Система отопления умного дома

 Современные отопительные сети оборудуются не только элементами, обеспечивающими работу, но и комплексом устройств для регулировки и контроля. Такие системы получили название «Умный дом». Они позволяют управлять отоплением, дистанционно контролировать работу и устанавливать настройки для конкретных условий. Обычно в комплекс «умный дом» входит не только система управления домашним отоплением, но и контроля за электросетью, освещением, вентиляцией, входными дверями и другими элементами жилого здания. Можно купить как готовые модули с голосовым управлением, так и собрать подобный агрегат самостоятельно, используя различные реле, колодки, модули и платы. В этой статье рассмотрим особенности работы «умного отопления», с дистанционным управлением.

Общие принципы системы отопления в умном доме

Для функционирования системы нужна верно организованная сеть устройств. В ней должны быть учтены особенности работы каждого компонента, отрегулированы их параметры и всё это подключено к блоку.

На первоначальном этапе прорабатывается схема, которая предопределяет обустройство системы и подключение всех датчиков. Схему наносят на чертеж, где определяется, какие компоненты будут использоваться. Реле могут быть подключены к котлу, термостатам, вентилям, розеткам или другим компонентам – все зависит от особенностей контроллера и отопительной системы.

Общий принцип отопительной системы в умном доме заключается в том, каким образом будет сформирована сеть теплообменников и как подключена к блоку. При этом, кроме труб и радиаторов, к контроллеру подключают котел и различные датчики. В зависимости от функционала блока управления, к нему же подключаются и другие системы, которые будут контролироваться через комплекс «умный дом».

Из чего состоит отопительная система умного дома?

Кроме самой отопительной системы, в которую входят радиаторы, котел, вентили и насосы, в комплекс «умный дом» должны входить различные элементы контроля. Каким образом будет сформирован комплекс, определяется чертежами и особенностями уже установленных устройств. Чаще всего используется GSM контроллер, в этом случае необходимы следующие компоненты:

• датчики температур – обычно их используют не более 2-3, в зависимости от типа контроллера и его функций;
• блок с GSM модулем или Ethernet протоколом, для управления отоплением через интернет;
• антенна для приема GSM сигнала, Ethernet или Wi-Fi адаптер для взаимодействия с другими устройствами системы «умный дом»;
• датчики протечек обеспечивают безопасную эксплуатацию, даже при удаленном управлении;
• сканер электронных ключей или другой механизм для контроля доступа;
• аккумулятор для автономной работы всех компонентов системы;
• соединительные провода и кабели питания;
• колодки для управления котлом.

Эта комплектация стандартная для GSM системы умный дом отопление в которой подключается через котел и колодки. В условиях, когда комплекс подключается к уже установленной системе, набор устройств подбирается индивидуально.

Обычно, кроме стандартных радиаторов, используют дополнительные обогревательные приборы: систему «жидких полов», камины и другие взаимосвязанные отопительные устройства. В этом случае для автоматизации потребуется больше датчиков и модулей управления.

Возможности и преимущества системы отопления умного дома

Дистанционное управление отоплением квартиры или загородного дома позволяет контролировать температуру в помещении, даже находясь далеко от него. Но это не единственный плюс этой системы. Пользователи указывают на следующие достоинства:

• Климат в помещении соответствует установленным настройкам, даже если хозяин не уследил за работой нагревательных приборов.
• Автоматизация контроля помогают существенно снизить расход газа и электроэнергии.
• Неисправности будут обнаружены своевременно, компьютер исключает человеческий фактор.
• Система позволяет комбинировать отопительные приборы и упрощает управление ими.

Недостатком отопления «умный дом» считается большая цена (особенно блока управления) и сложный монтаж. Не каждый специалист справится с установкой комплекса, даже при наличии подробного чертежа, а отрегулировать и настроить могут только профильные мастера.

Цена умного отопления высокая, как и стоимость монтажа – это основные недостатки. Отсюда вытекают и другие минусы системы: высокая цена ремонта, сложность подключения дополнительных компонентов и их замены.

Чтобы избежать больших затрат в будущем, важно на этапе первоначального монтажа организовать работу всего комплекса и настроить его нужным образом. Основным пунктом затрат при установке будет блок управления, даже при большом количестве датчиков и терморегуляторов.

Организация управления отоплением

Теплопроводность потолков, перегородок и стен, качество утеплителей в них, реализованная отопительная система и способ распределения тепла – это все компоненты климата внутри здания. Здесь важную роль играют радиаторы, «тёплые полы», котлы, бойлеры – этим можно управлять при помощи одного блока управления.

Контроллеры и программаторы помогают настраивать работу любых систем, входящих в «умный дом», а не только осуществлять управление домашним отоплением. Связь между всеми системами происходит через локальные блоки и исполнительные реле, а контроль за их работой производится при помощи датчиков.

Все компоненты в свою очередь соединяются и настраиваются в главном блоке управления. От модели и функционала последнего зависит список возможных к подключению систем.

Дистанционный контроль системы отопления

Все контроллеры отопительных систем, входящие в категорию «умный дом», делятся на две категории: локальные и зональные.

Блоки управления локального типа — это системы, управляющие климатом внутри дома в целом, регулирующие работу всей отопительной системы, в том числе «теплых полов», радиаторов, котла и зональных обогревателей.

Зональные блоки управления — это устройства, контролирующие работу определенного элемента отопительной системы, например, только «теплых полов» или «котла и радиаторов». В обоих случаях, контроллеры могут работать с дистанционным управлением, через GSM, Ethernet, Wi-Fi или другие модули.

Через GSM-блок

В блоках, работающих с GSM модулем, реализована возможность настройки и изменения параметров при помощи SMS сообщений. Это удобно для настройки без интернета, но считается недостатком, из-за требовательности к качеству сотовой сети.

Контроллер этой категории работает при помощи сетей GSM, поэтому использовать его нужно в соответствии с особенностью региона, а устанавливать можно только на определенной высоте.

GSM-контроллеры для «умного дома» вытесняются Ethernet-модулями на рынке. Из-за сложности в настройке, локальные контроллеры актуальны с возможностью интернет-подключения. Зональные модули можно использовать с GSM протоколом (например, регулировка и контроль горячей воды, поступающей в радиаторы). Такие контроллеры имеют несложное устройство, простую настройку (посредством SMS), удобное управление и систему оповещений.

Подойдут для зонального контроля модели следующих типов:

• GSM-Термометр «Телеметрика» простая настройка, 4 реле для управления, удобное мобильное приложение;
• GSM-Термометр «Теплый дом 22» наличие дисплея, несколько режимов работы, которые переключаются кнопками или SMS, градусники подключаются телефонным кабелем;
• TS2 GSM v6 – сложная настройка, но большой функционал, возможность подключения к устройству через приложение, удобный дисплей;
• Climate ZONT-H1 GSM – неудобный интерфейс, настройка параметров через сайт производителя, работа с 1 реле.

Большинство современных контроллеров имеют встроенный GPS и Ethernet модули, что позволяет выбрать удобное управление в определенных условиях. Подключение осуществляется через контуры, которые устанавливают внутри отопительной системы, а к самому комплексу подключаются через «реле».

Ethernet

В системе «умный дом» осуществлять управление отоплением можно и через интернет подключение. Для этого нужно, чтобы установленный блок управления имел соответствующий модуль и поддерживал Ethernet-подключение. В отличие от GSM контроллеров, они позволяют работать через программное обеспечение сразу нескольким пользователям.

Список гаджетов, доступных для подключения, зависит от ПО блока управления и его прошивки, а также модели, большинство могут работать со смартфонами, ПК, ноутбуками и планшетами. К достоинству относится и то, что настройка параметров в таких контроллерах доступна в любой точке мира, где есть доступ в интернет.

В отличие от программаторов и GSM контроллеров, блоки управления с возможностью подключения через интернет обладают следующими преимуществами:

1. Нет ограничения в количестве пользователей.
2. Можно настраивать параметры, подключившись к сети в любой точке мира.
3. Удобный интерфейс.
4. Возможность интеграции с голосовыми помощниками «Google Ассистент» или «Алиса».
5. Настроить такие контроллеры можно без помощи специалиста.

Так как нет привязки к номеру, в таких блоках важную роль играет идентификация владельца. Большинство выбирают в роли защиты PIN-код, но можно использовать голосовую идентификацию, по отпечатку пальца или FaceID.

В отечественных блоках, работающих дистанционно через интернет, обычно используется модуль Arduino, который может быть адаптирован в любую схему для дистанционного управления. Но использовать можно и другие модели с интернет-реле.

Управление централизованным отоплением

В отличие от установки контроллера и реле в частном доме, при оборудовании централизованного теплоснабжения для многоквартирного дома, система будет отличаться. В этом случае нужно подключение датчиков к каждой трубе, а контроллер должен обеспечивать автономное отопление, а не дистанционное управление. Но через GSM или Ethernet, блок управления может передавать статистические данные или информацию о состоянии отопления.

В централизованной отопительной системе используются модули с определенным реле, датчиков и термостатов. Здесь не нужны Ethernet протоколы и дистанционное управление – в ЦОС важную роль играет автоматизация по предустановленным параметрам. Сложность установки этого оборудования не позволяет самостоятельно заниматься его монтажом – этим должен заниматься профильный специалист.

Особенности организации системы отопления в умном доме

Как собрать систему «умный дом», подключить отопление и удаленный контроль, а также другие комплексы (вентиляцию, кондиционирование, освещение) – это вопрос, который должен решаться еще на этапе планировки дома и системы в целом. Всё зависит от выбранного модуля управления, его возможностей и количества реле.

Например, если устанавливается модуль на 12 каналов (к примеру MP716 Laurent-112), то можно подключить до 12 точек для последующего управления и тогда план «умного дома» будет кардинально отличаться от системы с 6 каналами.

Таким образом, для начала нужно купить контроллер, а затем реле, датчики и другие составляющие «умного дома». Связано это также с тем, что в разных агрегатах могут различаться протоколы (Z-Wave отличается от ZigBee и так далее), поэтому подбирать нужно не комплектующие к контроллеру, а наоборот.

После покупки блока управления, можно составлять планировку отопительной системы. Централизованный локальный контроллер должен иметь прямое подключение ко всем зональным реле (если таковые используются) либо к каждому из элементов отопления. Если к «умному дому» будут подключены только радиаторы и котел, управлять ими можно при помощи термостатов или других датчиков, установленных на выходе из радиаторов.

Как сформировывать сеть устройств и реле, нужно разбираться в планировках индивидуально – но важно соблюдать логику и учитывать особенности работы местной электросети.

Советы по подбору комплектующих и настройке управления системой

Если решено интегрировать в систему отопления блок управления, который позволит дистанционно настраивать ее работу, то важно, какая модель будет куплена. Из представленных на рынке, актуальны агрегаты как зонального, так и локального типа. Можно купить уже собранные блоки управления либо приобрести модули с реле, которые настраиваются как программаторы, через официальное ПО. Уже готовые к установке контроллеры с дисплеем, регуляторами и набором модулей, имеют цену выше, чем модули с реле.

Важно сразу решить, с какими протоколами он будет работать – не все устройства могут интегрироваться по Z-Wave или ZigBee стандартам. Если нет возможности разбираться в программном коде, то покупать следует исключительно уже готовые к использованию, собранные агрегаты «умный дом». Они работают в различных стандартах, но все готовы к использованию сразу после установки:

• Fibaro Home Center 2 – совместим с Google помощником, имеет Ethernet-подключение, работает через стандарт Z-Wave;
• RaZberry – недорогое устройство, с ограниченным функционалом, работает через стандарт HomeKit, можно настроить через ПК;
• VeraPlus – многофункциональный контроллер, работающий с большинством стандартов (в том числе с Z-Wave и ZigBee), удобный интерфейс, простая настройка через компьютер и смартфон;
• Athom Homey – лучший по функционалу контроллер, совместимый со всеми стандартами (включая интеграцию с «Алисой»), простая настройка, поддержка всех необходимых протоколов, но очень дорогая модель.

Ассортимент плат с исполнительными реле намного больше. К ним относится и известный модуль «Arduino», программный код которого находится в открытых источниках и может быть настроен в соответствии с запросами пользователя. Набор таких модулей может быть объединен в единой системе, где будет осуществляться удаленный контроль как отопления, так и других компонентов системы «умный дом», к которой можно подключить любые электрические приборы.

Кардинально отличаются программаторы – это системы, оснащенные терморегуляторами, термометрами, датчиками протечек и влажности по умолчанию. В них используется от 1 до 16 контуров, что позволяет точечно контролировать отопление.

Системы для дистанционного управления не актуальны для использования в централизованном отоплении. В котельных многоквартирных домов используются устройства для автоматизации, которые контролируют температуру и отключают при нужных показателях определенный трубопровод, либо котел полностью. Программаторы подходят для этих целей, в параметрах можно подключить оповещения по SMS, но управление осуществляется при помощи регуляторов, кнопок и дисплея.