Введение

Терморегулятор/контроллер DEVIreg™ 850 IV – уникальное устройство управления обогревом наружных объектов с целью предотвратить накопление снега и обледенение крыш, водостоков, водоотводных лотков и наружных площадок. Уникальность этого устройства заключается в полном контроле текущего состояния обогреваемых зон, который обеспечивают цифровые специализированные датчики кровли и грунта. Датчики определяют вид осадков (дождь, мокрый снег, «сухой» снег), состояние обогреваемых зон (снег, лёд, температура поверхности), текущую температуру воздуха. Микропроцессор контроллера обрабатывает поступающую от датчиков информацию в виде цифровых кодов. В результате моменты включения и выключения обогрева определяются с большой точностью. Такое управление в сочетании со специально разработанным алгоритмом обработки информации позволяет достичь максимальной экономии электроэнергии. Это важный момент, так как процесс таяния снега и льда требует сравнительно больших энергозатрат. Разработчики терморегулятора-метеостанции DEVIreg™ 850 IV поставили своей целью создать уникальный аппарат, главной особенностью которого является максимально эффективное управление антиобледенительными системами при минимально возможном потреблении электроэнергии. И эта цель достигнута: специально организованное контрольное тестирование различных систем управления антиобледенительными системами показало: энергопротребление DEVIreg™ 850 IV в одних и тех же климатических условиях до 40 % меньше в сравнении с обычным датчиком температуры грунта и в 2...5 раз меньше, чем управление обогревом зимних площадок с контролем температуры окружающего воздуха.

Система управления обогревом наружных площадок, использующая алгоритм терморегулятора/контроллера DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения, весьма эффективна, но достаточно дорогостоящая. Разработчики считают, что её использование обосновано для установок мощностью свыше 10 кВт или каких-либо установок меньшей мощ­ности в случаях, когда на первый план выступают минимальные энергозатраты.  

В настоящей статье будут рассмотрены:

  • алгоритм управления обогревом наружных площадок, дорожек и лестниц,
  • параметры, задаваемые для точного определения моментов включения/выключения обогрева,
  • эффективность и экономичность цифрового и обычного аналогового управления работой систем снеготаяния.

Важным моментом успешной работы систем снеготаяния наружных площадок является правильный выбор её конфигурации: это означает, что к выбору количества датчиков грунта и мест их установки следует подойти самым тщательным образом. Выбор режима работы контроллера, одно- или двухзонального, также влияет на результирующее энергопотребление и время работы, необходимое от выпадения снега до его полного таяния и удаления воды.

Наш обзор, посвящённый применению терморегулятора-контроллера DEVIreg™ 850 IV для управления обогревом наружных площадок в зимнее время, начнём с рассмотрения особенностей размещения в обогреваемой зоне и установки датчиков грунта в площадке. Затем дадим советы по конфигурированию системы и выбору управляющих параметров терморегулятора-метеостанции.

Контролируемые зоны

Терморегулятор DEVIreg™ 850 IV двухзональный. Поэтому можно организовать управление обогревом не только в одной, но также независимо в двух зонах обогрева с использованием суммарно до 4-х датчиков. Зоны обогрева могут быть комбинированными или однотипными. В меню терморегулятора при активации двухзонального режима работы общая система обогрева делится на две: Система А и Система В.

Комбинированные зоны обогрева работают в режиме, когда, к примеру, Система А – это антиобледенительная система (АОС) кровли, а Система В – АОС наружных площадок.

Однотипные зоны обогрева в двухзональном режиме обогрева наружных площадок назначаются, когда требуется контролировать обогрев двух зон, отличающихся по внешним условиям (две площадки, расположенные с южной и северной стороны здания, или пандус гаража и входное крыльцо дома, или большая площадка автостоянки с зонами, отличающимися по условиям накопления снежного покрова).

Если разрешённая мощность для дома имеет недостаточную величину для одновременного включения всех зон обогрева общей АОС, можно назначить режим работы, к примеру, Системы А «с приоритетом». В этом режиме Система В автоматически включит обогрев после полного освобождения от снега и льда площадки Системы А.

Датчики грунта, выбор количества, размещение

Независимо от выбранной конфигурации систем обогрева максимальное количество датчиков, которые подключаются к терморегулятору, может быть четыре. Поэтому в каждой зоне обогрева количество установленных датчиков может быть 1, 2, 3 или 4. Датчики грунта имеют прочный корпус, выдерживающий нагрузку от проезжающих автомобилей, электронную схему для «общения» с микропроцессором терморегулятора, нагреватель для поддержания требуемой температуры на поверхности встроенных сенсорных пластин. Они не дёшевы. Нередко пользователь задаётся вопросом: «Сколько надо установить датчиков? Один, два или больше?». В сложившейся практике для небольших зон обогрева (2...5 м2) обычно ограничиваются одним датчиком грунта. Однако имеются причины устанавливать 2 и более датчиков в одной зоне:

  • Более надёжное определение уровня влажности на обогреваемой поверхности. Это особенно важно для больших наружных площадок.
  • Более быстрая реакция (приблизительно на 1 час) системы обогрева площадки, так как один датчик измеряет её температуру, а другой датчик контролирует влажность. Система с одним датчиком постоянно переключается с измерения температуры на измерение влажности.

Сформулируем правила, которыми следует руководствоваться при размещении датчиков грунта. Правильное размещение датчиков грунта является важным моментом для корректной

работы системы защиты от намерзания снега и льда. Места установки датчиков определяются несколькими правилами, два из которых наиболее важны:

  • Датчики должны располагаться внутри обогреваемой зоны и, как минимум, в метре от её края;
  • Датчики не должны загрязняться сторонними предметами (листья, щебёнка, грязь), которые предотвращают попадание снега, льда или дождя на их рабочую поверхность.

Терморегулятор DEVIreg™ 850 IV устроен таким образом, что подсоединение выводов датчиков к клеммной колодке терморегулятора ещё не означает, что они начнут функционировать. Требуется войти в меню и активировать их, считывая текущую информацию с экрана дисплея аппарата. После появления сообщения, что датчик стал активным, он начнёт правильно работать. Здесь есть еще одна особенность: при настройке системы, независимо от выбранной конфигурации, вначале следует подсоединить к клеммнику терморегулятора через 4-проводную шину DEVIbus™ только один Первый датчик.

Рассмотрим правила размещения Первого датчика грунта:

Неплохо бы располагать информацией о проблемных участках, выявляемых при разных погодных условиях. Следует руководствоваться общим правилом: «Первый датчик грунта должен располагаться там, где выпадает/появляется первый снег».

Кроме того, место установки должно выбираться согласно следующим правилам:

  1. Место, где зона обогрева весь день в тени. Часто в таких местах можно заметить нарастание зелёного мха и т.п.
  1. Место, где ветер наметает сугробы.
  2. Место, где наиболее часто ходят люди или проезжают автомобили.

Если конфигурация системы обогрева двухзональная, то установка Первого датчика в любой из двух зон обогрева должна следовать тем же правилам.

Правила размещения следующих датчиков грунта:

Следующие датчики грунта должны располагаться в месте, где поверхность высыхает в последнюю очередь.

Правильное место установки второго и последующих датчиков грунта должно выбираться согласно следующим правилам:

  1. Место, где зона обогрева весь день в тени.
  2. Место, где стаивающая вода может накапливаться, например, в лужах и т.п.
  3. Следует распределять датчики равномерно по поверхности, но не ближе одного метра друг от друга.

Если есть какие-либо сомнения относительно конкретного места установки, то можно подготовить резервное место для установки датчика в дальнейшем. При необходимости удлинить 15-метровый кабель вывода датчика следует выбрать сечение удлиняющего четырёхжильного кабеля в соответствии с таблицей в инструкции, поставляемой в каждой коробке с датчиком грунта.

Поскольку управление цифровое, все датчики одной зоны обогрева (например, системы А) могут быть подсоединены в клеммной коробке к общей шине DEVIbus™ в любом удобном месте вместо того, чтобы вести к терморегулятору отдельный четырехжильный провод от каждого датчика.

После активации Первого датчика можно активировать последующие датчики, каждый раз подсоединяя их по одному к шине DEVIbus™.

Правила монтажа датчиков грунта на площадках, ступенях лестниц, пешеходных дорожках, автомобильных проездах, в асфальтовом покрытии и пр. подробно изложены в инструкции, прилагаемой к каждому датчику. Следует строго придерживаться разработанных рекомендаций по установке.

Параметры и алгоритм управления терморегулятора DEVIreg™ 850 IV

Проведём первое предварительное знакомство с терморегулятором/контроллером DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения. Прибор представляет собой аппарат, монтируемый в электрощите на DIN-рейке. Рядом с ним устанавливается модульный источник питания PSU 24V DC 2.5 A, ко входу которого подводится сетевое напряжение переменного тока (от 100 до 240 В~), а с выхода на терморегулятор поступает постоянное напряжение 24 В. Ток нагрузки 2,5 А обеспечивает энергопотребление терморегулятора в режиме, когда активны все четыре датчика грунта. Ширина контроллера – 6 модулей (105 мм), ширина источника питания – 4 модуля (71 мм) (см. фото).

 

На лицевой панели имеется двухстрочный 16-символьный цифробуквенный дисплей и три кнопки управления:

“Info” – вывод дополнительной информации и советов помощи;

“Next” – переход к следующему разделу «Меню» / следующей строке / следующему символу на строке;

“Enter” – подтверждение / выбор.

Помимо текстовой и цифровой информации на дисплее могут высвечиваться специальные символы:

Подвижная иконка показывает, что обогрев включён.

Мигающая иконка показывает, что обогрев должен быть включен по показаниям датчиков, но в данный момент не включен из-за низкого приоритета системы.

Иконка показывает, что система определяет наличие влаги, а температура выше температуры таяния.

Иконка показывает, что система определяет наличие снега/льда, а температура ниже температуры таяния.

Приводим список и заводские значения параметров управления при активации работы в режиме обогрева наружных площадок:

Терморегуляторы, поставляемые в Россию, имеют возможность выбора русского или английского языка.

Помимо текстовой и цифровой информации, на дисплее могут высвечиваться специальные символы:

Подвижный символ показывает, что обогрев включён.

Мигающий символ показывает, что обогрев должен быть включен по показаниям датчиков, но в данный момент не включен из-за низкого приоритета системы.

Символ показывает, что система определяет наличие влаги, а температура выше температуры таяния. Обогрев выключен.

Символ показывает, что система определяет наличие снега/льда, а температура ниже температуры таяния. Обогрев включён.

Как работает система обогрева наружной площадки. Алгоритм управления

Система полностью автоматизирована. Она непрерывно собирает информацию о влажности и температуре с помощью цифровых датчиков. Датчики располагаются в наиболее проблемных местах обогреваемой площадки. Комбинируя данные о температуре и влажности, можно получить адекватную информацию о ситуации на объекте обогрева и предотвратить возникновение опасных ситуаций.

Дежурный режим

Система находится в дежурном режиме, пока не появится необходимость включить обогрев. Если измеренная температура ниже выбранной базовой температуры (температуры дежурного режима), система будет автоматически догревать площадку до базовой температуры.

Нагрев (режим таяния) включается при одновременном выполнении двух условий:

  • Измеренная влажность выше установленного порога чувствительности к влаге.
  • Измеренная температура ниже выбранной температуры таяния.

И температура, и влажность постоянно контролируются системой.

Стаивание льда и снега

Пока измеренная температура ниже, чем выбранная температура таяния, подогрев площадки будет включён. Когда измеренная температура достигнет выбранной температуры таяния или измеренный уровень влажности упадёт ниже выбранного порога, будет включён режим дополнительного нагрева («постпрогрев»). Режим дополнительного нагрева может быть программно отключён.

Если влажность на площадке выше установленного порога, система включает/отключает подогрев, когда измеренная температура соответственно ниже/выше установленной температуры таяния. Важно понимать, что даже когда происходит таяние, подогрев может быть отключён. Если измеренная температура превышает выбранную температуру таяния более чем на 1,5 °C, система отключает подогрев независимо от измеренного уровня влажности на поверхности площадки.

Для упрощения понимания логики работы системы снеготаяния на площадках приводим логическую блок-схему:

Дополнительный нагрев

Если причиной окончания режима нагрева является понижение уровня влажности ниже порога срабатывания, то включается режим постпрогрева (дополнительного нагрева), то есть обогрев площадки будет продолжен в течение периода времени, заданного в настройках.

Дополнительный нагрев нужен для того, чтобы снег и лёд, оставшиеся после завершения автоматического управления обогревом, наверняка растаяли.

Если система имеет низкий приоритет работы, подогрев может быть отключен в любой момент!

Система для грунта использует обогреваемые датчики, которые при нормальных условиях поддерживают на своей поверхности +1,5 °C. Для измерения реальной температуры площадки обогрев датчиков время от времени отключается на 90 минут. Если система имеет только один датчик, то он будет соответственно 90 минут работать с подогревом и 90 минут - без подогрева в режиме измерения температуры. В результате температура будет измеряться через каждые

3 часа. Если датчиков больше, чем один, то период измерения сокращается.

Безопасность и расход электроэнергии

При настройке управляющих параметров обогрева можно изменить заводские установки в сторону более высокого уровня безопасности (гарантированное удаление снега и льда) или в сторону низкого уровня безопасности (низкий расход электроэнергии при сравнительно приемлемом таянии снега и льда). Поясним, какие параметры надо уменьшить или увеличить для реализации выбранного режима работы АОС.

Высокий уровень безопасности – высокий расход электроэнергии

Если требуется высокий уровень безопасности относительно образования льда/снега, установки параметров нужно сдвигать в следующих направлениях:

  • Повысить базовую температуру
  • Повысить температуру таяния
  • Понизить порог срабатывания по влажности (ближе к значению 5)
  • Увеличить период дополнительного нагрева

Это даст высокую степень защиты обогреваемых поверхностей.

Низкий уровень безопасности – низкий расход электроэнергии

Наоборот, если предпочтителен низкий расход электроэнергии и умеренный уровень безопасности по льду/снегу, установки параметров нужно сдвигать следующим образом:

  • Понизить базовую температуру
  • Понизить температуру таяния
  • Повысить порог срабатывания по влажности
  • Уменьшить период дополнительного нагрева

Это даст относительно низкий расход электроэнергии, но обогреваемая площадь может на короткое время подвергнуться обледенению или остаться покрытой небольшим слоем снега.

Заводские установки представляют собой некий оптимум, обеспечивая высокий уровень безопасности при умеренном расходе электроэнергии (см. Таблицу заводских настроек).

В заключение приведём преимущества системы цифрового управления обогревом наружных площадок, «логическим центром» которой является терморегулятор/метеостанция DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения.

 

 

 

Преимущества:

  • Эффективное удаление снега - поверхность всегда остается чистой ото льда и снега.
  • Нет необходимости чистить снег вручную и обрабатывать поверхность солевыми смесями.
  • Безопасное движение людей в рабочих зонах.
  • Гибкая система для большинства стандартных покрытий.
  • Экономия средств, затрачиваемых на ремонт наружных покры­тий площадок после зимы.
  • Защита окружающей среды от повреждений, связанных с использованием солевых смесей и антифризов.
  • Автоматическое “Круглосуточное” удаление снега.
  • Интеллектуальный двухзонный контроль с низким потреблением энергии.
  • Приоритетность – решения с ограничением необходимой мощности.
  • Система, не требующая технического обслужива­ния, с 20-летней полной гарантией на кабели.