Климат в квартире

Управление климатом и климат-контроль в «умном» доме

Главная / Умный дом /

Именно вопросам управления климатом в «умном» доме мы бы хотели уделить пристальное внимание заказчиков. Дело в том, что эта функция системы «умный дом» достигается путем интеграции трех климатических систем: отопления, вентиляции и кондиционирования, т. е. эти инженерные системы в результате проводимой нами интеграции функционируют как единое целое, обеспечивая комфортные режимы климат-контроля по помещениям.

Важность вопроса обеспечения комфортного климат-контроля в «умном» доме связана также с тем, что его реализация закладывается еще на этапе проектирования климатических систем. Дело в том, что создание полноценного (подчеркиваем это слово) климат-контроля по помещениям становится невозможным в принципе, если задача создания климат-контроля возникла только после того, как климатические системы уже спроектированы, и отопительное, вентиляционное и охлаждающее оборудование уже заказано.

Здесь мы опишем основные подходы, которые использует наша компания при создании систем управления климатом и обеспечения климат-контроля в «умном» доме.

Климат-контроль в системе отопления

Климатические системы проектируются с возможностью анализа температуры и влажности с помощью специальных датчиков в тех помещениях, в которых необходимо поддерживать заданные климатические параметры.


Вверху — термостат для управления климатом, внизу — температурный датчик

На основе этих параметров температуры и влажности система управления «Умный дом», используя заложенные в нее алгоритмы климат-контроля, подает сигналы управления на сервоприводы приборов и контуров отопления или воздушные клапаны вентиляционной системы с системой охлаждения.


Система управления «Умный дом» управляет сервоприводами отопительной системы для обеспечения климат-контроля в помещениях

Об универсальных структурах управляемых инженерных систем

Наша компания создает универсальные структуры построения управляемых инженерных систем. Суть этого подхода заключается в следующем:

  • в случае выхода из строя главного контроллера управления системы «Умный дом» каждая инженерная система по-прежнему сохраняет функции управления, но управление осуществляется уже не в комплексе с другими системами, а по отдельности;
  • управление каждой инженерной системой в отдельности осуществляется с помощью штатных органов управления данной системы.


Управлять климатом можно с помощью штатных термостатов системы отопления

Климат-контроль в системе вентиляции

Лучше всего для раскрытия принципов климат-контроля привести простые примеры. К примеру, в помещении поднялась температура воздуха и система управления это расценила, как «жарко». В результате сервоприводы на приборах отопления прекращают подачу теплоносителя или же система вентиляции увеличивает подачу воздуха в помещения, чтобы большими порциями воздуха с заданной температурой снимать возникающие в помещении теплоизбытки (представляете, что может быть и такое).


Современная система вентиляции с переменным расходом воздуха играет важную роль в обеспечении комфортного климат-контроля

! Заказчику на заметку
Управление вентиляцией для обеспечения климат-контроля в домах и квартирах

Все возможные реакции системы управления и управляющие воздействия мы здесь перечислять не станем, т.к. их список может получиться очень обширным. Более того, воздух в помещения может подаваться подогретый или охлажденный до необходимой температуры.


Для управления климатическими параметрами системы вентиляции используются удобные сенсорные панели управления «умного» дома

Здесь уже речь идет о применении системы вентиляции, которая выполняет функции и системы отопления, и системы кондиционирования. В роли оконечных устройств для вентиляции, отопления и охлаждения помещений применяются различные эжекционные доводчики и климатические балки, в которых втягивание воздуха из помещения в аппарат и его смешивание с приточным воздухом от вентиляционной установки производятся за счет эжекции без каких-либо вентиляторов.

К тому же применяемые нами современные системы вентиляции способны выполнять рекуперацию тепла и холода. Суть рекуперации состоит в том, что теплый вытяжной воздух может отдавать тепловую энергию холодному приточному, или наоборот, более холодный вытяжной воздух может охлаждать горячий приточный воздух, что возможно в жаркое летнее время.

Тут очень кстати будет сказать, что реализация режимов климат-контроля напрямую влияет на обеспечение оптимальных режимов энергопотребления климатических систем. Системы отопления и кондиционирования в «умном» доме с корректными режимами климат-контроля никогда не работают «навстречу друг другу» и не расходуют энергию даром. Речь идет о том, что система отопления знает о работе системы кондиционирования, и не охлаждает тот воздух, который нагревает система отопления.

Управление климатическими параметрами в помещениях осуществляется с помощью специализированных климатических контроллеров и термостатов, а также же при помощи многофункциональных систем управления климатом «умного» дома.

Ниже на фотографии представленные термостаты позволяют самостоятельно производить локальный климат-контроль в помещении. При подключении к системе управления «умный дом» эти контроллеры реализуют глобальные функции управления климатом по всему дому или по этажам.


Эти термостаты могут управлять климатом самостоятельно и в составе системы управления «умный дом»

Следующим примером являются термостаты, которые подключаются к специальным контроллерам или к системе управления «умный дом».


Эти термостаты работают только в составе системы управления климатом

Отметим, что здесь мы показываем не все модели термостатов, которые использует наша компания при создании систем управления климатом. Вверху приведены те модели, которые были обнаружены в нашем офисе.

Одним из универсальных решений для создания систем управления «Умный дом», которое мы предлагаем клиентам, являются многофункциональные системы управления AMX. Эти системы реализуют наиболее удобное и комфортное управление климатом. Система управления AMX может управлять котельной, термостатами, контроллерами, сервоприводами и другими климатическими устройствами, реализуя локальный климат-контроль по помещениям, поэтажное управление климатом или глобальный климат-контроль по всему дому или коттеджу. С помощью этой системы возможна реализация комфортных и энергосберегающих режимов работы климатических систем «Зима», «Лето», «День», «Ночь», «Отпуск» и т. п.


Для управления климатическими системами и организации климат-контроля мы используем контроллеры AMX

    ! Заказчику на заметку

Лучше всего энергосберегающие функции системы управления климатом проявят себя при обеспечении климат-контроля в большом загородном доме или коттедже. К примеру, внизу на фотографии изображена котельная, энергоэффективное управление которой осуществляет система управления AMX.


Система «Умный дом» может управлять такой котельной

Или такой, но с применением специальной автоматики.

Количество решений по обеспечению климат-контроля может удивить своим многообразием неискушенного заказчика. Причем каждое решение имеет множество связанного с ним применяемого оборудования, и, соответственно, широкий диапазон стоимости.

Климат-контроль для квартиры

Жители больших городов часто задумываются о создании системы контроля климата в квартире. Это логично, т.к. пассивной вытяжной системы в многоквартирном доме не хватает, чтобы справиться с грязным, городским воздухом. Если вы живете рядом с автодорогой, то единственное решение, это установка системы приточно-вытяжной вентиляции или настенные проветриватели. С их помощью вы не только очистите воздух, но и создадите правильный микроклимат в помещении. Но в таком решении есть пару недостатков. Первое — это цена климат контроля, которая может достигать сотни тысячь рублей за оборудование Второй недостаток — это размеры оборудования и шум от работы. Но все эти недостатки можно компенсировать.
Комфорт в помещении — это чистый, увлажненный воздух в пределах нормы. Этого можно добиться системой фильтрации, рекуперации, увлажнением, нагревом или охлаждением. Все эти функции можно объединить в одну систему вентиляции или разделить на приточную вентиляцию и бытовые кондиционеры и увлажнители.
Простой климат-контроль (поддержка заданной температуры) есть в современных сплит-системах. На пульте климат-системы выставляют температуру и кондиционер будет сам включаться и отключаться для поддержки температуры в заданных пределах. В более дорогих сплит-системах есть система очистки воздуха, увлажнитель воздуха и другие функции, но ценник на такие систему увеличивается в несколько раз

Как создать раздельный климат-контроль дешево?

Раздельный климат-контроль создается с помощью управления потоков теплого и холодного воздуха. Источник в основном находится в одном месте, где приходит воздух с улицы и обрабатывается, нагревается или охлаждается, так же может увлажняться. Потом по воздуховодам, с помощью канальных вентиляторов гонится до нужного места, потоки управляются заслонками и датчиками. Это очень громозкое оборудования, и делается в основном с больших помещениях.


Самый первый климат-контроль я сделал из обычного проветривателя с фильтром и кондиционера. Цена на такой комплект была не большая, 20 000 руб кондиционер с установкой и 3000 рублей проветриватель. Кондиционер следил за температурой, а проветриватель подавал очищенный от пыли воздух, тем самым я получал свежий воздух в помещении без шума и пыли с улицы.


Когда я начал писать эту статью, многие спрашивали меня — как сделать климат-контроль в маленькой квартире дешево, например в однушке. Я живу в экологически чистом районе Москвы, но спустя 15 лет, рядом с домом стала оживленная дорога и пробки, а это совсем не экологично, окна все в пыли, выхлопные газы, гул машин, сирены и т.п. Для более тщательной очистки воздуха надо начинать с монтажа проветривателя внутри помещения. Такой тип проветривателя имеет более сложную системы очистки, если хочется чистить воздух не только от пыли но и от угарных газов. В нем есть фотокаталитический фильтр, который очищает от угарных газов и других вредных веществ. Простой кондиционер все равно потребуется для поддержания температуры в жаркий период времени, но зимой можно обойтись одним проветривателем, который так же подогревает приточный воздух. Компактные настенные проветриватели стоят меньше полноценных систем вентиляции, обслуживать их проще и не требуется разводить по потолкам вентканалы с автоматикой.


На рынках есть компактные приточные системы вентиляции, которые монтируются на фасаде здания, а внутри помещения просто вентиляционная решетка и пульт управления. Пример такой вентустановки называется ПВУ-350 или похожие. Вы можете выбрать по другим параметрам, т.к. для моей большой комнаты этой установки было болеее чем. Есть только две проблемы с вентустановками — это шум и размеры, но на тихой скорости я ее даже не слышал. Для контроля температуры в помещении придется установить сплит-систему. Вот такой набор вполе впишется в дизайн любой малогабаритной городской квартиры и будет поддерживать здоровый климат в помещении.


Вот так выглядит система вентиляции в сборе, и не важно какая квартира, маленькая или большая, минимальный набор занимает много места, а воздуховоды, которые надо делать по всей квартире, просто украдут дрогоценное пространство в квартире. Единственный вариант — это использовать балконы, лоджии или техническое помещение для монтажа всего этого оборудования, а по всей квартире надо будет монтировать датчики и систему управления.

Следующий более громозкий вариант — это установка приточной вентиляции для всего помещения + сплит-системы в каждую комнату, где необходимо управлять температурой воздуха. Такая конфигурация обеспечит все помещение свежим воздухом, который можно увлажнить или подогреть в зависимости от комплектации приточной системы. Такой комплект обойдется намного дороже, но это ТОП технологий вентиляции и кондиционирования с раздельным климат-контролем. К примеру в гардеробной охлаждать чтобы не заводилась моль и не портилась одежда. В ванной немного осушать воздух чтобы не развивалась плесень. В домашней оранжерее надо увлажнять воздух и держать в пределах 22 градусов днем и 18 градусов ночью, чтобы правильно шел фотосинтез растений. Для этого всего, нужно отдельное подсобное помещение для оборудования и много автоматики для регулирования и контроля. Такая система стоит дорого но оно того стоит. В системе используется канальный увлажнитель и кондиционер с воздушными заслонками и датчиками в каждой комнате. По мере достижения в одном помещении заданной температуры и влажности, заслонка закрывает воздушный поток от кондиционера. Свежий воздух продолжает попадать в помещения по системе приточно-вытяжной вентиляции, которая работает отдельно от системы кондиционирования. Таким образом получается раздельный климат-контроль для отдельных комнат.

Для полного контроля климата вам понадобится:


блок управления


Датчики влажности,
кислорода и углекислого газа


Приточная система
с рекуператором


Фотокаталитический
фильтр


Увлажнитель воздуха
Генератора кислорода для экологически неблагоприятных мест
Кондиционер
Шумоглушитель
Заслонки, клапана и др.
Система теплый пол
Радиаторы отопления Это необходимый минимум устройств, для создания здорового микролимата в помещении в условиях городской жизни. Так же понадобится дополнительные элементы вентиляции, короба, шумоглушители, автоматические задвижки для управления потоком, решетки и другие вент-аксессуары. Можно обойтись без рекуператора, использовать обычный канальный фильтр и канальный вентилятор. С кислородным генератором главное не переборщить, если уровень кислорода будет превышать допустимую норму, то помимо бодрого самочувствие кислород сокращает жизнь. Для контроля используется микрокомпьютер, собирает данные с датчиков и управляет работой всех агрегатов.

По сути городские квартиры проектировались как инерционная система, где тяга воздуха происходит силами природы и не требует дополнительных систем вентиляции. Но к сожалению в жаркую погоду, из окна тянет не запахами цветов а угарными газами и испарениями асфальтового покрытия дорог, а если уж ветерок подует то вся пыль и грязь всасывается прям в квартиру. Для очистки воздуха кондиционер не подходит, можно для начала использовать канальный вентилятор и пылевой фильтр от мелких частиц, этого вполне хватит для очистки воздуха. А для более качественной очистки необходим блок приточно-вытяжной системы, цена устройств начинается от 60 000р и может быть в 5 раз дороже. В приточной системе есть два катальных вентилятора которые прогоняют воздух между пластинами, поддерживая среднюю температуру между улицей и помещением. Но главное в этом блоке имеется система очистки тройного действия. Может быть в более дорогих установках еще есть фото-каталитический фильтр, которые расщепляет даже формальдегид для особо неблагоприятных местах проживания.

Как много слов можно сказать про управление климатом, но все эти технологии можно объединить в две группы.

Механические системы, вроде термостатов и рекуператоров, которые переключают или передают тепловую энергию относительно окружающей температуры. Это могут быть инерционные конструкции, не требующие принудительной вентиляции и другие механические систему управления климатом.

Электронные системы очень разные, к ним относятся обычные сплит системы и автоматика для управления всего помещения с датчиками контроля, подключаются к системе отопления, теплые полы, кондиционеры и в случае отклонения от заданных пределов уменьшают или увеличивают подачу тепловой энергии. Датчиков может быть много, это не только термостат или датчик температуры, это может быть датчик кислорода, датчик загрязненности, датчик влажности, датчик давления и другие источники сигналов для управления климатом в помещении.

Управление климатом в доме

Климат-контроль в частном доме намного сложнее чем климатическая системы для квартиры. В частном доме больше комнат, подсобных помещений и нет центрального отопления. Поэтому все системы отопления и вентиляции должны работать в единой системы. Для определения алгоритма работы системы, надо посчитать некоторые параметры:

  • воздухообмен для вентиляции
  • теплопоступления в теплый период года
  • теплопотери в холодный и переходный периоды года

Для коттеджей разумнее использовать раздельный климат-контроль, отдельно вентиляция и отдельно кондиционирование. Для экономии энергии понадобится теплообменник и система защиты от обледенения зимой. Чтобы рекуператор не замерз зимой, можно проложить воздуховод под землей, т.к. зимой на глубине 2 метра темпераутра уже плюсовая, ее можно передать рекупературу чтобы избавится от обледенения. Длинну трассы можно рассчитать. Так же можно приобрести тепловой насос, который будет накапливать тепло из глубин земли или местного водоема. Таким образом, затрачивая менее 1квт можно получиться 5-6 квт тепла. Так же на крыше можно разметить солнечные коллекторы, которые будут нагревать днем воду и передавать в систему отопления, экономя электричество или газ. Это что касается экономии энергии. Система климат-контроля для коттеджа сложнее, поэтом подробнее об этом я напишу в другой статье.

Какие бывают системы климат-контроля для квартиры

Для квартиры подходят много разных климатических систем, самые распространенные — это системы кондиционирования воздуха, но для городских квартир этого не достаточно. Все мы знаем насколько загрязнен окружающий воздух в городе, обычные сплит-системы не позволяют должных образом обеспечить чистым воздухом помещение, они лишь только циркулируют воздух внутри помещения. В добавок к кондиционеру стоит установить маленькую приточную систему вентиляции для квартиры. Эти маленькие установки способны обеспечить чистым воздухом маленькое помещение, мало того они автоматизированы и могут не только очистить воздух от пыли и уличных выхлопных газов, но и уничтожают бактерий с помощью встроенных кварцевых излучателей или фото каталитического фильтра.

Потребляемая мощность (охлаждение), кВт 0.026
Потребляемая мощность (обогрев), кВт 0.026
Напряжение питания (В, ф, Гц) 220-240 В, 1 ф, 50 Гц
Расход воздуха (мин), м3/ч 65
Расход воздуха (макс), м3/ч 105
Эффективность утилизации тепла (мин), % 70.0
Эффективность утилизации тепла (макс), % 77.0
Уровень шума (мин), дБ(А) 29
Уровень шума (макс), дБ(А) 39
Вес, кг 6.5
Габариты (ШхДхВ), мм 620x265x168
Диаметр воздуховодов, мм 75
Рекомендованная розничная цена прибора, 19820 руб. (597 USD)

Компактные проветриватели для квартиры с установкой желаемой температуры воздуха и утилизацией лишнего тепла.
Стоимость такой системы 20000 рублей, есть модели за 30000 рублей и более в зависимости от функциональности. Установка будет стоить чуть больше чем установка обычной сплит-системы, т.к. требуется оборудование для сверления больших отверстий в бетоне (будет много грязи при сверлении).
Монтажом проветривателей лучше заниматься на начальной этапе ремонта, либо заранее создать условия для установки, все обклеить защитной пленкой.