Автоматика для электрического котла отопления: Автоматика электрокотла – 3 схемы для “чайников”. Как собрать и подключить.

Содержание

Автоматика электрокотла – 3 схемы для “чайников”. Как собрать и подключить.

Практически любой электрический котел требует обязательного наличия автоматики управления.

Вы не можете установить один единственный выключатель на вводе, которым будете запускать и отключать обогрев.

Должна быть определенная система безопасности и приборы отслеживания температуры теплоносителя. Давайте же рассмотрим, как собрать такую систему, разберем ее схему и функциональность отдельных элементов.

При этом остановимся на самых минималистичных и простейших вариантах, которые вы сможете собрать самостоятельно своими руками.Ведь как известно, чем меньше элементов, тем больше надежность всей системы. Поэтому самые простые варианты и работают дольше и надежнее остальных.

Выбор вводного автомата и пускателей

Принципиальная схема автоматики электрокотла всегда начинается с подачи напряжения через вводной автомат.

Электрическое отопление подразумевает, как правило, наличие трехфазного ввода 380В. Значит и автомат должен быть трехполюсным.

Обратите особое внимание, это должен быть именно один трехполюсный выключатель, а не три отдельных однополюсных.

При КЗ и повреждении греющего элемента любой фазы, защита должна прекращать подачу напряжения по всем фазам.

После вводного автомата фазные проводники нужно разделить.

Делается это на электромагнитных пускателях.

Именно на них и ложится основная работа по автоматической коммутации эл.сети. Автомат то вы включаете и выключаете ручками, а пускатель будет это делать без вашего участия, на основе подачи управляющего напряжения от соответствующих датчиков.

При этом в отличие от автомата, покупайте три отдельных однофазных модульных пускателя. Старые модели типа ПМЛ, ПМА, КМИ здесь не подойдут. И дело вовсе не в их шумной работе и громких щелчках.

Модульный трехфазный экземпляр в едином корпусе, тоже будет не пригоден для нашей схемы.

Самое главное преимущество однофазных – возможность ручной и очень простой регулировки мощности электрокотла. Подробнее об этом будет сказано ниже.

К силовым клеммам каждого контактора, как раз-таки и подключаются нагревательные элементы (ТЭН, электроды) котла отопления.

Простая регулировка мощности электрического отопления

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант.

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

по отдельности 2квт – 3квт – 4квт

вместе 2квт+3квт+4квт

раздельно 2квт+3квт

раздельно 2квт+4квт

раздельно 3квт+4квт

То есть, благодаря этим маленьким кнопочкам и раздельным модульным пускателям вы получаете простейшую схему для регулировки мощности электрического отопления.

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.

Зачем нужен предельный термостат

Обязательный элемент такой схемы – предельный термостат.

Это защитное устройство, которое отключит ваш электрокотел, если он пошел, что называется в разнос.

Например, перестал работать циркуляционный насос или где-то образовался засор. В результате этого температура начала резко возрастать и превысила допустимые значения.

Данную температуру вы устанавливаете самостоятельно при помощи ручного регулятора.

Так как это защитный элемент, который должен полностью “гасить” котел, подключать его нужно последовательно в разрыв управляющей фазы, как на рисунке внизу.

Регулировка температуры воды

Помимо безопасности, нам потребуется еще один элемент. Элемент управления, который будет его периодически включать и выключать для поддержания заданной температуры воды.

Этим устройством является рабочий термостат.

Не путайте его с предельным. В предельном имеется взводимая вручную кнопка, которая при срабатывании препятствует самостоятельному включению датчика.

То есть, когда он сработал один раз, вам потребуется осмотреть всю систему и схему, дабы разобраться в причине срабатывания. И только после этого, нажав эту кнопочку, отопление можно будет запустить заново.

Рабочий термостат включается-выключается без вашего участия, в зависимости от выставленной на нем температуры.

Данный термостат монтируется после предельного, опять же в разрыв цепи.

Таким образом мы получили элемент защиты и элемент управления. В принципе, это и есть самая примитивная схема №1 для автоматики электрического отопления.

Комнатный термостат и экономия электроэнергии

Чтобы получить более функциональный вариант, добавим сюда прибор для отслеживания температуры воздуха в помещении – комнатный термостат.

Ему не важно какая будет температура котловой воды, он реагирует именно на комфортную температуру воздуха в вашем доме.

По аналогии с предыдущими элементами монтируете его в разрыв, перед рабочим термостатом. Вторая простейшая схема готова.

Но человек всегда стремится к большему и помимо комфорта при электрическом отоплении, всегда хочется еще и сэкономить. Все таки электроотопление за редким исключением, в наших реалиях не совсем дешевая штука.

Как это сделать, усовершенствовав вышеприведённую схему подключения? Для этого дела существует ночной тариф.

Чтобы им воспользоваться в полной мере, нам потребуется реле времени.

Оно будет запускать электроотопление только в заданный промежуток суток. Размещайте его в схеме перед комнатным термостатом.

Однако при этом обратите внимание на один нюанс. При наличии в схеме такого устройства, обязательно параллельно ему монтируется термостат минимальной температуры воздуха.

Днем в ваше отсутствие, температура на улице может резко упасть. Уезжали при -5С, приехали вечером – за окном минус 25С. Соответственно и дома существенно похолодает.

Стены начнут выстывать, так как реле времени попросту не даст запуститься отоплению раньше запрограммированного часа. Чтобы этого не случилось вам и потребуется своеобразная “шунтирующая” перемычка.

Она запустит отопление, как только температура в доме упадет ниже минимального порога. В итоге не даст дому остыть, а системе разморозиться.

Чтобы визуально наблюдать включены датчики или выключены в данный момент, можно подключить в общую точку перед микровыключателями сигнальную лампочку и вывести ее на видное место.

Особенно это полезно при нахождении щитка управления и самого котла в подвале дома или в соседней пристройке.

Большинство заводских электрокотлов отопления построено именно на таких принципиальных схемах управления. Есть одна питающая линия (фаза), подающая сигнал на катушку прибора с силовыми элементами, а все дополнительное оборудование, датчики и релюшки, как раз-таки и “навешиваются” на эту самую линию, выполняя защитную и контролирующую функции.

Как видите, ничего сложного и замысловатого здесь нет.

Автоматика для электрокотла своими руками – этапы установки

Чтобы наладить эффективную работу отопительной системы нужно использовать качественные котлы. Работают от разного вида топлива: газа, древесных паллет, электрического тока. Отопительный прибор можно купить в магазине, изготовить собственноручно, используя схемы, подручный материал. С задачей справится любой мужчина.

Электрокотел

Сделать электрокотел или купить?

Чтобы выбрать, купить электрический котел отопления или сделать собственноручно, нужно понимать, подходит ли агрегат для дома. Сделать отопительное устройство просто. Для электрокотла важна емкость, в которой располагается нагревательный элемент.

Виды котлов

Виды котельного оборудования:

газовое. Высоко эффективное, но в домашних условиях изготавливать не стоит. Агрегаты относятся к устройствам повышенного уровня опасности. Создание требует навыков, технологий;

Газовый котел

электрокотлы. Неприхотливые в вопросе создания, эксплуатации. Сделать собственноручно отопительный прибор можно. Повышенных требований к безопасности нет;
жидкотопливное. Конструкция проста. С выполнением работ справится любой мужчина. Сложность в регулировке форсунок;

твердотопливное. Эффективны, универсальны. Просты в эксплуатации, изготовлении. Легко модифицируются, перестраиваются на другое топливо. Агрегаты также применяют для обогрева промышленных площадей.

Важно выбрать материал, из которого будет изготавливаться электрокотел.

Хорошие технические параметры у жаростойкой нержавеющей стали. Но она дорогая. Для обработки материала необходимо оборудование. Можно выбрать чугун.

При самостоятельном изготовлении, лучше взять листовую сталь или трубу толщиной не менее 4 мм. Свойства чугуна хороши. Прост, легок в обработке. С ним справятся обычные бытовые устройства.

Особенности электрокотлов

Особенность электрокотла — теплообменник с ТЭНом для нагрева воды. Чтобы организовать принудительную циркуляцию используется насос. Есть вход для холодного, выход для горячего теплоносителя.

Конструкция

Механизм работы отопительного агрегата прост. Холодная вода подается в теплообменник. ТЭН нагревается под действием электрического тока. Благодаря циркуляционному насосу выполняется распределение жидкости в отопительные радиаторы.

Автоматика, электрика для изготовления

За нормальную работу котельного оборудования отвечает электрическая часть. Для работы собирается электрический щиток, трехфазный ввод. Электрощит чаще металлический. Состоит из:

тумблера;
автомата;
кнопки управления;
реле;
магнитного пускателя.

Автоматика предназначена для упрощения, удобства управления агрегатом. Отвечает за безопасность оборудования.

Автоматика

Могут использоваться датчики. Их устанавливают для поддержки комфортного микроклимата по заданным параметрам. При отклонениях от нормальной работы отопительной системы, датчики все выключают. Позволяет обезопасить хозяев, сохранить имущество.

Инструменты

Из инструментов и расходного материала понадобятся:

сварочный аппарат;
молоток;
рулетка;
мел;
линейка;
электроды;
металлическая труба диаметром 220 мм с толщиной стенок не менее 3 мм;
медные электрические провода;
металлические патрубки;
ФУМ- лента.

Что учесть при сборке конструкции

Электрокотел должен иметь встроенный электрический шкаф. В нем располагаются устройства ввода, учета, защиты, контроля работы отопительного агрегата. Предусматривается функция переключения режимов работы системы отопления.

Элетрический кабель с котельного оборудования заводится в электрический щиток. Обеспечивается подключение котла к вводному автомату.

В зависимости от площади помещения, нужно рассчитать мощность самодельного электрокотла. На 1 кв. м площади приходится 0.1 кВт тепловой мощности отопительного устройства. Для создания системы отопления дома площадью 100 кв. м нужно изготовить котел мощностью 10 кВт.

Тепловой расчет для дома нужно делать сразу. От мощности зависит сечение провода, элементы котельного устройства, автоматика.

Прокладывать электрический кабель по территории дома нужно по правилам безопасности. Если конструкция из дерева, кабель укладывается открыто или в трубах. Для зданий из камня, кирпича, пеноблока провод укладывается скрыто или в коробах.

Самодельный котел

Любые скрутки, впайки, сварка, не предусмотренные конструкцией котельного оборудования, запрещаются.

Котел, требует строгого выполнения мер безопасности.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Инструменты, материалы должны находиться под рукой. Можно приступать к работе:

Возьмите отрезанный кусок металлической трубы. С обеих сторон нарежьте резьбу. С одной — вставляется муфта с электродами, с другой — заглушка.
Необходимо приварить патрубки с нарезанной резьбой. Будут крепежными элементами тепловой коммуникации системы.
К трубе приваривают два болта. Первый для «нулевого провода», второй — для заземляющего контура.
Для слаженной работы полученного изделия с общей отопительной системой к патрубкам подводятся трубы.
Выполняется соединение электрода с клеммой фазного провода.
К ранее приваренным болтовым соединениям подводятся клемма «нулевого провода», заземляющий провод.
Можно приступать к монтажу манометра, системы предохранителей.
После подсоединения системы автоматики, можно приступать к подключению к щитку.

Обустройство котла:

Можно самостоятельно изготовить электрокотел с ТЭНами. Для этого подбирают резервуар, в который устанавливают нагревательные элементы. Их покупают в магазине. Количество зависит от случая, площади обогрева. Чаще два, три. Изделия предусматривают наличие головки с резьбой.

Корпус котла — металлическая труба. Сбоку впаиваются патрубки для подачи, обратки. Устанавливать нагревательные элементы лучше сверху, для упрощения замены. Сливать воду не придется. Чтобы устранить проблему накопления воздуха предусматривается автоматический газоотводчик.

На установленные ТЭНы накручиваются гайки, привариваются. Внизу корпуса устанавливают патрубок для слива воды. На патрубках нарезается резьба. Позволит подвести к электрокотлу трубы отопительной системы.

Агрегат устанавливается на отопительный контур, подключается к электрической сети. Подключение устройства к щитку, автомату производится идентично. Выполняется расчет мощности устройства.

Подключение электрокотла к щитку

Монтаж щитка рекомендуется доверить мастеру. Металлического щита, трехфазного ввода для работы отопительного устройства мало. Нужно заземлить электрический прибор. К электрическому щитку нужно подвести отдельный земляной провод. Подключение к электрокотлу выполняется через щиток.

Подключение к щитку

Заземление должны проверять службы каждый год. Они выдают сертифицированный протокол, удостоверяющий надежность работы заземляющего контура.

Рекомендации по подключению:

обеспечить надежность заземления, чтобы исключить пробивание электрического тока на корпус;
подключать потребитель высокой мощности нужно непосредственно от ввода тока в дом. Прерывать цепь можно только автоматом, отключающим электрокотел при неисправности;
кабель подбирается в соответствии с номинальной нагрузкой котла;
запорная арматура, которую принято использовать в случае подключения с другими видами котельного оборудования, должна выключать агрегат с общего контура отопления. Это понадобиться при выполнении технического обслуживания или ремонта электрокотла.

Сделать электрокотел можно самостоятельно. Может справиться любой мужчина. Но подключать отопительный агрегат, выполнять настройку не стоит. Лучше поручить работу мастеру. Чтобы избежать коллизий по причине неправильной установки прибора. В противном случае, агрегат будет работать неэффективно, сломается.

Автоматика для электрокотла:

Средняя оценка

оценок более 0

Поделиться ссылкой

Водогрейные котлы – Системы автоматизации Чипкин

Их также называют водяными котлами . Они часто применяются в жилых и коммерческих зданиях для целей отопления. Обычно они изготавливаются в виде портативных устройств небольшого размера для бытового применения, тогда как устройства большого размера используются в промышленных целях.

Можно выбирать из множества видов топлива, таких как пропан, электричество и т. д., для работы водогрейных котлов, но наиболее часто используемым источником топлива является природный газ из-за его экономической эффективности. Эти котлы чрезвычайно прочны и обеспечивают долгий срок службы. Кроме того, их использование сопряжено с меньшими сложностями по сравнению с другими системами отопления. Однако процедура установки водяных котлов достаточно дорогая.

Как и паровые котлы , водогрейные котлы также существуют в двух различных конфигурациях: жаротрубном котле конфигурации и водотрубном котле конфигурации . Жаротрубные котлы также называют котлами кожухотрубного типа из-за их конструкции.

Основные компоненты

Ниже перечислены основные компоненты, используемые в конструкции водогрейных котлов:

Термостат, который в основном используется для контроля тепла и температуры внутри системы.
Газовый клапан для регулирования потока топливного газа
Манометр, который в основном используется для измерения давления воды в котле.
Клапан подачи воды для добавления воды в систему котла.
Редукционный клапан для снижения давления внутри системы.
Вентиляционное отверстие, позволяющее выпускать избыточный воздух из системы.
Расширительный бак, обеспечивающий расширение воды при нагревании.
Регулирующий клапан для регулирования расхода котловой воды
Клапан сброса давления для контроля давления
Циркуляционный насос, который обычно представляет собой моторизованный электрический насос, используемый для циркуляции воды по всей системе.
Сливной клапан

Рабочий

В типичной системе водогрейного котла топливо подается в резервуар под давлением, где происходит процесс сгорания. Устройство контроля температуры, называемое термостатом , включено в систему, которая контролирует температуру топлива. Внутри бака под давлением подается вода в сочетании с регулируемым количеством воздуха, что инициирует процесс горения топлива. Затем продукты сгорания проходят по трубе к цилиндру, содержащему воду. За счет тепла, подаваемого горячими газами, вода внутри системы нагревается. Полученная горячая вода затем окончательно распределяется с помощью электрического насоса. Нагретая вода направляется по другой трубе во все части здания, требующие тепла.

В системах водяного отопления вся система обычно делится на различные зоны отопления в здании. Этот метод зонирования имеет следующие преимущества:

Обеспечивает эффективное отопление.
Делает жизнь невероятно комфортной.
Очень упрощает эксплуатацию котла.
Предлагает чрезвычайно экономичное решение для обогрева.

Лучистое отопление является одним из старейших методов нагрева горячей воды. Он обычно применяется из-за его высокоэффективного нагревательного эффекта. С появлением новых технологий системы радиационных трубопроводов стали более надежными, а также недорогими. Пластиковые трубы (которые являются более экономичным выбором, чем другие материалы для трубопроводов) позволили домовладельцам удобно нагреть полы, стены, подъездные пути и бассейны с помощью гидравлики». Распределение нагретой воды внутри системы водяного котла может происходить с помощью следующих технологий:

Радиаторы
Плинтусы
Конвекторы и
Вентиляционные отверстия, также называемые гидровоздушными системами

Типы водогрейных котлов

Существует четыре основных типа систем водогрейных котлов, которые перечислены ниже:

Закрытая система: В этих типах систем вода, которая испаряется и превращается в пар, снова используется путем конденсации пара обратно в жидкую форму. Это означает, что 100-процентное повторное использование воды происходит в закрытых системах.
Открытая система: В этих системах вода нагревается, но испаряющаяся вода не возвращается для повторного использования внутри системы.
Однотрубная система: В этих системах используются две трубы. Одна труба используется для подачи нагретой воды в нужное место, а вторая труба используется для возврата холодной воды обратно в котел с помощью моторизованного насоса.
Гравитационная система: Это более старые системы кипячения горячей воды, в которых вода возвращается после нагрева под действием силы тяжести. Следовательно, в этих системах циркуляционные насосы не требуются

Основные характеристики

Ниже приведены важные характеристики, связанные с использованием систем водогрейных котлов:

Несмотря на то, что установка систем водогрейных котлов является чрезвычайно дорогостоящей, они часто используются для отопления из-за их высокой эффективности и стоимости в по сравнению с котлами с принудительной подачей воздуха.
Поскольку системы водогрейных котлов состоят из алюминиевых ребер и медных труб, в их конструкции обычно используется меньше металла, и поэтому они занимают сравнительно меньшую площадь.
Водяные котлы обычно имеют небольшие и одинаковые значения температуры по сравнению с котлами с принудительной подачей воздуха. Кроме того, в этих системах действие включения-выключения обычно предотвращается из-за способности плинтусных труб поглощать тепло и выделять его в течение более длительных периодов времени.
Еще одной важной особенностью водогрейных котлов является то, что они лишь в незначительной степени осушают воздух внутри системы.
«Гидравлический котел не выделяет аллергены, пыль, продукты горения или плесень любыми продуктами, попадающими в жилое помещение. Это всегда преимущество, особенно для семьи, чувствительной к аллергии».
Механизм трубопровода в системе водогрейного котла очень необычен, и его правильная реализация во многом определяет правильную работу котла.
Одной системы водяного котла на дом обычно достаточно для обеспечения необходимого эффекта обогрева, если только это не большой трехэтажный дом.
Водогрейные котлы в основном используются для отопления жилых помещений, как правило, в северных частях Европы.
Водяные котельные системы в основном применяются в качестве системы центрального отопления внутри зданий для обогрева помещений, которые в противном случае очень холодные.
«Типичный водогрейный котел работает всю зиму с температурой воды, определяемой настройкой Аквастата или настройкой нижнего предела (аквастат подобен термостату, который определяет температуру воды внутри котла и отключает горелку, когда вода достаточно горячая)».

Техническое обслуживание

Очень важно проводить периодическое техническое обслуживание типичной системы водогрейного котла; в противном случае котел может взорваться, что приведет к пожару или взрыву. Баллон, используемый внутри котловой системы, необходимо регулярно опорожнять и чистить, чтобы избежать засорения труб избыточными минеральными отложениями. Это минеральное накопление происходит из-за нитратных компонентов, присутствующих в воде.

Необходимо регулярно производить смазку труб, чтобы обеспечить их смазку. Также трубы необходимо через регулярные промежутки времени тщательно осматривать на предмет обнаружения мест протечек. Кроме того, манометр, встроенный в систему, необходимо тщательно проверять на наличие любого типа неравномерности давления. Чтобы обеспечить правильную работу котла, необходимо, чтобы котел был проверен и сертифицирован квалифицированным специалистом по котлам.

Каталожные номера

1. Пластиковые трубки
2. Преимущества водяного котла

Источники

Oilheat America
Статьи в электронных журналах
ehow

Отзывы

Посмотреть больше отзывов…
Загрузка формы обратной связи. Если форма не загружается, воспользуйтесь онлайн-чатом, чтобы связаться с нами.
Автоматизация отопления с помощью Home Assistant
У меня была цель использовать Home Assistant для оптимизации отопления дома с двойной целью: сократить потребление газа и повысить комфорт. Это сработало очень хорошо – я в основном устранил расточительный перегрев, и теперь у меня гораздо более постоянная температура по всему дому. Благодаря мощи Home Assistant мне удалось сделать это без необходимости вкладывать средства в новые умные устройства. На самом деле, я продал свой термостат Google Nest! Решил поделиться некоторыми заметками о процессе.
Ключевые уроки:
Интеллектуальные термостатические радиаторные клапаны (TRV) не нужны. Обычные TRV помогут вам в этом, если вы будете правильно их использовать.
Мой термостат Google Nest был частью проблемы, и мне нужно было избавиться от него, чтобы улучшить отопление дома. Проблема в том, что любой центральный термостат отключит котел, как только он достигнет заданной температуры, даже если в доме есть другие помещения, которые еще нужно отапливать.
Home Assistant — это замечательная инвестиция, которая со временем приносит растущие дивиденды. В этом случае мой Home Assistant уже был подключен к достаточному количеству интеллектуальных датчиков, поэтому он уже знал о температуре в доме гораздо больше, чем Nest.
Встроенный универсальный термостат
Home Assistant является довольно хорошей заменой для контроля температуры Nest.
Назначение Home Assistant для управления котлом открывает гораздо больше возможностей для автоматизации отопления, чем когда-либо было возможно с помощью Nest. Например, Home Assistant уже знает, кто находится дома и открыты ли какие-либо внешние двери.
Исходная проблема
Неизбежно, что некоторые комнаты в доме будут остывать быстрее, чем другие (например, из-за плохой изоляции или большей площади наружных стен по отношению к объему комнаты). Между тем, некоторые другие комнаты будут нагреваться быстрее, чем другие, из-за больших радиаторов, лучшей изоляции, изменения солнечного света или наличия крупных бытовых приборов, таких как духовки или сушилки. В моем доме детская и охлаждалась быстрее, и нагревалась быстрее, чем любая другая комната в доме. Термостат (Nest) управлял котлом из жилого помещения и часто выключал котел, когда в детской было еще холодно.
Неудачные решения:
Увеличьте целевую температуру на TRV. Это приведет только к тому, что температура будет колебаться между слишком высокой и слишком низкой, а не слишком холодной.
Переместить термостат . Перемещение термостата в детскую просто решило бы проблему. Котел отключался, как только в детской достигалась заданная температура, в то время как большие комнаты все еще отапливались.
Установка Smart TRV . На самом деле это вообще не решает первоначальную проблему. Smart TRV не может обогреть помещение, если котел отключен центральным термостатом.
Решение Home Assistant
Предварительным шагом было техническое обслуживание сантехники, чтобы убедиться, что радиаторы работают нормально. Я наметил, как радиаторы были соединены следующими трубами, определив, какие радиаторы нагреваются первыми, и сделал несколько обоснованных предположений. Затем я отбалансировал радиаторы, чтобы убедиться, что все они получают хороший поток тепла от котла. Разобравшись со всем этим, я начертил схему, отметил на ней положение запорного клапана и повесил в шкафу котельной в качестве одолжения будущему себе.
Затем я снял термостат Nest, отсоединил Nest Heat Link от котла и через два часа продал его по справедливой цене через местный сайт объявлений. Я заменил Nest Heat Link релейным переключателем, которым я мог управлять из Home Assistant (запасной релейный переключатель Fibaro FGS-212 Z-wave, который был у меня в ящике). Мне удалось напрямую пересадить проводку от Nest Heat Link в релейный переключатель. Теперь я мог управлять котлом из Home Assistant.
Далее идет настройка Home Assistant. Я использовал платформу min/max , чтобы выбрать самый крутой датчик температуры из списка датчиков, которые уже были установлены по всему дому (большинство из них в основном представляют собой датчики движения, которые также выставляют датчик температуры, но некоторые из них представляют собой беспроводные метки, которые у меня были). ранее установленный для контроля температуры).
 датчик термостата:
 - платформа: мин_макс
   тип: мин.
   имя: самая крутая_комнатная_температура
   идентификаторы_объектов:
     - датчик.ванная_температура_калиброванный
     - датчик.boxroom_temperature_calilated
     - sensor. dining_room_temperatur_calibrated
     - датчик.зал_температура_калиброванный
     - sensor.kitchen_temperatur_validated
     - sensor.landing_temperatur_validated
     - sensor.master_bedroom_temperatur_validated
     - датчик.лестницы_туалет_температуры_калиброванный
 
Эти «_откалиброванные» датчики на самом деле являются шаблонными датчиками, которые я ранее создал для включения температурной коррекции. Экспериментально я определил, что мои датчики Fibaro и Aeotec очень точны, но мои датчики движения Philips Hue сообщают о температуре на 1–2 градуса Цельсия ниже реальной температуры.
Затем я использовал платформу Generic Thermostat, чтобы сказать Home Assistant использовать переключатель реле котла и датчик температуры для создания нового объекта термостата.
 климат:
 - платформа: generic_thermostat
   уникальный_ид: combi_boiler_generic_термостат
   имя: Термостат боилера
   обогреватель: switch.combi_boiler_relay_switch
   target_sensor: sensor. coolest_room_temperature
   target_temp: 18
   холод_толерантность: 0.0
   hot_tolerance: 0.0
   точность: 0,5
   мин_цикл_продолжительность:
     секунды: 30
   initial_hvac_mode: «нагрев»
   прочь_темп: 15
   комфорт_темп: 21
   домашняя_темп: 19
   темп_сна: 17
 
Приведенный выше код использует предустановленные функции, представленные в версии Home Assistant 2022.02, для определения различных предустановок, таких как в гостях , комфорт , дома , сон и т. д.
Затем я мог бы добавить новый объект термостата в пользовательский интерфейс Home Assistant и использовать его для управления обогревом дома.
Я начал писать автоматизацию для автоматического переключения между «домашними» и «спящими» пресетами, но для удобства использования вместо этого я установил компонент «Планировщик» и настроил там расписание (благодаря полезным советам в этом посте).
Я дополнил это некоторыми автоматами, чтобы переключить термостат в режим «ушел», если все ушли из дома, и переключиться обратно в «домашний» или «спящий» режим, когда кто-то возвращается. Затем я добавил еще несколько средств автоматизации, чтобы избежать траты энергии, временно отключая котел, если какие-либо внешние двери по какой-либо причине остаются открытыми. Уверен, что со временем список отопительной автоматики будет расширяться.
Последняя часть головоломки заключалась в том, чтобы провести несколько дней, наблюдая за температурой в доме, регулируя TRV в каждой комнате, чтобы гарантировать, что каждая комната может достичь заданной температуры, но не превысит ее.
Конечным результатом является очень равномерный обогрев всего дома, причем все комнаты находятся в пределах 1 ℃ друг от друга. Настройки термостата доступны на главном настенном планшете и просты в использовании. Обычная радиаторная система сбалансирована, а TRV настроены таким образом, чтобы каждая комната быстро нагревалась до заданной температуры и останавливалась. Между тем, Home Assistant следит за тем, чтобы котел был включен всякий раз, когда радиатор TRV может захотеть открыться, и чтобы котел выключался, когда он не нужен или будет расточительным.
Ограничения
Хотя я доволен этим подходом, у него есть недостаток: если я хочу увеличить целевую температуру, мне нужно сначала перенастроить все TRV, чтобы можно было достичь этой температуры. . Прямо сейчас TRV позволяют каждой комнате достигать около 20 ℃. Если бы я увеличил термостат до 21 ℃ (или поставил термостат на предустановку «комфорт»), комнаты не доходили бы до него из-за того, что ТРК закрывают радиаторы, и котел никогда бы не отключился.
Связанный с этим недостаток заключается в том, что при понижении температуры на термостате температура в помещении может стать неравномерной. Например, если я изменю предустановку на «сон», целевая температура изменится на 17 ℃. Котел включится на некоторое время, если в какой-либо комнате температура опустится ниже 17℃. Во время работы котла некоторые небольшие помещения могут нагреваться до максимальной температуры TRV 20 ℃, что является пустой тратой энергии, и в этих помещениях может быть неприятно жарко.
Предельная стоимость Smart TRV
Smart TRV доступны по низкой цене, например, HY386, управляемый ZigBee (в настоящее время 22,28 евро на AliExpress). Об этом я подробно рассказывал в предыдущем посте. Я вижу два основных преимущества замены существующих моих обычных TRV на эти умные TRV:
Их можно переконфигурировать с новыми целевыми температурами всякий раз, когда изменяется температура термостата. Это полностью устраняет ограничения, описанные выше.
Home Assistant может явно активировать их на основе температуры от отдельного датчика в центре комнаты. Это может быть улучшением, позволяющим им срабатывать самостоятельно в зависимости от температуры, которую они считывают из своего местоположения в нижней части радиатора.
Я еще не решил, достаточно ли убедительны эти преимущества, чтобы оправдать установку одиннадцати новых энергоемких устройств по всему дому.
Бонусное достижение: Мониторинг энергии газа
К сожалению, в Ирландии нет интеллектуальных счетчиков газа. Однако я понял, что теперь могу делать надежные оценки потребления газа в режиме реального времени в Home Assistant. Мой единственный газовый прибор — это бойлер, и теперь этим бойлером управляет исключительно Home Assistant. Если радиаторы сбалансированы, а термостаты установлены правильно, то котел следует включать только тогда, когда требуется отопление, и в это время он должен использовать постоянное количество газа. Этот вывод позволил мне создать несколько виртуальных датчиков энергии на основе времени работы котла и добавить их на панель управления Home Assistant Energy.
График расхода газа из Home Assistant Energy Dashboard
Для начала мне нужно было отследить, как долго котел работал.
 датчик котел_энергия:
 - платформа: history_stats
   name: «Суммарное время работы котла сегодня»
   entity_id: switch.combi_boiler_relay_switch
   состояние: "включено"
   тип: время
   start: "{{ now().replace(час=0, минута=0, секунда=0) }}"
   конец: "{{ сейчас() }}"
 
Затем я начал вручную снимать показания со своего газового счетчика и записывать их в электронную таблицу вместе со значением «9». 0188 Совокупное время котла сегодня ’ датчик. Показания счетчика были в кубометрах, которые я мог перевести в кВтч, умножив на «коэффициент пересчета», указанный в моих счетах за газ. Мой текущий коэффициент пересчета составляет 11,401 кВтч/куб.м, но он может меняться в зависимости от источника подачи газа. Сравнивая показания счетчика с количеством часов, в течение которых котел работал между каждым показаниями, я мог оценить, что обычно использовал около 14 кВтч газа каждый час, когда котел был включен.
Я сохранил свою оценку в 14000 Втч/час в новом помощнике ввода под названием input_number.combi_boiler_power_usage , а затем создал новый датчик-шаблон, который оценивает текущую потребляемую мощность котла в ваттах:
 шаблон:
 - датчик:
   - имя: combi_boiler_current_power_usage
     уникальный_ид: combi_boiler_current_power_usage
     unit_of_measurement: Вт
     класс_устройства: мощность
     state_class: измерение
     состояние: >
       {{ is_state('switch. combi_boiler_relay_switch', 'вкл') | iif(states('input_number.combi_boiler_power_usage'), 0) }}
 
Состояние вышеуказанного датчика будет оцениваться как ноль, если переключатель реле котла выключен, или как значение помощника ввода input_number.combi_boiler_power_usage , если котел включен. Некоторое замечание по атрибутам, определенным выше:
unit_of_measurement: W важно. Согласно документам для интеграционной платформы, датчик, измеряющий в единицах «Вт», будет интегрирован в датчик энергии в единицах кВтч.
класс_устройства: мощность важно. Из моего тестирования это необходимо для того, чтобы платформа интеграции создала выходной датчик с атрибутом device_class: energy , который необходим для работы с Energy Dashboard.
state_class: измерение . Согласно документам сенсорной платформы, это описывает датчик как измеряющий текущее значение (по сравнению с прогнозируемым значением или каким-либо агрегатом), и необходимо выбрать долгосрочную статистику. Я не проверял, является ли это строго необходимым для наших целей, но это хорошая практика.
Затем я добавил новый датчик, используя интеграционную платформу (т. е. интеграцию Home Assistant, называемую «интеграцией» в математическом смысле этого слова), чтобы интегрировать (как в сумме) мощность котла с течением времени, чтобы получить общую энергию:
 датчик:
 - платформа: интеграция
   имя: бойлер_энергия_кВтч
   источник: sensor.combi_boiler_current_power_usage
   unit_prefix: к
   метод: слева
 
Затем я мог бы перейти на панель управления энергопотреблением и добавить этот новый датчик sensor.boiler_energy_kwh как « Источник газа ».
Следующие шаги
Подход с использованием виртуального датчика энергии заключается в том, чтобы использовать некоторые предварительные знания об энергетическом профиле устройства и некоторые текущие знания о его состоянии, чтобы определить, сколько энергии оно использует в настоящее время.