Смарт-котёл для «умного» дома — как выбрать и сэкономить

Смарт-котёл для «умного» дома — как выбрать и сэкономить

С развитием децентрализованных систем отопления появились разные варианты того, как сохранить тепло в доме. Для этого можно использовать камин, обогреватели, газовый котел, вакуумный коллектор, теплоаккумуляторы и т. д. С развитием «умных» систем управления домом появился спрос и на соответствующие отопительные приборы. Одним из таких перспективных устройств является смарт-котёл, который отличается от привычных устройств тонкими настройками и адаптивностью к условиям окружающей среды.

Стратегия системы умного отопления

Не нужно лишний раз рассказывать о том, каким неоднозначным является вопрос отопления жилых помещений. Он напрямую связан с расходами за потребление энергии и расходы эти существенно нагружают семейный бюджет.

Поэтому стратегия «умного» отопления – это действительно важная и стоящая тема, чтобы не просто рассматривать её, но и попытаться реализовать.

Если применить стратегию «умного» дома к системе отопления в полном аспекте, есть все шансы значительно сократить расходы. Точный контроль потребления и рациональное распределение теплового ресурса будут способствовать экономии.

Стратегия «умного» дома по отношению к отопительной системе просчитана и проверена на практике. Результат обещает массовость такого подхода.

Умный котел отопления

Управление работой умного котла осуществляется с помощью термостата с датчиком температуры, устанавливаемым в одной из комнат. Принцип действия предельно прост: с помощью термостата задается нужная температура, при достижении которой котел отключается. При понижении температуры происходит включение котла в работу, и процесс повторяется вновь.

GSM контроль отопительных установок Viessmann Vitocom

Расположив датчик температуры на улице, можно настроить работу котла «на опережение»: понизилась температура наружного воздуха, котел работает в более интенсивном режиме.

Таймер в работе умного котла предназначен для выбора режимов интенсивной и умеренной эксплуатации. Так, к примеру, в ночное время более комфортной является немного пониженная температура, примерно на 2-3 градуса по сравнению с дневной температурой. При этом ночью можно отключить подогрев воды в бойлере. Режим умеренной эксплуатации котла можно запрограммировать в дневные часы, когда все обитатели дома находятся на работе. Режимы работы котла можно устанавливать в течение суток, в течение недели, месяца и даже года.

Все эти функции котла отопления позволяют поддерживать комфортные условия в доме и при этом оптимизировать расход топлива, но для умного котла все же наиболее важной и значимой является возможность безаварийной работы и обеспечения стабильной и безопасной работы всей системы отопления.

Для этого умный котел оснащается системой самодиагностики.

Преимущества и недостатки

Достоинствами энергосберегающих котлов являются:

  • невысокая стоимость;
  • простота монтажа и обслуживания;
  • высокий КПД;
  • бесшумная работа;
  • экологичность;
  • отсутствие необходимости установки вентиляции и дымохода.

Среди главных недостатков аппаратов можно выделить:

  • затраты на электроэнергию;
  • жесткие требования к качеству теплоносителя;
  • опасность поражения током.

Как устроена система отопления «умный дом»

Автоматизированное управление системами отопления позволяет достичь сразу две важные цели:

  1. Обеспечить автоматическое поддержание в доме определённой температуры, в соответствии с установленными настройками.
  2. Сэкономить от 25 до 35% от общих затрат, уходивших ранее на электроснабжение обогревательных приборов.

В основе умного отопления лежит программируемый электронный блок, в который закладываются необходимые сценарии работы обогревательных приборов. В зависимости от сложности прибора, это может быть:

  • Простое поддержание заданных температурных параметров.
  • Сценарий, в соответствии с которым прибор изменяет интенсивность обогрева в разное время суток, и даже в различные дни недели.
  • Интеграция с другими умными приборами и детекторами. Например, датчиком присутствия, наружным термометром.

Умные управляющие устройства способны передавать пользователю на смартфон информацию о температуре в доме, задействованных отопительных приборах, расходе электроэнергии.

Команды на включение или отключение обогревательных систем отдаются блоком управления на основе показателей датчика-термостата. При достижении температуры в комнате определённого показателя, процессор отключает обогрев, или делает его менее интенсивным. При падении температуры ниже заданного предела он наоборот — увеличивает подачу электричества.

Система отопления для частного дома

Чаще всего применяется умное отопление в частном доме. Связано это с его техническими особенностями. Интегрировать со смарт-термостатами можно практически любой обогревательный прибор, работающий на электричестве:

  • Кабельные и инфракрасные тёплые полы.
  • Обогревательные конвекторы, ИК-излучатели и прочие подобные устройства.
  • Водонагревательные бойлеры для автономного отопительного контура.

Можно интегрировать в систему умного отопления даже твердотопливный, газовый или мазутный (масляный) котёл. Для этого терморегулирующее устройство подключается к блоку управления подачи топлива. При необходимости оно будет снижать количество подаваемого топлива (газ, мазут, солярка), либо увеличивать временной интервал между подачей угля у твердотопливных котлов.

Система отопления для квартиры

Система отопления умный дом может также применяться в благоустроенных многоквартирных домах. Прежде всего, приборы автоматической регулировки устанавливаются на электрообогреватели и тёплые полы. Они помогают поддерживать комфортную температуру в квартире в зимние морозы, когда центральное отопление не справляется с этой задачей. Работают смарт-термостаты здесь по такому же принципу, что и в частных домах.

Кроме этого, существуют особые модификации умных терморегуляторов, устанавливаемых на радиаторные батареи центрального отопления. Эти устройства позволяют перекрывать поток горячего теплоносителя, поступающего в батареи, направляя его в обход них. Этим уменьшается теплоотдача, и температура в квартире снижается. Когда же она опускается ниже установленного уровня, терморегулятор открывается, и батареи вновь нагреваются.

УПРАВЛЕНИЕ КОТЛОМ ПРИ ПОМОЩИ ПРОГРАММИРУЕМОГО ТЕРМОСТАТА

Некоторые из моделей программируемых термостатов имеют впечатляющий набор функций. Перед началом эксплуатации они должны пройти процесс обучения. У большинства устройств он заключается во внесении определённой информации — когда обитатели дома отходят ко сну или проводят время на работе за пределами дома.

Во время отсутствия жильцов в строении нагрузка на систему отопления будет минимальной, также она будет снижена ночью во всех помещениях кроме спален. В зависимости от температуры на улице, процесс нагрева дома до заданной температуры может начаться заблаговременно до прихода жильцов.

Кроме того некоторые модели комплектуются датчиками движения. Обнаружив, что обитатели дома вернулись раньше положенного времени, термостат подаст команду на интенсивный обогрев помещения. Идеальным вариантом является установка детекторов движения в каждой комнате.

Таким образом, будет осуществляться обогрев только используемой части дома.

Процесс внешнего управления при помощи программируемого термостата последнего поколения выглядит следующим образом.

  1. После включения термостата его необходимо найти в списке новых устройств WiFi сети.
  2. Регистрируем на сайте компании изготовителя, там же скачиваем программное обеспечение. У большинства моделей ПО рассчитано на эксплуатацию под Android и iOS.
  3. Устанавливаем программу управления на смартфон и получаем удаленный доступ к системе отопления дома.

Однако не всё так радужно. Для получения доступа необходимо чтобы на домашнем ПК было активировано специальное приложение, которое и будет передавать сигналы термостату.

Ни у одного из современных программируемых термостатов не предусмотрена возможность управления напрямую хотя бы по белому IP-адресу.

Вторым немаловажным фактором является высокая стоимость термостата и дополнительных девайсов к нему.

Читайте также  Кирпичики на стену

Примерами таких устройств могут служить:

Ecobee3 — устройство выполняет все функции по контролю системы отопления в автономном режиме. Стоимость основного модуля на прилавках Apple Store составляет около 250 дол США. Однако для его эффективного использования необходимо установить дополнительные датчики во всех помещениях дома, включая нежилые, а стоимость каждого из них составляет от 80 дол США.

Tado — отличается довольно необычным способом подключения к сети интернет. Специальный модуль связи устанавливается в свободный порт роутера, используя свой собственный протокол безопасности, передаёт все команды по радиоканалу. Стоимость самого термостата 250 евро, а стоимость Extension Box (устройство для беспроводной связи) всего 99 евро.

Honeywell Voice Control thermostat — имеет голосовое управление, но на данном этапе только на английском языке. Стоимость около 300 дол США.

Отзывы о бытовых экономичных электрокотлах: преимущества и недостатки

Преимущества Недостатки
Компактные размеры. Модели в стальном квадратном корпусе гораздо меньше газовых моделей. Электродные же котлы могут могут быть незначительно большего размера, чем магистраль системы отопления в доме. Высокий расход электроэнергии и, как следствие, самая дорогая стоимость отопления. Поэтому даже самые энергосберегающие котлы трудно назвать экономичными. Согласно практике и отзывам владельцев, отопление даже небольшого дома площадью 80 м 2 электричеством обходится в 9-12 тыс. руб. в месяц. Для использования дешевых ночных тарифов необходим соответствующий счетчик.
Высокий КПД и скорость нагрева теплоносителя Модели мощностью более 5-6 кВт требуют трехфазной электросети (380 В).
Простота монтажа и эксплуатации. Установить электрокотел можно без особых навыков , к тому же он не требует наличия дымохода, системы вентиляции, котельного помещения. Эксплуатация и обслуживание требуют минимум внимания. При использовании в качестве основного отопительного оборудования – полная зависимость от электроснабжения. Для стабильной работы в отечественных условиях желателен стабилизатор и ИБП или генератор
Электрокотлы абсолютно экологичны, поскольку, в отличие от других видов, не выделяют никаких веществ при работе Мощные модели создают существенную нагрузку на электрическую сеть дома. Поэтому требуют качественной и исправной проводки.
Абсолютно бесшумная работа
Наличие как одноконтурных, так и двухконтурных моделей (обеспечение отопления и горячего водоснабжения). Многие модели можно использовать в системах «теплых полов».
Крайне невысокая стоимость большинства моделей

Почему стоит оборудовать отопительный котел системой удаленного управления

Необходимость оборудования дома системой, которая может дистанционно управлять котлом отопления, становится очевидной не только в случае невозможности постоянного присутствия, но в плане прямой экономической выгоды и общего удобства от проведения такого мероприятия:

  1. Возможность ежемесячно экономить до 45-50% денежных затрат на прогрев жилища;
  2. Увеличение ресурса работы оборудования для обогрева за счет меньшего количества включений-выключений электроники;
  3. При любом продолжительном отсутствии можно снижать температуру помещения и нагнетать ее заблаговременно до своего прибытия;
  4. Во время оттепелей система GSM управления газовым котлом сама его отключит автоматически;
  5. Можно настраивать режимы отопления для ночи и дня;
  6. Возможность поддерживать разные уровни температуры по разным зонам (комнатам);
  7. Все информация о нестандартных ситуациях будет тут же передана блоком управления газовым котлом для оперативного принятия решений;
  8. Система обогрева может автоматически включаться до наступления холодов.

Как решить вопрос с технической стороны

Вне зависимости от того, какая система подачи тепла отвечает за обогрев помещения (кроме, конечно, дровяных печей ручной загрузки и каминов), ее можно оборудовать электроникой удаленного управления котлом отопления.

Связано это с тем, что большинство современных котельных установок имеют в своей структуре электронные платы согласования, через которые можно подсоединить дистанционные блоки. Если же оборудование для обогрева старых образцов не предусматривает такой модернизации (или оно самодельное), вопрос все же решаем.

На выбор потребителю есть три основных варианта как внедрить дистанционное управление котлом у себя в жилище:

  • Используя специальные GSM модули управления отопительными устройствами;
  • Подключая так называемый «умный термостат» через WI-FI;
  • Оборудуя радиаторы многофункциональными терморегуляторами.

Дистанционное GSM управление котлом отопления

Блок GSM управления котлом отопления, какой лучше всего подходит при отсутствии в доме интернета, представляет собой модуль-контроллер, для осуществления связи с домовладельцем, в котором предусмотрен слот под SIM – карту. Можно выбрать услуги любого сотового оператора, определяя для себя лучший тариф с точки зрения экономии.

Работа GSM модуля управления котлом очень напоминает работу компьютера, только с более ограниченными функциями. Он схематически связан с датчиками, которые контролируют параметры оборудования для обогрева, и окружающей среды помещения.

Связь с таким электронным помощником можно осуществлять как через обычный мобильный телефон, так и любой другой девайс.

Программистами для операционных систем Android, Windows Phone и iOS разработаны специальные мобильные приложения.

Доступные режимы, когда осуществлено GSM управление котлом отопления:

  1. Автоматический контроль по заданным параметрам – в электронику вводят программу, которую она самостоятельно выполняет до момента следующих изменений;
  2. Связь путем рассылки СМС. Хозяин дома короткими текстовыми командами может проводить любые настройки блока GSM;
  3. Режим передачи тревожных оповещений, когда произошли нестандартные ситуации: выключилось оборудование, завоздушились трубы, утечка газа;
  4. Возможность удаленно управлять любыми автоматическими системами, которые согласуются с блоком GSM управления отоплением.

Все, что нужно оператору – не забывать контролировать состояние счета используемого пакета связи.

Управление отоплением через интернет

В том случае, когда в доме имеется интернет и роутер WI-FI, можно очень просто дополнить котельное оборудование дистанционным блоком, так называемым интернет-термостатом.

Они бывают разных типов, но работают по одному принципу:

  • Специальный датчик температуры с настраиваемыми параметрами является переносным и может устанавливаться в любой комнате;
  • Он сверяет показания электронного термометра с установленными в нем программно;
  • При опускании температуры в помещении ниже выставленной, датчик по радиоканалу передает сигнал на приемник, который включает обогрев;
  • Связь с оператором здесь осуществляется беспроводным способом через WI-FI.

В зависимости от сложности системы дистанционного управления котлом отопления, она может оснащаться разным количеством датчиков и охватывать контролем большее количество участков.

Что доступно потребителю, если подключить дистанционное управление котлом:

  1. Возможность координировать все режимы работы оборудования;
  2. Выбор режимов обогрева разных зон в том количестве, в котором позволяет комплект оборудования;
  3. Составление программ графиков включения-отключения по часам, дням недели, месяцам, смене ночного и дневного времени;
  4. Настройка температурного режима воды для бытового использования с возможностью включения функции экономии энергопотребления;
  5. Получение отчетов о состоянии системы, тревожных оповещений в результате возникновения сбоев.

Настройки внутри системы можно менять как при помощи панели на приборе, так и в окне настроек мобильного приложения.

Дистанционное управление котлом при помощи многофункциональных терморегуляторов

Когда в доме стоит устаревшая система подачи тепла без всякого намека на возможность подключения электронных блоков, не имеется трехходовых клапанов и прочего автоматического оборудования – на рынке можно приобрести универсальные терморегуляторы, которые легко объединяются в разветвленную систему на много зон с возможностью выполнять управление отоплением через интернет.

Читайте также  Мебель для прихожей из дерева фото

В комплект такого оборудования входит электронный контроллер, где происходят все настройки по каждой зоне.

Он по совместительству является WI-FI передатчиком-приемником и посредством этого канала «общается» с электронными термостатами, установленными на каждую батарею.

Отдельным каналом он имеет связь с блоком отключения котла. Параметры обогрева можно менять как на самом контроллере вручную, так и через канал интернета.

Некоторые системы дистанционного управления отоплением такого типа позволяют контролировать до 8 зон, в каждой из которых установлено по 6 термостатов.

Заключение

Какой бы сложной и удобной не была электронная система, позволяющая осуществлять дистанционное управление котлом, она должна быть подстрахована на случай отключения электроэнергии или пропадания интернета.

Поэтому, пытаясь выйти на уровень создания умного дома, следует позаботиться о надежной автоматизации всех жизненно важных его элементов – внедрить системы автономного питания и продублировать каналы связи с объектом.

Видео: Подключение котла к «Умному Дому» — удаленное онлайн управление котлом

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
  • Установка
  • Mihome
  • Home Assistant
  • Видеоверсия обзора
  • Термоголовка из обзора Danfoss TWA-A NC 230B — розетка UA — цена на момент публикации 536 грн
  • Термоголовки на Aliexpress (пример — вариантов много)

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.

Слева пример скрипта который переводит термостат в режим Дома preset_mode: none . Справаскрипт переводит термостат в режим preset_mode: away — Не дома, второй сервис устанавливает целевую температуру в 19 градусов. Режимы Дома и Не дома — имеют свои целевые температуры и помнят изменения до момента перезагрузки сервера.

Читайте также  Как снять обои со стены

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

«Умному дому» — умное отопление

Как бы эффективно не работал котел, для обеспечения действительно комфортных условий в доме необходимы управляемые приборы отопления, способные реагировать на изменение температуры в помещении. Для этого в системе отопления устанавливаются радиаторы, оснащенные термостатами и сервоприводами, меняющими расход теплоносителя в зависимости от температуры окружающей среды.

В основе системы отопления умного дома может быть использован котел отопления, оснащенный системой самодиагностики и погодозависимой автоматикой, эксплуатация которого эффективна только вместе с радиаторами, оборудованными термостатами и сервоприводами.