Словарь понятий

Словарь понятий
Аналоговый термостат
Для того, чтобы как можно проще выразить суть прибора, можно сказать:
аналоговый термостат программировать нельзя. Оценка измеряемых величин и
включение происходит разными путями: это могут быть мембранные термостаты,
биметаллические или электронные, но одно остается неизменным: термостат не
программируется. Пользователь в термостат вводит требуемый показатель
(температуру), и для любого другого изменения снова требуется вмешательство
пользователя. Однако некоторые аналоговые термостаты оснащаются функцией
Режим снижения температуры, которая в ограниченной степени может заменить
программирование – см. Режим снижения температуры. В зависимости от типа
термостата о сцеплении контакта может сигнализировать включение светодиода.
Цифровой (программируемый) термостат
Цифровые термостаты позволяют автоматически включать и выключать
нагревательную систему и при этом в течение суток поддерживают определенную
температуру в отапливаемом помещении (или температуру теплого пола) на том
уровне, который в данном отрезке времени наиболее подходит хозяину. Друг от
друга термостаты отличаются диапазоном режимов, т.е. сколько раз в сутки
производят переключение температур (количество перемен температуры), а также
возможностью вводить новую величину при каждом изменении температуры.
Более простые термостаты только переключают с одной заранее настроенной
температуры на другую. Термостаты могут выполнять и другие функции.
Например, работать в режимах ГОСТИ, ОТПУСК, или может быть оборудован
счетчиком часов работы. Выбирая термостат, тщательно взвесьте, кто будет
обращаться с термостатом и какой цели он будет служить. В некоторых
термостатах скрыты богатейшие возможности настройки, но это чревато
сложностью управления ими. Неправильно настроенный термостат может свести
на нет рабочие параметры всей системы.
Центральная система регулирования
Очень часто понятие «центральная система регулирования» связывают с
системой, применяемой в водогрейных системах с газовым котлом, когда в жилом
помещении устанавливают настенный программируемый термостат, который
контролирует температуру и включает или выключает газовый котел. Весь объект
обогревается в соответствии с этим единственным помещением. По положению на
сегодняшний день это уже превзойденная система с недостаточными
параметрами. При электрическом отоплении под понятием «центральная система
регулирования» подразумевается программирование и управление температурами
каждого отдельного помещения с одного места (централизированно). При этом для
каждого отдельного помещения можно настроить свой индивидуальный режим, то
есть когда и на какую температуру должно быть то или иное помещение нагрето.
Кроме того, системы центрального регулирования электрического отопления, как
правило, бывают связаны с домашним ПК с загруженным соответствующим
software. Это намного увеличивает и упрощает комфорт управления, дает
возможность осуществлять on-line контроль текущих температур в объекте,
оперативно вмешиваться в настроенную программу, следить и вести учет рабочих
часов.
Режим сниженной температуры
Режим сниженной температуры – это функция, при которой аналоговый термостат
по сигналу наружного регулирующего элемента (см. Регуляторы режима сниженной
температуры), снизит - без какого-либо вмешательства пользователя – текущую
(настроенную) температуру на заранее определенную величину (как правило, на
5K). Например, если термостат настроен на поддержку в помещении температуры
22°C, при поступлении сигнала с регулятора управления режимом снижения
понизит температуру в помещении на 5K, т.е. до 17°C. От следующего сигнала
вернет обратно на 22°C. Однако, внимание! Для того, чтобы можно было
пользоваться этой функцией, система термостата должна быть
скомбинирована
с
подходящим
регулятором
режима
сниженной
температуры. Один регулятор режима сниженной температуры может управлять
несколькими аналоговыми термостатами одновременно. Функцией режима
сниженной температуры можно пользоваться только в соединении с аналоговыми
термостатами, в цифровых изменение температуры программируют прямо в самом
термостате.
Режим сниженной температуры – как действует?
Термостаты для измерения температуры используют т.н. термисторы. Это
небольшая деталь, которая с возрастающей температурой меняет величину своего
сопротивления. Например, в напольном зонде термистор находится в
пластмассовом наконечнике на конце датчика. В термостат введены величины
сопротивления, соответствующие конкретным температурам (т.н. характеристика
датчика), и термостат в зависимости от этого „распознает“ температуру. Если в
термостат введена функция режима снижения температуры, то в контур датчика
добавляется еще одно сопротивление. Сигнал регулятора режима снижения
температуры поступает от термодатчика через это сопротивление. Величина
сопротивления, измеряемая в данный момент регулятором, больше, и регулятор
„думает“, что намерил более высокую температуру, чем температура в комнате
(температура теплого пола) в действительности.
Замыкающий контакт
Параметры замыкающего контакта термостата приводятся в амперах. Эта
величина означает, сколько электрического тока может протекать через контакт.
Превышение этой величины ведет к перегреванию контактов, при замыкании (при
приближении контактов) образуется разряд (контакт искрит), что приводит к
обгоранию контактов и постепенно к полному перегоранию замыкающего контакта.
Количество
протекающего
тока
определяют
по
формуле:
I=P/U
где I - количество протекающего тока в амперах [A], P - потребляемая мощность
присоединенного прибора (нагревателя) в ваттах [W] и U - напряжение сети в
вольтах [V]
Делая расчет, следует помнить, что напряжение в сети может колебаться; чем
ниже напряжение (пониженное напряжение сети), тем больше тока протекает через
контакт. Поэтому не рекомендуется к термостатам подключать приборы,
потребляемая мощность которых близка максимальной величине замыкающего
контакта. Что касается комнатных термостатов, здесь даже может быть ограничена
допустимая потребляемая мощность присоединенного прибора. Например, в
термостате находится замыкающий контакт 16A, что отвечает потребляемой
мощности около 3.500 Вт. Однако в инструкции указана максимально допустимая
включающая мощность 2.000 Вт. Делается это потому, что контакт внутри
термостата в замкнутом состоянии нагревается, влияя на показания встроенного
комнатного датчика. Термостат показывает более высокую температуру, чем в
действительности в помещении. В программу некоторых термостатов введен
алгоритм, настраиваемый в зависимости от мощности присоединенного
нагревателя, и с учетом этого термостат вносит поправку в намеренную
температуру. Но несмотря на это, если имеете дело с более мощным
нагревателем, вопрос с включением лучше решать через силовое реле, т.е.
контактор. Это поможет избежать проблем с неточностью измерения температуры
помещения, к тому же продлевает срок службы замыкающих контактов.
Резервирование программы
В связи с цифровыми термостатами необходимо решить вопрос с
резервированием введенной программы, чтобы в случае кратковременного
отключения электропитания не происходило ресетирования термостата. Обычно в
термостате имеются миниатюрные батареи или заряжаемые аккумуляторы. Или
еще один вариант: термостат оснащается маленьким конденсатором, который
заряжается через сеть, а при выпадении тока сохраняет в памяти настроенную
программу. Во время недоотпуска электричества термостаты, как правило,
выключаются и управлять ими невозможно. Это предусмотрено для того, чтобы
батареи выдержали как можно дольше. Проблемой может оказаться и
отопительный тариф электрического отопления, так как с ним питание термостата
за сутки прерывается 4 раза на 1 час. Стандартные батареи и конденсаторы на
такой режим не рассчитаны и от этого срок службы подобных устройств резко
падает. Для таких случаев больше подходят термостаты с многоемкостными
конденсаторами и запоминающим устройством EEPROM, или как минимум,
литиевые аккумуляторы. Вторая возможность в связи с отопительным тарифом –
присоединенную систему отопления включать через силовое реле, а питание
термостата подключить не к блокируемому (ненагревательному) контуру. Этим
самым решается и вопрос защиты замыкающих контактов – см. Замыкающий
контакт.
Широтно-импульсная модуляция (PWM) и Fuzzy-логика
Аналоговые термостаты действуют по самой простой системе управления, т.е. в
режиме включено/выключено. Если в термостат введете требуемую температуру,
термостат соединит замыкающий контакт, и система отопления греет без
прерывания. Как только температура поднимется до заданного уровня, термостат
отопление выключит. Но в связи с тем, что практически каждая отопительная
система имеет определенную инерцию, она продолжает нагревать, хоть и
выключена. Это приводит к перегреву помещения. По той же системе управления
(включено/выключено) могут действовать и программируемые термостаты. Однако
в современные типы этих приборов уже введена функция, повышающая точнось
регулирования:
широтно-импульсный способ регулирования (PWM) – именно эта функция не
допускает перегрева помещения. Тогда как обычные термостаты выключают
отопление только после достижения требуемой температуры, термостат с
функцией PWM уже при приближении к требуемой температуре начнет
пульсировать – т.е. попеременно выключает и включает отопление. По мере
приближения температуры в помещении к заданной величине, меняется
продолжитель-ность импульсов, благодаря этому температурa помещения будет
стабилизирована
точно
на
требуемом
показателе.
Fuzzy-логика – термостаты, работающие с этой функцией, называются также
„интеллигентными“ термостатами или „самоучками“. Упрощенно смысл этой
функции в том, что термостат производит оценку времени, которое понадобится
отопительной системе для нагрева помещения на требуемую температуру.
Термостат постепенно „запоминает“, что если в 7 часов утра в помещении должно
быть 21°C, а ночью воздух должен остыть до 18°C, значит, отопительную систему
надо включить на 2 часа раньше, чтобы в 7 часов помещение уже было нагрето до
требуемой температуры. Термостаты без такой функции включат систему в 7 часов
утра, когда согласно программе должны начать поддерживать в помещении более
высокую температуру. Однако в практике возникают ситуации, когда пользователь
вносит оперативную поправку в программу термостата, что при обычном
термостате приводит к мгновенному замыканию или, наоборот, размыканию
контакта, но термостатам с Fuzzy-логикой может понадобиться несколько десятков
секунд на выполнение оценки задания и сравнение со случаями из своего „опыта“.
Такая ситуация может заставить пользователя сделать ошибный вывод, что
термостат действует неправильно.
Рабочие режимы
В связи с термостатами упоминаются т.н. рабочие режимы, в которых можно
термостат эксплуатировать – температурa помещения / пол+помещение /
только пол. Режим „температурa помещения“ касается конвекционного и
лучистого отопления, то есть систем, где нет необходимости следить за
температурой пола. Режим „пол+помещение“ связан с напольным отоплением –
термостат контролирует температуру воздуха помещения и температуру пола. В
этом режиме температурa воздуха помещения имеет высший приоритет – это
значит, что если температура в помещении достигла заданного уровня, напольное
отопление выключается, невзирая на то, что пол еще прохладный. В этом случае
напольный зонд выполняет функцию лимитирующего элемента: не позволяет полу
перегреться. Режим „только пол“ является дополнительным напольным
отоплением (иногда его называют комфортным обогревом пола). В этом режиме
термостат не измеряет температуру помещения, а следит только за температурой
пола и поддерживает ее на заданном уровне. То есть пол будет теплым, хоть
помещение отапливается другим источником тепла. В крайнем случае может
происходить перегревание помещения.
Количество перемен температуры
В цифровых термостатах указывают т.н. количество перемен температуры. Это
количество отрезков времени, на которое можно запрограммировать изменения
температуры. Например, если термостат запрограммирован, чтобы в 7 утра начал
нагревать помещение на температуру 22°C, это первая перемена температуры.
Если затем в 9 часов надо снизить температуру до 18°C, это вторая перемена
температуры. То есть перемена температуры – это запрограммированное время,
когда должна измениться температура.
Недельная и суточная программы
Термостат с чисто суточной программой позволяет настраивать почти
неограниченное количество перемен температуры за сутки, например, через
каждые 10 минут. Однако программа автоматически повторяет каждый день и
ввести иную программу на рабочий и иную на выходные невозможно. Но этот тип
за исключением специальных случаев почти не применяется. Наоборот, в
цифровом термостате с недельной программой количество перемен температуры
в сутки ограничено, как правило, только 4 – 6 перемен в сутки. Зато можно
настроить разное расписание на каждый день недели или, как минимум, разделить
неделю на рабочие дни и на выходные с разным температурным режимом.
Температурный гистерезис
Температурный гистерезис другими словами еще можно назвать температурной
выдержкой. Чтобы термостат, который должен поддерживать в помещении
определенную температуру, постоянно не включал присоединенную систему
отопления, в него вводится температурный гистерезис, т.е. величина, на которую
должна снизиться температурa ниже заданного уровня, чтобы термостат снова
замкнул. Если в термостат введен гистерезис 0,5 K и термостат настроен на
температуру 21°C, прибор при достижении заданной температуры систему
отопления выключит. Снова включит отопление, когда температура снизится на 0,5
K, то есть до 20,5°C. В большинстве термостатов эта величина является стабильно
заданной, в некоторых – регулируемой пользователем. В практике оптимальным
считается гистерезис в диапазоне 0,5-1 K. Более низкий не дает реальной пользы,
а высший может отрицательно сказаться на тепловом комфорте и удобстве
системы отопления.