Кривая отопления что это

Погодозависимая автоматика. Методика коррекции кривой

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 01.04.18
Просмотров: 6.981, Комментариев: 8

Поскольку в моём газовом котле отопления BAXI ECO3 Compact 1.240 Fi уже встроена система погодозависимой автоматики, то я решил её задействовать.

Датчик погодозависимой автоматики.
Купил термодатчик «NTC термистор B57861-S 103-F40, 10 кОм, 1%» (120 рублей). Это – не штатный датчик для погодозависимой автоматики, но, как выяснилось, это для меня значения не имеет.

Экстраполяция.
К сожалению, холода закончились и на б о льших минусах замеры мне сделать не удалось, поэтому кривая проэкстраполирована мной инженерно-фонарным методом до значения минус 35*С. Хотя, думаю, что ближе к –35*С кривая будет, все-таки, немного ниже, чем я её нарисовал, т.к. асимптота здесь явно напрашивается.

Установка уличного датчика системы погодозависимой автоматики.
Его лучше ставить с северной стороны дома, повыше (от животных), спрятав в герметичную коробку и под козырьком от осадков. Лично я датчик ещё и загерметизировал термоусадкой.

Методика.
Чем больше сопротивление R1, тем выше кривая в точках высокой уличной температуры и чем меньше сопротивление R2 тем ниже кривая в точках низкой уличной температуры.
А влияние их величин друг на друга есть, но довольно слабое.
Думаю понятно, что по этой методике вполне можно сформировать почти любую реальную кривую погодозависимой автоматики для своей конкретной системы отопления и своего конкретного дома.

Восемь месяцев эксплуатации моей погодозависимой автоматики.
Все отлично, но иногда чуть-чуть подкручиваю кривую ручкой туда-сюда.
Три года эксплуатации.
См. чуть выше: то же самое.

Источник

Кривая отопления: что это такое, как делается, примеры

Содержание:

А кривая нагрева представляет собой графическое представление того, как температура образца изменяется как функция времени, поддерживая постоянное давление и равномерно добавляя тепло, то есть с постоянной скоростью.

Чтобы построить график этого типа, берутся пары значений температуры и времени, которые позже строятся путем нанесения температуры на вертикальную ось (ордината) и времени на горизонтальную ось (абсцисса).

Затем к этим экспериментальным точкам подгоняют наиболее подходящую кривую и, наконец, получают график зависимости температуры T от времени t: T (t).

Что такое кривая нагрева?

При нагревании вещество последовательно проходит через различные состояния: из твердого состояния оно может стать паром, почти всегда переходя через жидкое состояние. Эти процессы называются изменениями состояния, при которых образец увеличивает свою внутреннюю энергию при добавлении тепла, как указано в молекулярной кинетической теории.

При добавлении тепла к образцу есть две возможности:

— Вещество увеличивает свою температуру, поскольку его частицы перемешиваются с большей интенсивностью.

— Материал претерпевает фазовый переход, при котором температура остается постоянной. Добавление тепла приводит к некоторому ослаблению сил, удерживающих частицы вместе, поэтому, например, легко перейти от льда к жидкой воде.

На рисунке 2 показаны четыре состояния материи: твердое, жидкое, газовое и плазменное, а также названия процессов, которые позволяют переходить между ними. Стрелки указывают направление процесса.

-Состояние изменения в веществе

Начиная с образца в твердом состоянии, когда он плавится, он переходит в жидкое состояние, когда он испаряется, он превращается в газ, а в результате ионизации он превращается в плазму.

Пока образец претерпевает изменение состояния, температура остается постоянной, пока он не достигнет нового состояния. Это означает, что если, например, у вас есть часть жидкой воды, которая достигла точки кипения, ее температура остается постоянной, пока вся вода не превратится в пар.

По этой причине ожидается, что кривая потепления будет состоять из комбинации увеличивающихся участков и горизонтальных участков, где последние соответствуют фазовым изменениям. Одна из этих кривых показана на рисунке 3 для данного вещества.

Интерпретация кривой нагрева

В интервалах роста ab, CD Y ef вещество находится в твердом, жидком и газообразном состоянии соответственно. В этих областях увеличивается кинетическая энергия, а вместе с ней и температура.

Между тем в до н.э он меняет свое состояние с твердого на жидкое, поэтому две фазы сосуществуют. Вот как это происходит в разделе из, в котором образец переходит из жидкости в газ. Здесь потенциальная энергия меняется, а температура остается постоянной.

Возможна и обратная процедура, то есть образец можно охладить, чтобы он последовательно переходил в другие состояния. В таком случае мы говорим о кривая охлаждения.

Кривые нагрева имеют одинаковый общий вид для всех веществ, хотя, конечно, не имеют одинаковых числовых значений. Некоторым веществам требуется больше времени для изменения состояния, чем другим, они плавятся и испаряются при разных температурах.

Эти точки называются, соответственно, точкой плавления и точкой кипения и являются характеристиками каждого вещества.

По этой причине кривые нагрева очень полезны, поскольку они показывают числовые значения этих температур для миллионов веществ, которые существуют в виде твердых и жидких веществ в диапазоне температур, считающихся нормальным, и при атмосферном давлении.

Как сделать кривую разминки?

В принципе, это очень просто: просто поместите образец вещества в емкость, снабженную мешалкой, вставьте термометр и равномерно нагрейте.

Одновременно с этим в начале процедуры включается секундомер, и время от времени отмечаются соответствующие пары температура-время.

Источником тепла может быть газовая горелка с хорошей скоростью нагрева или электрическое сопротивление, которое выделяет тепло при нагревании, которое может быть подключено к источнику переменного тока для достижения различной мощности.

Для большей точности в химической лаборатории широко используются два метода:

— Дифференциальный термический анализ.

— Дифференциальная сканирующая калориметрия.

Они сравнивают разницу температур между исследуемым образцом и другим эталонным образцом с высокой температурой плавления, почти всегда это оксид алюминия. С помощью этих методов легко определить точки плавления и кипения.

Рассмотрим кривые нагрева воды и железа, показанные на рисунке. Шкала времени не показана, однако сразу же различить температуры плавления для обоих веществ, которые соответствуют точке B на каждом графике: для воды 0 º C, для железа 1500 º C.

Тающий лед

При нагревании образца льда, согласно графику, мы находимся в точке A при температуре ниже 0 ° C. Наблюдается, что температура увеличивается с постоянной скоростью, пока не достигнет 0 ° C.

Молекулы воды внутри льда колеблются с большей амплитудой. По достижении температуры плавления (точка B) молекулы уже могут двигаться друг перед другом.

Поступающая энергия вкладывается в уменьшение силы притяжения между молекулами, поэтому температура между B и C остается постоянной, пока весь лед не растает.

Превращение воды в пар

Когда вода полностью переходит в жидкое состояние, колебания молекул снова усиливаются, и температура быстро увеличивается между C и D до точки кипения 100 ° C. Между D и E температура остается на этом значении, пока Поступающая энергия гарантирует, что вся вода в контейнере испарится.

Если весь водяной пар может содержаться в контейнере, он может продолжать нагреваться от точки E до точки F, предел которой не показан на графике.

Образец железа может претерпеть те же изменения. Однако, учитывая характер материала, диапазоны температур сильно различаются.

Источник

Какую температуру теплоносителя выставлять на газовом котле и на что влияет ее значение

Чтобы правильно настроить систему обогрева жилого помещения, нужно учесть все факторы, влияющие на этот процесс.

Выяснить, как оптимизировать расходы на отопление, как сделать разноуровневое отопление – когда в разных комнатах поддерживается неодинаковая температура.

Какие факторы нужно учесть, чтобы решить вопрос о том, какую температуру выставить на газовом котле для отопления имеющегося помещения.

Факторы, влияющие на работу котла

Для того чтобы понять, какую выставить температуру воды в котле, необходимо учитывать основные факторы:

При этом считается, что дом максимально утеплен – перед входной дверью имеется неотапливаемый тамбур, в каждом окне установлены две рамы либо современный стеклопакет, потолок со стороны крыши утеплен слоем насыпного утеплителя либо плитами каменной ваты.

Например, номинальная тепловая мощность котла составляет 10 КВт, тогда, подставив это значение в формулу, получим 100 м².

Представим, что для отопления площади в 100 м² был выбран агрегат номиналом в 5 КВт – недостаточность мощности приведет к почти непрерывной работе котла, резкому снижению его ресурса и преждевременному выходу из строя.

Варианты выбора температуры котла

Основное правило, которым должен руководствоваться начинающий теплотехник, – не делать «резких движений». Самым комфортным режимом работы оборудования будет тот, при котором температурный регулятор на котле крутят как можно реже. Есть мнение, что днем нужно выставлять одну температуру, а на ночь ее можно убавить. Но ведь температура воздуха на улице тоже не стоит на одном уровне: днем она повышается, ночью снижается. Поэтому стоит рассмотреть некоторые варианты температуры воды в котле.

Идеальный пограничный режим – котел будет нормально работать при таком минимальном режиме нагрева ранней осенью и поздней весной. Днем, при активном прогреве уличного воздуха солнцем (от 0 С до + 10 С), котел будет включаться реже, так как помещение будет дольше остывать. Ночью, при резком падении температуры воздуха на улице (от 0 С до – 10 С), котел будет срабатывать на 2-3 чаще, поддерживая комфортную температуру.

Режим 40 С будет нежелательным при падении дневной температуры уличного воздуха ниже –10 С. Мало нагретый теплоноситель не сможет обеспечить нормальный теплообмен с батареями отопления, а они, оставаясь чуть теплыми, не прогреют воздух в помещении.

Нижняя граница оптимального режима отопления при температуре на улице от –15 С до –20 С. При установке такого порогового значения нужно брать в расчет не среднесуточные значения, а самые минимальные, холодные. Для лучшего, более комфортного регулирования температуры воздуха в помещении нужно учитывать, что регулятором котла выставляется только уровень нагрева теплоносителя.

Горячей воде нужно несколько циклов теплообмена, чтобы прогреть воздух в доме. В этом случае есть риск того, что котел будет работать почти без перерыва, с максимальной нагрузкой. Это приведет к излишнему расходу газа и быстрой выработке ресурса агрегата.

Наиболее оптимальная температура теплоносителя для газового котла зимой. Нужно учитывать, что автоматика включает и выключает горелку, опираясь на уровень нагрева воды во входной трубе, которая называется «обратка». Чем выше температура теплоносителя в ней, тем реже будет включаться нагрев.

Установка на регуляторе котла значения меньшего, чем требуется, приведет к более частому включению горелки, а значит, к перерасходу газа и электроэнергии, если горелка зажигается электрически. Поэтому при температуре уличного воздуха ниже – 25 С установка котла на 60 С просто необходима.

Верхний пограничный режим температуры воды в котле. Установка такого уровня нагрева теплоносителя оправдана только при падении уличных значений ниже –35 С. При установке столь высоких значений горелка котла почти не выключается, газ расходуется по максимуму.

Кроме того, значительно снижается ресурс работы теплообменника из-за максимального нагрева, в некоторых местах котла будет образовываться конденсат. Еще одним минусом будет значительный нагрев поверхностей батарей отопления, что может привести к появлению неприятного запаха.

Работа системы отопления при выставлении температуры на котле

Работа батарей отопительного контура прямо пропорциональна удалению каждой конкретной батареи от источника тепла. Проще говоря, чем дальше батарея расположена от котла, тем ниже температура теплоносителя, которая до неё доходит.

Циркуляционный насос, встроенный в схему котла, способствует выравниванию разницы температур между первой и последней батареями, по их удаленности от агрегата. Но даже работающий насос не способен полностью выровнять уровень нагрева, поэтому при монтаже котла и системы отопления это фактор необходимо учитывать.

Достигается равенство отдачи тепла между батареями регулировкой площади теплообмена каждой из них. Например, чтобы уравнять количество тепла, отдаваемого в начале системы, с его количеством в конце, нужно у первой батареи оставить, допустим, 4 секции, а у последней сделать 6 таких секций.

Важную роль играет расположение комнат в отапливаемом доме. Комната, которая всеми своими стенами граничит с другими комнатами, потребует до 30% меньшего объема тепла, чем комната, имеющая стены, отделяющие ее от улицы.

В этом случае, самым оптимальным решением будет установка на каждую батарею внутренней комнаты индивидуального терморегулятора или термоголовки. Прибор, установленный на радиатор отопления, позволит оптимизировать уровень тепла, выдаваемого этим отопительным прибором.

Работа термоголовки построена на эффекте термопары – чем сильнее нагрев, тем больше элемент меняет свою конфигурацию. Выбирая ручкой нужную ступень, потребитель устанавливает температуру, при которой мембрана прибора перекрывает подачу горячего теплоносителя в радиатор и открывает ее снова, если он остыл.

Хорошо помогает в распределении тепла установка комнатного термостата. Дело в том, что, выставляя температуру в котле, эффект от регулировки потребитель получает не сразу – теплоносителю нужно «пройти» несколько циклов, чтобы установился нужный режим тепла.

Комнатный термостат позволяет регулировать уровень нагрева воды, опираясь на температуру воздуха в комнате, а не на уровень нагрева батарей.

Здесь необходимо отметить, что установка термостата позволяет добиться более точной регулировки тепла в комнате, а значит, может потребоваться определенная процедура согласования работы комнатного регулятора и датчика температуры котла.

Существуют современные модели термостатов, основанные на работе со специальными приложениями для смартфона – таким устройством можно регулировать температуру газового котла, находясь далеко от него.

Удаление воздуха из системы отопления

Бывает так, что все попытки отрегулировать температуру котла не дают желаемого результата. Происходит это, в основном, осенью, после длительного летнего простоя системы отопления.

При наступлении холодов потребитель запускает котел, он начинает работать, а радиаторы отопления нагреваются неравномерно – ближние к котлу секции хоть как-то нагреваются, а последующие становятся чуть теплыми, а то и вовсе холодными.

Произойти это может в том случае, если перед первым запуском котла в новом отопительном сезоне не был проверен уровень воды в системе отопления. Теплыми летними днями, нагреваясь от солнца, вода из системы начинает понемногу испаряться, процесс длится всё лето, и к осени уровень теплоносителя в системе может упасть ниже минимальной отметки.

После первого включения циркуляционный насос, начиная «гонять» воду по системе, загоняет часть воздуха внутрь отопления. Подталкиваемый водой он накапливается в самых верхних и наиболее удаленных от котла точках системы.

Происходит «завоздушивание» системы – пробка из скопившегося воздуха не дает теплоносителю до конца заполнить радиатор отопления.

Для решения проблемы в верхнюю часть радиатора, с дальней от котла его стороны, вворачивают кран Маевского. Устройство предназначено для удаления воздуха из радиатора отопления.

При повороте головки крана рукой или отверткой открывается непрямой сквозной ход для удаления воздуха – появляется шипение выходящего воздуха. Как только через кран начинают выделяться первые брызги воды, его закрывают.

В первые 2-3 дня работы отопления рекомендуется провести несколько таких операций с нарастающим перерывом между ними.

Перед открыванием крана Маевского необходимо подставить под него пустое ведро или другую подходящую емкость. Между краном и стеной желательно поместить любой защитный экран из картона, бумаги, ДВП или других материалов, чтобы защитить покрытие стены от брызг воды.

Как «болезнь» системы отопления завоздушивание характерно для крупных отопительных контуров из-за возможного, несанкционированного отбора горячей воды из системы отопления. Поэтому в многоквартирных домах процедура выпуска воздуха из системы отопления может понадобиться несколько раз в течение всего отопительного сезона.

Как сэкономить на газовом отоплении

Желание как можно меньше потратить на отопление – вполне естественно.

При использовании газа существует несколько способов экономии топлива:

Тактование газового котла: причины и способы их устранения

Под понятием «тактование» понимают частое включение и моментальное отключение котла, который по факту не выполняет основную задачу газового оборудования по нагреву теплоносителя. Такой «симптом», если его не устранить, спровоцирует серьезные поломки, за которыми последует дорогостоящий ремонт.

Почему это происходит

Итак, вы подошли к котлу и заметили, что он включается в работу как положено (срабатывает факел), проходит буквально несколько секунд и он тут же выключается. Через несколько секунд ситуация повторяется.

Первая и самая безвредная с точки зрения технического обслуживания проблема – это неправильно установленная мощность при небольшой протяженности системы отопления. Разберем на примере: ваш котел стоит на 55℃, а насос установлен на максимальные значения.

В замкнутой системе функционирует всего 2 радиатора, а за окном плюсовая температура. Что имеем: нагнетаемая из системы обратка возвращается в теплообменник, где из-за разницы температур должен в автоматическом режиме сработать факел и зажечься котел, чтобы эту разницу устранить, путем нагрева.

Также проблема частого включения и моментального отключения может быть вызвана такими причинами:

Импульсное отключение, которое чередуется с включением газового оборудования, изрядно истощает камеру сгорания и рабочие элементы в ней. Рано или поздно начнутся проблемы с горелкой, которая имеет свойство выходить из строя внезапно, когда ничего не предвещает беды.

Что предпринять

Первое, что нужно сделать, это правильно выставить мощность котла и насоса. Если это минимальные значения, то достаточно поставить насос на средние обороты. Когда нагрев воды более 45℃, то можно добавить обороты.

Важно правильно выставить мощность

Последовательность действий следующая:

Если проблема повторяется, но уже не так часто, вас спасет термостат. Это устройство контролирует температурный показатель обратки и запускает принудительно котел только в том случае, если ее температура ниже установленной вручную. Термостат хорош во всех отношениях: и газ экономит, и котел бережет, и насос не перегревается.

Коротко о главном

В итоге, ответ на вопрос: «Какую температуру выставить на газовом котле для отопления?» звучит так – наиболее комфортную для потребителя. Ее номинальное значение зависит от качества утепления дома, уровня исполнения системы отопления, мощности котла и пожеланий потребителя.

Правильному выставлению комфортной температуры способствует высокий уровень автоматизации процесса отопления и продуманное использование полученного тепла.

Источник

Логика управления котлом Vaillant

Скетч управления котлом

Явно заданная кривая отопления

Управление газовым котлом: оглавление

В прошлый раз мы разобрались с аппаратной частью погодозависимой автоматики. Прежде чем переходить к программной части надо разобраться с логикой управления котлом. Дальше будет немного математики. Простите, но так надо )

Можно придумать разные способы формирования температуры отопительного контура, например, с помощью ПИД (пропорционально-интегрально-дифференцирующего) алгоритма. Но мы пойдем проторенной дорожкой и управлять котлом будем с помощью температурных кривых. В инструкции к регулятору отопления calorMATIC есть такая диаграмма:

С помощью регрессионного анализа аппроксимируем кривые:

Где, T_n – температура контура отопления в зависимости от наружной температуры, t₁ – температура наружного воздуха, k – коэффициент отопительной кривой. Коэффициент подбирается индивидуально, в зависимости от утепления помещения, отапливаемой площади и т.п. В результате аппроксимации получаем такие кривые:

Аппроксимация кривых отопления в значениях 3; 2; 1,5; 1; 0,6.

На температурные кривые также влияет желаемая комнатная температура. Из инструкции к регулятору отопления мы видим, что кривые рассчитаны на температуру в помещении в 20°C:

При увеличении желаемой комнатной температуры на 1°C кривая смещается примерно на 5°C:

Последним фактором, влияющим на температуру отопления, будет термостат. В инструкции, если температура в помещении ниже, чем 0,125°C от желаемой или 0,19°C выше, то происходит включение или выключение отопительного контура. Мы же будем управлять не термостатом котла (контакты 3 и 4), а температурой отопительного контура: если температура ниже 0,25°C от желаемой мы прибавим 1,25°C к отопительной кривой и наоборот. Т.о. мы будем пытаться управлять температурой в помещении косвенно модулируя пламя горелки.

Где T_n – температура контура отопления в зависимости от наружной температуры, T_k – поправка на желаемую комнатную температуру, T_t – поправка термостата.

Ivan Varlamov

Здравствуйте, скажите пожалуйста можно ли использовать этот скетч для управления электро котлом?

Здравствуйте, да, можно попробовать.

Ivan Varlamov

Grigory Tarasov

За основу была взята инструкция к регулятору отопления calorMATIC: 1. Из графика в этой инструкции, он приведен выше. 2. «В инструкции, если температура в помещении ниже, чем 0,125°C от желаемой или 0,19°C выше, то происходит включение или выключение отопительного контура». Почти то же самое только в математическом виде.

Gevork Schestyan

Можно пожалуйста подробнее о резисторах, на плате их 11 а на схеме 7?

Я набирал сопротивление из двух резисторов. Например, если на схеме сопротивление 10.7 Ком, то плате два резистора: 10 КОм + 680 Ом.

Gevork Schestyan

Понял, спасибо! буду собирать

Roma Fatykov

Спасибо большое за труд. Как раз искал функцию кривой отопления, ваша апроксимация вполне подходит, использую ее в программе контроллера отопления

Источник