже чем 20,5 С а выключаться при превышении 21,5 С — при целевой температуре 21С.
min_cycle_duration — это минимальный период в котором будет находится термостат в режиме включено или выключено, может быть в секундах или минутах, с учетом времени открытия термоголовки я поставил 5 минут
keep_alive — это минимальный интервал между отправками команд на розетку термостата, в этом примере — команды могут отправляться не чаще чем раз в три минуты, это позволяет нивелировать влияние временных обрывов связи.
initial_hvac_mode — это состояние термостата после загрузки Home Assistant — может быть выключено, режим поддержания тепла heat или холода — cool
Для отображение термостата в интерфейсе lovelace существует специальная карта
Выглядит она так — по кругу ползунок для установки целевой температуры, в центре большими цифрами — текущая температура, под ней — целевая температура, потом режим работы — Бездействие, когда розетка выключения или Обогрев когда включена, и preset — Дома или Не Дома. Внизу две иконки — Обогрев и выключено и название термостата
Например при заданной температуре в 24С и текущей в 23.8С — она попадает в параметры допуска и термостат не включается. А если повысить до 26С, тогда включается розетка которая открывает термоголовку.
Для каждого термостата может быть выставлен свой собственный режим, что позволяет гибко регулировать температуру в доме.
Это пример одной из моих автоматизаций, которая запускается каждые 5 минут или по смене состояние темплейт сенсора Режим нагрева. Если он включен — термостат переводится в режим Дома, выключен — Не дома.
Сенсор может учитывать любые условия, в этом примере — нахождение кого-то дома, либо включенный режим выходного дня. Условий может быть сколько угодно
Сейчас у меня трудится четыре термостата, что позволяет не только автоматически поддерживать температуру на комфортном уровне, но и экономить на отоплении не грея воздух тогда, когда никого нет дома.
Видеоверсия обзора
Умные термостаты в российских квартирах: как это работает, и какова реальная экономия?
Системы Умный дом уверенно входят в повседневную жизнь. Многие владельцы собственного жилья готовы внедрять научные достижения в жизнь и заниматься домашней автоматизацией. Особый интерес вызывают умные термостаты.
Эти приборы предназначены для осуществления климат-контроля и по утверждениям разработчиков помогают сэкономить приличные суммы за счет интеллектуального управления системами отопления, вентиляции и многими другими. Но так ли это, если квартира или дом подключены к централизованному отоплению? Будем разбираться.
Что такое умный термостат
Для начала определимся, что же такое умный термостат. Это интеллектуальное устройство, оснащенное детекторами влажности, температуры, движения и освещения. Основываясь на их показаниях прибор способен успешно управлять отоплением, кондиционированием, осушителем/увлажнителем воздуха, тепловым насосом и вентиляцией. Относительно недавно появились самообучающиеся термостаты.
Они способны отслеживать действия владельца, выделять его предпочтения относительно микроклимата в комнатах и впоследствии поддерживать требуемые параметры без вмешательства человека. Как мы видим, умный термостат – сложное и дорогостоящее оборудование. Основным фактором успеха его установки считается наличие соответствующего количества исполнительных устройств, инсталлированных в квартиру.
Чем сложнее инженерные системы, тем выше целесообразность установки умного термостата. Иначе он не оправдает надежд владельца и его затрат. И еще один нюанс. Большинство термостатов предназначено для работы в автономных системах, то есть «напрямую» с отопительными приборами различных типов.
Для квартиры такое устройство не годится, его просто не к чему будет подключить. В таком случае нужно искать приборы, адаптированные к работе с централизованной системой отопление. Их не так много, но они есть.
Умный термостат для централизованного отопления: как он работает.
Главное отличие устройства от традиционного аналога заключается в присутствии в схеме программируемых радиаторных терморегуляторов. Это приборы, регулирующие количество теплоносителя внутри радиатора. По сути, они представляют собой кран, который частично или полностью перекрывает подачу разогретой жидкости в теплое время и открывает ее в холода. Терморегулятор предельно прост в установке.
Может монтироваться на стандартный термостатический радиаторный клапан. Отличие умного терморегулятора от стандартного заключается в возможности подключения по беспроводному протоколу к интеллектуальному термостату.
Последний анализирует поступающие с датчиков данные и программирует терморегулятор или отдает ему команды, чтобы провести коррекцию температуры в помещении.
Регулятор оснащается встроенным термоэлектрическим генератором, что позволяет ему обходиться без внешнего источника питания. Для регулировок используется сервопривод, поворачивающий клапан. При отсутствии связи с термостатом устройство может программироваться вручную. Чаще всего используются режимы независимого программирования по времени суток или по дням недели.
Что дает использование интеллектуального термостата
Установка умного термостата в систему УД дает множество преимуществ для домовладельца. Рассмотрим наиболее значимые из них:
К сожалению, последний пункт в домах с централизованным отоплением реализовать не всегда возможно.
Возможно ли сэкономить на плате за централизованное отопление?
Теоретически ответ будет утвердительный, но на практике все не так просто. Предположим, что решено установить в квартире умный термостат с программируемыми терморегуляторами. В результате работы оборудования расход ресурсов сократится примерно на треть. Это будет зависеть еще и от количества теплопотерь жилья и других факторов. Но на сумме в платежке этот факт никак не отразится.
Дело в том, что жильцы в многоквартирных домах платят за отопление по так называемым нормативам или по показаниям счетчиков. Последние могут быть индивидуальными или общедомовыми. В нашем случае чтобы зарегистрировать факт снижения потребления ресурсов и, соответственно, снизить плату за отопление понадобится установить счетчик тепла в квартире. Это далеко не всегда возможно.
Большинство квартир в России технически невозможно оборудовать таким счетчиком.
По закону их можно устанавливать только в квартирах с горизонтальной разводкой, когда внутрь заходит один стояк, от которого по кольцу запитываются все радиаторы. Именно на него и монтируется счетчик. Если же в квартиру заходит несколько стояков, а это наиболее распространенный вариант, придется ставить счетчик на каждый из них, что неоправданно дорого и запрещено.
Но даже если в квартире можно установить счетчик, это не значит, что можно платить по его показаниям. Закон предполагает несколько вариантов расчетов за тепло. Исходя из его положений, оплата по индивидуальному счетчику принимается только в том случае, если все квартиры в доме ими оборудованы. Если в одной или нескольких квартирах приборов учета нет, плата взимается по показаниям общедомового счетчика.
В этом случае общая сумма распределяется между квартирами пропорционально их площади. Таким образом, для того, чтобы получить реальную выгоду от установки умного термостата, придется поставить еще и индивидуальный прибор учета тепловой энергии. Причем не только в своей квартире, но и убедить сделать это весь дом. А сделать это будет непросто, ведь стоимость счетчика достаточно велика.
Кроме того, его установка осуществляется только при наличии разрешения от соответствующей организации. На практике процедура установки счетчика включает получение большого пакета разрешительных документов, среди которых проект подключения, технические условия его осуществления и многое другое. Помимо этого, нужно будет приобрести оборудование и определиться с компанией, которая будет его устанавливать. Все это достаточно хлопотно и затратно.
Обратимся к цифрам.
Цена приборов учета зависит от их типа и начинается от 7 000 руб. К ней нужно приплюсовать стоимость оформления разрешительной документации и услуг по установке прибора. Кроме того, нужно помнить, что счетчик подлежит периодической поверке и замене, как и любой другой прибор учета. Цена умного термостата начинается от 5 000 рублей без установки.
К этому нужно добавить цену программируемых терморегуляторов, устанавливающихся на радиаторы. Это еще минимум 3 000 руб. за каждое устройство. Таким образом, мы получаем достаточно внушительную сумму, которая потребуется на реализацию интеллектуального управления отоплением в квартире. Ожидаемая экономия по расчетам специалистов составит порядка 30% от существующей суммы в платежке.
При этом нужно понимать, что экономия будет зависеть не только от работы термостата, но и от того, насколько хорошо утеплена квартира, присутствуют ли источники утечки тепла. Еще один немаловажный фактор. Умный термостат предназначен для управления несколькими системами, присутствие их в среднестатистической квартире весьма сомнительно. Таким образом, использовать все возможности умного оборудования вряд ли удастся.
В итоге получается, что затраты на покупку и установку оборудования предстоят довольно большие, особенно, если выбирать современные приборы от заслуживающего доверия производителя. При этом использовать весь их потенциал не получится. Все-таки УД предназначены, скорее, для домов с автономными системами жизнеобеспечения.
Экономия средств по сравнению с расходами получается не такой уж и большой. Жизнеспособно ли такое решение? Решать тем, кто хочет реализовать его в своей квартире.
Автоматизируем работу системы отопления в квартире без переделки интерьера — умный дом z-wave
Давно у меня стояла задача по автоматизации работы системы отопления в доме. Дано — классические термостаты теплого пола ballu с крутилкой — покупались в leroymerlin в далеком 2017 году для управления электрическим полом.
Сейчас мне необходимо автоматически включать теплые полы в ванной и на балконе по геолокации, семидневному расписанию или событию. Для своей цели я долго выбирал смарт термостаты и остановился на Heatit Z-TRM3 — термостат с Z-Wave чипом 5го поколения на частоте 869mhz.
В комплекте все что нужно — инструкция на русском языке, ntc type температурный датчик теплого пола и сам термостат со съемной монтажной рамкой для удобства.
Можно теперь объединить термостат в общую рамку с выключателями и розетками серией system55, легко устанавливается и смотрится эстетично.
Heatit совместим с apple homekit и яндекс алисой, как и практически любые Z-Wave устройства, сейчас постараюсь рассказать как настраивал управление. ⠀
Нужен нам Z-Wave контроллер, я выбирал хаб исходя из некоторых соображений: цена, функционал, стабильность, интеграция с голосовыми помощниками и остановился на контроллере RaZberry. Это хаб с ПО Z-Way с неплохим базовым набором функций, так выглядит web интерфейс /smarthome
Поскольку Z-Wave это радио протокол управления, в хабе можно выбрать нужную частоту контроллера через expert ui интерфейс:
Ну тогда по порядку, снимаем старый термостат, устанавливаем наш Heatit по схеме. Для добавления устройства переводим контроллер в режим добавления, для простоты выберем добавление без шифрования, хотя устройство с чипом Z-Wave 500 серии имеет возможность надежно шифроваться алгоритмом AES-128 — для параноиков 🙂 термостат можно и так подключить.
И удерживаем центральную кнопку на термостате, дальше у нас появляется 5 виджетов, ненужные можно скрыть из интерфейса.
Ну мне этот интерфейс не слишком нравится, хотя вроде все есть — темная тема, смена иконок, комнаты, правила, пуш уведомления.
Почему-то нравится HomeKit. И настройка очень простая — заходим в интерфейсе в раздел приложения → онлайн приложения → ищем HomeKit, жмем добавить, называем наш мост умного дома и… готово! вводим полученный HomeKit pin в приложении Дом на iPhone/iPad.
В Homekit я настроил новые виджеты, добавил в комнату Ванная и в избранное, получилось вот так:
Управлять в приложении Дом можно как локально так и удаленно — если у тебя есть iPad/homepod/apple tv.
Настроил автоматизацию по геолокации я прямо в приложении дом за пару минут:
(Валентина — это остановка по пути к дому, после этой локации обычно через 15-20 минут я дома)
И все отлично работает, тут-же можно настроить семидневное расписание, ну или быстрее даже будет в интерфейсе z-way smarthome, заходим в локальные приложения, выбираем — расписание, задаем нужный график работы на 7 дней и жмем сохранить:
Также я настроил правило если → тогда — при открытии входной двери после 19.00 по будням — включается термостат на обогрев, это на случай — а вдруг у меня геолокация была отключена и не сработала.
По голосовому управлению — Siri не совсем адаптирована под русский язык, тем более у меня есть Яндекс станция, решил и это настроить — чтоб можно было сказать Алисе — теплый пол 30 градусов «не вставая с дивана». Это всегда удобно. Для этого нам надо в приложении Яндекс на iOS/Android зайти в раздел «Устройства», добавить устройство → другое устройство и ищем в списке производителей Z-Wave.Me. В моем случае надо нажать обновить список устройств, так как хаб уже добавлен в Алису. В конце выйдет окно с настройкой устройства.
И можно посмотреть список доступных голосовых команд для Алисы, если их не хватает можно создать свою команду через раздел сценарии, но этого мне пока достаточно.
Кстати, сам термостат Heatit поддерживает достаточно много классов команд, можно посмотреть в интерфейсе контроллера:
Например, класс команд Association — позволяет при включении режима обогрева на термостате в ванной — автоматически включать этот режим на термостате на балконе, иногда это удобно и я этим пользуюсь.
А еще в этом термостате есть интересная функция SmartStart, я могу отсканировать QR-коды всех устройств мобильным приложением, подсоединить контроллер к интернету и включить питание каждого гаджета, дальше произойдет магия — QR-код содержит информацию о так называемом «уникальном ключе устройства» (Device Specific Key, DSK), который производители присваивают каждому компоненту умного дома — контроллерам, датчикам и актуаторам. После сканирования QR-кода информация об устройствах сохраняется не в мобильном приложении, а в специальном облачном сервисе. Из него контроллер по DSK-ключам получает сведения о конфигурации всех гаджетов, которые нужно зарегистрировать в сети.
Как только пользователь подключил контроллер к интернету и подал электропитание на гаджет, тот автоматически добавляется в сеть умного дома. Процедура подключения одинакова для всех SmartStart-устройств независимо от их марки и производителя.
Вкратце на этом все, хотел тут еще показать как зайти на контроллер через ssh Raspberry, посмотреть логи — какие отправляет устройство, сделать скрипт перезагрузки нашего хаба — иногда это полезно, но пожалуй расскажу в следующей статье, а еще покажу как автоматизировал водяные радиаторы отопления от застройщика, жмите подписаться чтоб не пропустить 🙂