Гистерезис котла что это такое

Определение понятия гистерезиса: особенности, применения в котлах

Гистерезис является комплексным понятием процессов, происходящих в системах и веществах, которые способны в себе накапливать различную энергию, при этом скорость и интенсивность ее нарастания отличается от кривой ее убывания при снятии воздействия. В переводе же с греческого языка понятие гистерезис переводится как отставание, поэтому и понимать его следует как запаздывание одного процесса по отношению к другому. При этом совсем необязательно, чтобы эффект гистерезиса был характерен только магнитным средам.

Это свойство проявляется во многих других система и средах:

Особенно часто используют понятие при осуществлении регулирования температурных режимов в системах отопления.

Особенности физического явления

Мы же остановимся именно на гистерезисе в электронной технике, связанным с магнитными процессами в различных веществах. Он показывает, как себя ведет тот или другой материал в электромагнитном поле, а это тем самым позволяет строить графики зависимости и снимать какие-то показания сред, в которых находятся эти самые материалы. Например, этот эффект используется в работе терморегулятора.

Рассматривая более подробно понятие гистерезиса и эффект с ним связанный, можно заметить такую особенность. Вещество, обладающее такой особенностью, способно переходить в насыщение. То есть, это то состояние, при котором оно больше не способно накапливать в себе энергию. А при рассмотрении процесса на примере ферромагнитных материалов энергия выражается намагниченностью, которая возникает благодаря имеющейся магнитной связи между молекулами вещества. А они создают магнитные моменты – диполи, которые в обычном состоянии направлены хаотически.

Намагниченность в данном случае – это принятие магнитными моментами определенного направления. Если же они направлены хаотически, то ферромагнетик считается размагниченным. Но когда диполи направлены в одну сторону, то материал намагничен. По степени намагниченности сердечника катушки можно судить о величине магнитного поля, создаваемого током, протекающим по ней.

Физический процесс при гистерезисе

Чтобы подробно понять процесс гистерезиса, необходимо досконально изучить следующие понятия:

• Магнитное поле – это среда, которая создается линиями магнитной индукции, образованными током, протекающим по проводнику или созданные строго направленными магнитными моментами в постоянном магните.
• Вектор магнитной индукции – величина, указывающая направление распространения магнитного поля, обозначается большой буквой В.
• Намагниченность – состояние вещества, при котором в нем еще остались направленные магнитные диполи. В физике и электротехнике обозначается буквой М.
• Напряженность магнитного поля – величина, характеризующая разницу между В и М, обозначается буквой Н.

Что касается материалов, в которых лучше всего наблюдается эффект гистерезиса, то таковыми являются именно ферромагнетики. Это смесь химических элементов, которая способна намагничиваться за счет направленности магнитных диполей, поэтому обычно в составе имеются такие металлы, как:

• железо;
• кобальт;
• никель;
• соединения на их основе.

Чтобы увидеть гистерезис, на катушку с сердечником из ферромагнетика необходимо подать переменное напряжение. При этом от величины его график намагничивания сильно зависеть не будет, потому как эффект зависит напрямую от свойства самого материала и величины магнитной связи между элементами вещества.

Основополагающим моментом при рассмотрении понятия гистерезиса в электронике является как раз магнитная индукция В, созданная вокруг катушки при подаче напряжения. Она определяется по стандартной формуле, как произведение магнитной диэлектрической проницаемости вещества к сумме напряженности и намагниченности поля.

Чтобы понять общий принцип эффекта гистерезиса, необходимо воспользоваться графиком. На нем видна петля намагничивания из состояния полной размагниченности. Участок можно обозначить цифрами 0-1. При достаточной величине напряжения и длительности воздействия магнитного поля на материал график доходит до крайней своей точки по указанной траектории. Процесс осуществляется не по прямой, а по кривой с определенным изгибом, который характеризует свойства материала. Чем больше в веществе магнитных связей между молекулами, тем быстрее он выходит в насыщение.

После снятия напряжения с катушки напряженность магнитного поля падает до нуля. Это участок на графике 1-2. При этом материал за счет направленности магнитных моментов остается намагниченным. Но величина намагниченности несколько ниже, чем при насыщении. Если такой эффект наблюдается в веществе, то оно относится к ферромагнетикам, способным накапливать в себе магнитное поле за счет сильных магнитных связей между молекулами вещества.

Со сменой полярности напряжения, подводимого к катушке, процесс размагничивания продолжается по той же кривой до состояния насыщения. Только в этом случае магнитные моменты диполей будут направлены в обратную сторону. С частотой сети процесс будет периодически повторяться, описывая график, получивший название – петля магнитного гистерезиса.

При многократном намагничивании ферромагнетика меньшей, чем при насыщении напряженностью, то можно получить семейство кривых, из которых можно построить общий график, характеризующий состояние вещества от полного размагниченного до полного намагниченного.

Гистерезис в разных материалах

Гистерезис – это комплексное понятие, характеризующее способность вещества накапливать энергию магнитного поля или другой величины за счет имеющихся магнитных связей между молекулами вещества или особенностей работы системы. Но таким эффектом могут обладать не только сплавы железа, кобальта и никеля. Титанат бария даст несколько иной результат, если его поместить в поле с определенной напряженностью.

Так как он является сегнетоэлектриком, то в нем наблюдается диэлектрический гистерезис. Обратная петля гистерезиса образуется при противоположной полярности подводимого к среде напряжения, а величина противоположного поля, действующего на материал, получило название коэрцитивная сила.

При этом величина поля может предшествовать разным напряженностям, что связано с особенностями фактического состояния диполей – магнитных моментов после прошлого намагничивания. Также на процесс влияют различные примеси, содержащиеся в составе материала. Чем их больше, тем труднее сдвинуть стенки диполей, поэтому остается так называемая остаточная намагниченность.

Что влияет на петлю гистерезиса?

Казалось бы, гистерезис – это больше внутренний эффект, который не виден на поверхности материала, но он сильно зависит не только от типа самого материала, но и от качества и вида его механической обработки. Например, железо переходит в насыщение при напряженности равной 1 э, а сплав магнико достигает своей критической точки только при 580 э. Чем больше дефектов на поверхности материала, тем требуется больше напряженность магнитного поля, чтобы вывести его в насыщение.

В результате намагничивания и размагничивания в материале выделяется тепловая энергия, которая равна площади петли гистерезиса. Также к потерям в ферромагнетике можно отнести действие вихревых токов и магнитной вязкости вещества. Это обычно наблюдается при изменении частоты магнитного поля в большую сторону.

В зависимости от характера поведения ферромагнетика в среде с магнитным полем, различают статический и динамический гистерезис. Первый наблюдается при номинальной частоте напряжения, но с ее ростом площадь графика увеличивается, что приводит и к росту потерь.

Другие свойства

Кроме магнитного гистерезиса, также различают гальвономагнитный и магнитострикционный эффекты. В этих процессах наблюдается изменение электрического сопротивления за счет механической деформации материала. Сегнетоэлектрики под действием деформационных сил способны вырабатывать электрический ток, что объясняется пьезоэлектрическим гистерезисом. Также существует понятие электрооптического и двойного диэлектрического гистерезиса. Последний процесс имеет обычно наибольший интерес, так как сопровождается двойным графиком в зонах, приближающихся к точкам насыщения.

Гистерезис в отоплении

Гистерезис определение относится не только к ферромагнетикам, применяемым в электронике. Такой процесс может происходить и в термодинамике. Например, при организации отопления от газового или электрического котла. Регулирующим компонентом в системе является терморегулятор. Но только контролируемой величиной является температура воды в системе.

При ее снижении до заданного уровня котел включается, начиная подогрев до заданной величины. После чего выключается и процесс повторяется в цикле. Если снять показания температуры при нагреве и остывании системы при каждом цикле включения и выключения отопления, то получиться график в виде петли гистерезиса, который и получил название гистерезис котла.

В таких системах гистерезис выражается в температуре. Например, если он составляет 4°С, а температура теплоносителя установлена 18°С, то котел выключится, когда она достигнет значения 22°С. Таким образом, можно настроить любой приемлемый температурный режим в помещениях. А терморегулятор является, по сути, датчиком температуры или термостатом, который включает или выключает отопления при достижении нижнего и верхнего порога, соответственно.

Что такое гистерезис температуры котла

Подскажете, пожалуйста, что такое гистерезис температуры? Где используют данное понятие, приведите пример .

Перед тем как обратиться непосредственно к вопросу о том, что такое гистерезис температуры, отметим, что hysteresis в переводе с греческого языка означает отстающий, запаздывающий. Это свойство некоторых систем, например, физических, биологических, экономических, инженерных и других, которое состоит в том, что реакция на внешние воздействия зависит не только от текущего состояния, но и определено предысторией состояний системы. Наиболее часто с гистерезисом имеют дело в физике. Его рассматривают в таких формах как:

• магнитный гистерезис;
• гистерезис сегнетоэлектриков;
• упругий гистерезис.

В инженерных технологиях явление гистерезиса рассматривается как свойство физических систем. Таких как, например, термостаты котлов отопления, хронотермостаты, регулирующие температуру теплых полов и др. Температурный гистерезис заложен в логику термостата. Приведем пример. Считаем, что система имеет гистерезис. Гистерезис температуры равен 2 градусам. Тогда гистерезисом может называться величина при которой сигнал изменяется на противоположный или сам эффект перехода на противоположный сигнал, при котором влияние перехода осуществляется с некоторой задержкой. (Так, в момент, когда заданная температура достигнута и превышена, сигнал сменится на противоположный не сразу, а по достижении величины гистерезиса). Допустим, что заданная температура термостата С, при этом гистерезис температуры С. Если температура в помещении С термостат включается. Когда температура в помещении достигнет С термостат перейдет в выключенное состояние. Температура в помещении станет уменьшаться, когда она достигнет значения С термостат включится.

—> —>Меню сайта —>

—> —>Форма входа —>

—> —>Категории раздела —>

—> —>Поиск —>

—> —>Наш опрос —>

—> —>Друзья сайта —>

—> —>Статистика —>

В случае использования пультов управления для нормальной работы отопительной системы необходимо задавать температуру системы на входе в котел (обратка), на выходе из котла (подача) и гистерезис (уставку гистерезиса) по каждому каналу.

Гистерезис (уставка гистерезиса) – это разница между температурой отключения и последующего включения, задается по каждому каналу в диапазоне от 1 до 9°С. Этот параметр мы рекомендуем выставить в пределах:

— на обратке 2 — 6°С;

— на подаче 5 — 9°С.
Несколько примеров:

Если мы используем электрокотёл очаг 5 для отопления помещения объёмом до 240 кубов, то допустимое количество жидкости в системе может быть 30- 60 литров . При этом на подаче (выход из котла) ставим температуру 70 гр. С и гистерезис 9 гр. С. На обратке (вход в котёл) ставим по необходимости температуру 35-50 гр. С. Гистерезис выставляется по следующим правилам:
Если количество жидкости 30 литров , то гистерезис выставляем 6 гр. С.
Если количество жидкости 60 литров , то гистерезис выставляем 4 гр. С.
Если количество жидкости 80 литров , то гистерезис выставляем 3 гр. С.
Если количество жидкости 100 литров , то гистерезис выставляем 2 гр. С.
Если количество жидкости более 100 литров , котёл очаг 5 работать не будет.
Если мы обогреваем воду в бассейне объёмом 30 кубометров, необходим Тэновый котёл ЭВПУ-1-30 квт. (из расчёта 1квт. на 1 кубометр). В этом случае на подаче (выход из котла) ставим температуру 50 гр. С, гистерезис 9 гр. С. На обратке (вход в котёл) гистерезис ставим 1гр. С. Температуру обратки регулируем по необходимости в диапазоне 22-30 гр. С.

Что такое гистерезис в температурах и давлениях?

Гистере́зис (в переводе с греческого — отстающий) — свойство систем (физических, логических, биологических и т. д.), мгновенный отклик которых на приложенные к ним воздействия зависит в том числе и от их текущего состояния, а поведение системы на интервале времени во многом определяется её предысторией.

Многие устройства по регулировке и контролю температуры систем отопления имеют настройку не только температуры, но и обязательную настройку гистерезиса, которая позволяет уменьшить количество переключения в единицу времени между двумя положениями: Вкл / Выкл. Гистерезис также позволяет повысить точность регулировки температуры уменьшением гистерезиса.

На сегодняшний день в основном существует только дуальный гистерезис, имеющий только два положения.

К примеру, мы рассмотрим два варианта:

1. Температурный гистерезис – для логики темростатов

2. Гистерезис давления – реле включения / отключения насосов

Как известно у них имеется только два варианта: Вкл / Выкл.

Данное понятие можно разделить на две составляющее:

1. Обозначить этим термином само явление, что существует гистерезис. Например, что данная система обладает гистерезисом.

2. Обозначить значение гистерезиса. Например, сказать, что гистерезис равен 2 градусам.

Исходя из этого

Гистерезисом называется или величина, при котором сигнал меняется на противоположный сигнал. Или сам эффект при котором, действие переключения на противоположный сигнал осуществляется с некоторой задержкой по величине влияния. (Например, при достижение нормы температуры и превышение этой нормы сигнал изменится не сразу, а по достижению той самой величины гистерезиса).

График температурного гистерезиса

Пример для термостата

Термостат настроен на 25 градусов с гистерезисом 2 градуса.

Предположим что температура помещения 20 градусов. Когда температура достигнет 27 градусов термостат переходит в положение отключения. После этого температура помещения будет падать. Когда температура достигнет 23 градусов, то термостат переходит в положение включения. Цикл замыкается.

Пример для реле давления

Реле настроено на два порога: Порог включения 1,2 Bar, порог отключения 3 Bar

Гистерезис при этом будет равен 0,9 Bar. (3-1,2)/2=0,9

Когда давление составляет 1 Bar, реле замыкает контакт. Когда давление достигает 3 Bar, реле размыкает контакт. Когда давление достигает 1,2 Bar, реле вновь замыкает контакт. Цикл повторяется.

Вот собственно так и нужно понимать логику гистерезиса.

Если бы давление включение и отключения имели одно значение, то гистерезиса бы не было. То есть если порог включения равен порогу отключения, то в такой системе отсутствует гистерезис.

А поскольку комнатные термостаты обладают разными порогами включения и отключения, то такая система обладает гистерезисом. Гистерезис в свою очередь позволяет реже производить переключение между двумя положениями: Вкл / Выкл. Но чем больше гистерезис, тем выше скачкообразное изменение температуры.

Существуют другие графики гистерезисов. Например, магнитный гистерезис

Автоматизация и безопасность котла

Что означает понятие автоматизация твердотопливного котла. В основном это поддержание нужного значения мощности, которое нужно для получения постоянной температуры теплоносителя в котле. Мощность твердотопливного котла изменяется путем увеличения или уменьшения подачи воздуха в топку. При естественной тяге — это изменение положения заслонки в нижней двери котла. Выставив заслонку в одном положении вручную, мы будем иметь одинаковое поступление воздуха в топку. Однако при расгорании топлива, котел может наращивать температуру близко к критической. Как результат – быстрое перегорание одной закладки топлива, дискомфортная температура в доме и также есть опасность закипания.

Автоматизация на естественной тяге.

Практически все современные котлы можно оснастить регулятором тяги который при помощи металлической цепочки будет изменять положение заслонки, поддерживая заданную температуру теплоносителя. Для этого на котле должен быть специальный разъем с внутренней резьбой в наружной части рубашки. Для термостатического регулятора Regulus RT-3 размер составляет ¾.

Принцип работы термостатического регулятора Regulus RT-3.

При уменьшении температуры ниже заданного значения, срабатывает термостат, головка поворачивается, цепь на рычаге натягивается, поднимая заслонку. Когда температура повысилась до заданного значения, головка поворачивается в обратную сторону и заслонка опускается, тем самым ограничивая доступ воздуха в топку. Таким образом котел работает в заданном Вами диапазоне температур.

Регулятор Regulus RT-3 состоит из погружаемой гильзы (термостата), пластиковой головки на которую нанесены 2 шкалы: для вертикального и горизонтального положения регулятора, рычага и цепочки.

Чтобы установить регулятор тяги, выполните следующие действия:

• сначала вкрутите регулятор в разъем котла, предварительно сделав обмотку, чтобы не было утечки воды;
• выставьте нужную температуру на шкале пластиковой головки;
• установите рычаг с цепочкой;
• нагрейте котел до нужной Вам «нижней температуры»;
• установите заслонку в положение не закрытое на 1-2 м, и натяните цепочку.

Автоматизировав котел посредством регулятора тяги, Вы получите более «плавную» работу котла. Расход топлива можно уменьшить до 15%. Еще следует отметить энергонезависимость и невысокую цену данного приспособления.

Автоматизация «на турбине»

Практически все модели дорогих и экономичных котлов уже автоматизированы, т.е. оснащены вентилятором и командо-контроллером. Модели бюджетные либо базовые (без дополнительных опций) продаются без автоматики. Можно эксплуатировать котел в «базовой» комплектации, а можно за дополнительные деньги автоматизировать. Нужно ли Вам это, читайте ниже.

Для полного сжигания топлива необходимо определенное количество кислорода. Если кислорода недостаточно, топливо не перегорает полностью, соответственно получаем перерасход, загрязнение колосников и газоходов. Топка котла рассчитана на объем топлива и объем воздуха необходимого для горения. Если топлива загрузили больше, влажность дров высокая, то воздуха для сгорания необходимо больше. Также чем больше воздуха, тем меньше конденсата в котле и дымоходе. Увеличивать топку не выход, поэтому использование вентилятора, как источника принудительной тяги позволяет значительно увеличивать количество поступаемого в топку воздуха.

Оснащая котел вентилятором, получаем следующие преимущества:

• полное сгорание топлива;
• возможность использования топлива повышенной влажности;
• использование некачественного топлива;
• уменьшение образования конденсата;
• гибкая регулировка мощности.

Выгода в том, что используя вентилятор, мы увеличиваем КПД котла. Но поставив вентилятор, не означает, что котел автоматизирован. Ток на вентилятор пропускают через регулятор температуры (командо-контроллер, блок управления).

Управление работой вентилятора осуществляется через него.

Рассмотрим основные функции, которые выполняет регулятор температуры:

• • регулировка количества оборотов ( мощности) вентилятора;
  • снятие и отображение на экране текущей температуры теплоносителя;
  • включение и выключение вентилятора при заданных пользователем значений температуры;
  • включение и выключение насоса при заданных пользователем значений температуры.

У разных производителей функции регулятора температуры могут добавляться, например функция регулировки работы насоса контура ГВС, механизм подачи топлива и т. д.

Принцип действия.

Регулятор температуры – это электронный блок с проводами. Оснащен вилкой для подключения к сети переменного тока. Один из проводов имеет медный наконечник – это так называемая термопара- термостатический передатчик температуры. Наконечник должен быть всегда в соприкосновении с теплоносителем. Это нужно для передачи текущего значения температуры. Следующий провод подключается к насосу, а провод с разъемом к вентилятору. Электронный блок оборудован экраном и кнопками. С помощью кнопок выставляется требуемые значения температуры выключения вентилятора и температуры включения насоса, скорость оборотов вентилятора и другие параметры. Все данные отображаются на экране.

При достижении установленной температуры котла, регулятор температуры выключает вентилятор. При понижении температуры котла ниже установленной на значение гистерезиса котла, регулятор температуры снова включает вентилятор.

Гистерезис температуры котла – это значение, которое показывает разницу между установленной температурой котла и температурой котла, при охлаждении до которой регулятор температуры снова включит вентилятор.

При достижении температуры котла равной установленной Температуре включения насоса, регулятор температуры включает насос центрального отопления. При понижении температуры котла до температуры, ниже установленной Температуры включения насоса на значение Гистерезиса температуры включения насоса, регулятор температуры осуществляет выключение насоса центрального отопления.

Гистерезис температуры включения насоса – это значение, которое показывает разницу между установленной температурой включения насоса центрального отопления и температурой котла, при охлаждении до которой, регулятор температуры выключит насос центрального отопления.

Значение гистерезиса обычно задается заводскими настройками производителя и равно 3-5°С.

Таким образом, пока котел не затух, температура теплоносителя поддерживается в пределах заданного значения.

Использование вентилятора с регулятором температуры позволяет поддерживать постоянную температуру в доме и экономить до 35% топлива.

Единственный недостаток зависимость от электроэнергии.

Внимание! Приобретая автоматику обязательно проконсультируетесь с продавцом, предусмотрен ли монтаж на выбранную Вами модель котла.

Обязательна ли установка группы безопасности на котел?

Группа безопасности котла представляет собой манометр, для отображения давления в котле, клапан, который открывается и сбрасывает наружу теплоноситель при достижении заданного давления и клапан для удаления воздуха. Устанавливается на выходе из котла либо на сам котел. Как правило, многие производители размещают на верхней части котла разъем для группы безопасности.

При нагревании воды происходит серьезное увеличение ее объема и давления. Даже после полного перекрытия подачи кислорода в топку температура воды в отопительном контуре может расти еще достаточно долгое время. Это обусловлено большей теплоемкостью дерева по сравнению с газом. Так что при сильном перегреве, излишки воды в открытой системе просто выльются через отводящую трубку расширительного бачка. Если же применяется закрытая система, избыточное давление в трубах может привести к их разрыву.

Использование твердотопливных котлов в закрытых системах обязывает устанавливать группу безопасности.

MicroLine

Что такое Интерфейс OpenTherm и зачем он нужен?

Какие бывают термостаты?

Комнатные термостаты по принципу управления газовым котлом делятся на:

• 1. Аналоговые 2-х позиционные (ВКЛ./ВЫКЛ.);
• 2. Модулирующие (цифровые) стандарта OpenTherm ® .

Какой выбрать? Для ответа на этот вопрос сначала разберемся с основными принципами работы комнатного термостата.

Комнатный 2-х позиционный термостат – это устройство сравнения. Он измеряет фактическую температуру воздуха в помещении, сравнивая ее значение с заданным.

С полученной разницей термостат обращается в зависимости от заложенного гистерезиса (зоны нечувствительности) – так называется диапазон, откладываемый вниз и вверх от заданного значения температуры, в котором термостат никак не реагирует на изменение фактической температуры.

Для GSM-термостата ZONT-H1 гистерезис настраиваемый в пределах ±0,1ºС — 2ºС.

Например:
Желаемая температура воздуха в помещении задана равной 20ºС. При гистерезисе ±1ºС это означает, что термостат будет управлять котлом тогда, когда фактическая измеренная температура упадет ниже 19ºС или же поднимется выше 21ºС. Если же фактическое измеренное значение температуры будет находиться в диапазоне 19ºС — 21ºС, то термостат не будет на это реагировать и производить каких-либо корректирующих действий. Поэтому в работе системы будут наблюдаться определенные колебания.

Термостат управляет работой котла так, чтобы фактическая температура воздуха в помещении была постоянной и равнялась заданному значению. При отклонении температуры термостат просто включает и выключает котел (без влияния на его мощность). Таким образом, при включении котла в систему отопления поступает порция тепла больше, чем требуется для возврата температуры воздуха к заданному значению. При ее достижении, термостат опять выключит котел, но из-за большой инерции систем водяного, а особенно напольного отопления, это «избыточное» тепло некоторое время все равно будет отдаваться от труб и радиаторов системы отопления, неизбежно повышая температуру воздуха сверх необходимой – т.е. произойдет перегрев помещения.

Помимо снижения теплового комфорта, это означает, что мы выбросили деньги на топливо, что называется, «на воздух».

Так же, из-за инерции водяной системы отопления, энергия котла будет неэкономно расходоваться, когда термостат снова включит котел – горелка котла включиться сразу же, но ее тепло до помещения будет идти определенное время, и фактическая температура воздуха в помещении будет сначала»проседать» относительно требуемого заданного уровня, а после этого снова возрастет.

Динамика процесса такого чередования периодов перегрева и недогрева при работе 2-х позиционного термостата схематично представлена на рис. 1:

Периодическое частое включение/выключение котла является неоптимальным режимом работы как для самого котла, так и для отопительной установки в целом, по следующим причинам:

• Снижается ресурс работы котла вследствие того, что при каждом новом старте на теплообменнике выпадает конденсат, обладающий коррозионной активностью;
• При каждом старте котла в быстро остывающем дымоходе начинает образовываться конденсат, постепенно его разрушающий (особенно это критично для невлагостойких «мокнущих» кирпичных и асбестовых дымоходов);
• В первые минуты, пока горелка не прогрелась и не вышла на рабочий режим, смешение газа с воздухом и химическое сгорание газовоздушной смеси происходит не оптимальным образом и в этот период КПД котла ниже номинального. Во многих случаях (например, осенью и весной) мощный котел, работающий под управлением комнатного термостата, так и не успевает выйти на рабочий режим, так как снова быстро останавливается термостатом;
• Простой нагретого котла является негативным фактором, снижающим КПД отопительной установки в целом – т.к. через котел все равно «транзитом» проходит воздух, отбирает тепло от нагретого теплообменника котла и бесполезно уходит в дымоход.

Термостат с Интерфейсом OpenTherm работает совсем по-другому.

Он командует горелке котла не просто выключиться и включиться, а постоянно и плавно изменяет ее мощность, «приспосабливая» ее к текущей потребности в тепле, т.е. к текущим фактическим теплопотерям помещения.

Помните что такое «гистерезис» или «зона нечувствительности»? Теперь термостат ведет себя в этой области не пассивно (как без Интерфейса OpenTherm), а постоянно вычисляет, насколько именно фактическая температура отклонилась от заданной, и чем больше эта разница, тем большую мощность горелки он командует развить котлу.

При выходе за пределы гистерезиса он полностью выключает или включает горелку, а вот в промежутке между этими крайними значениями он будет плавно управлять мощностью горелки. Т.е. процесс чередования периодов недогрева и перегрева будет «затухающим», все время автоматически стремясь к равновесному состоянию, когда котел в любой момент времени отдает в систему отопления ровно столько тепла, сколько требуется для компенсации текущих теплопотерь помещения. Таким образом температура помещения остается на постоянном заданном уровне.

При резком изменении какого-либо фактора (резко грянули заморозки, открыли окно, в комнату вошли люди и пр.) процесс колебания фактической температуры возле заданного требуемого значения снова на короткое время будет выведен из равновесного состояния, но быстро, а главное автоматически вернется к нему обратно, т.е. является самозатухающим – см. рис. 2:

Для котла и для КПД отопительной установки в целом это значительно лучше, нежели простое периодическое включение-выключение с неизменной мощностью: непрерывно работать на пониженной мощности намного выгодней, так как многие из описанных выше негативных факторов перестают действовать. В результате по сравнению с 2-х позиционным регулированием при прочих равных за отопительный сезон можно съэкономить до 30% топлива!

Гистерезис котла что это такое

• Как определить, подходит ли термостат ZONT к моему котлу?

ZONT имеет реле, контакты которого подключаются к котлу. Большинство котлов имеют клеммы для подключения комнатного термостата. Как раз к этим клеммам и подключаются контакты реле.

• Как термостат ZONT управляет котлом?

ZONT включает или выключает реле, подключенное к котлу. Котел при этом включает/выключает нагрев. Тем самым обеспечивается некая средняя температура теплоносителя (ТН).

• Что такое гистерезис и как он используется?

Гистерезис это величина температуры, которая делает «зону нечувствительности «. Например, мы задали температуру 25 градусов и гистерезис 0,5 градуса. Тогда при росте температуры до 25,5 градуса котел выключится и при охлаждении до 24,5 градусов котел включится.

Что будет с котлом в диапазоне 24,5-25,5 зависит от предыстории управления. Пока температура в этом диапазоне, котел будет сохранять текущее состояние. Поэтому и называют эту зону «зоной нечувствительности» или зоной гистерезиса.

В случае OpenTherm интерфейса гистерезис не используется, там применяется другой алгоритм.

• Что такое «сухой контакт»?

Дело в изоляции электрических цепей. Контакт реле — частный случай «сухого контакта, он не имеет связи с остальной частью схемы. Поэтому, его можно использовать, например, для подключения к цепям 220В, опасного напряжения как для человека, так и для электронных цепей.

• Какова погрешность регулирования температуры термостатом ZONT?

Если не учитывать инерционность дома, то погрешность будет равна величине гистерезиса. В жизни все сложнее, потому что инерция подачи воды в радиаторы и инерция передачи тепла комнате может существенно увеличить эту погрешность.

• В каких случаях выполняется оповещение не только о событии, но и о его окончании?

• Как подключить термостат ZONT к котлу Baxi Luna 3 Comfort?

ZONT подключается в релейном режиме к клеммам для комнатного термостата котла.

На панели управления котла есть параметр F10.Если задать его величину равной 02, то котел будет переведен в режим управления от внешнего комнатного термостата (в данном случае по командам от ZONTа). Если задать его величину равной 00, то будет включен режим работы через собственную панель управления котла.

• Как быть, если после подключения по интерфейсу OpenTherm не работает управление котлом?

Если веб-интерфейс ZONT «не видит» параметров котла (или все параметры равны нулю), то вероятнее всего неправильно собрана схема. Следует перепроверить соединительные цепи между термостатом ZONT , интефейсом OpenTherm и котлом.

Можно измерить напряжение на линии связи с котлом. Обычно там должно быть напряжение 5-7 Вольт. Если отключить провода от котла, то на котле должно быть напряжение 20-24 Вольт, а на Интефейсе OpenTherm — 0 Вольт.

• Как определить, будет ли мой котел работать с интерфейсом OpenTherm?

В большинстве случаев в инструкции прямо указано, что котел может работать по интефейсу OpenTherm. В случае, когда это прямо не указано, можно обратиться к специалистам сервисного центра производителя котла. Косвенным признаком работы по интерейсу OpenTerm является отображение дополнительных параметров котла через удаленный термостат. Таких как давление, температура теплоносителя, процент модуляции и т.п.

• Как сделать фиксированную температуру ТН при использовании OpenTherm интерфейса ?

Можно задать максимальную температуру ТН, равной желаемой. И задать температуру в комнате много выше реальной, пусть, например, 60 градусов. Тогда вскоре котел выйдет на режим фиксированной температуры ТН.

• Как интефейс OpenTherm управляет котлом?

Единственный параметр отопления, который является управляющим — температура ТН. Термостат ZONT рассчитывает ее по своему алгоритму и передает в котел. Задача термостата — поддерживать заданную температуру в комнате, для этого он постоянно пересчитывает температуру ТН.

• Как котел обеспечивает заданную температуру ТН в случае интерфейса OpenTherm?

Обычно, котлы с OpenTherm имеют модуляционную горелку. Поэтому они могут плавно регулировать температуру ТН с помощью собственного компьютера. Однако надо понимать, что возможности котла по плавному регулированию ограничены. Иногда минимальный уровень модуляции довольно велик, например, может быть диапазон модуляции 30%-100%. Тогда компьютер котла, которому задали невысокую температуру ТН будет вынужден периодически включать и выключать котел, то есть работать в релейном режиме, как и котел без модуляции.

Интерфейс OpenTherm отображает процент модуляции, но надо помнить, что для разных котлов это может иметь различный смысл. Некоторые котлы отображают реальный уровень модуляции, другие — нечто свое. Например, если котел имеет минимальный уровень модуляции 30%, то одни котлы могут отобразить 30%, другие — 0%.

• Что такое ПЗА (Погодозависимая автоматика)?

Все понимают, что чем холоднее на улице, тем большая мощность ожидается от котла. Идея погодозависимой автоматики (ПЗА) в том, что котел учитывает уличную температуру. Так как типичный дом имеет большую тепловую инерционность, то обычно достаточно использовать текующую температуру, то есть предсказание погоды не требуется.

Достоинства ПЗА в том, что в температура радиаторов всегда постоянна, без всплесков. Экономится топливо и ресурс котла.

Понятно, что отопительные системы работают в разных условиях, зависящих от теплоизоляции конкретного здания. Но есть общие теплофизические законы, позволяющие расчитать зависимость между уличной температурой и температурой теплоносителя котла. Неизвестным парамером в этих расчетах остается только один параметр, зависящий от помещения. Его выбирают экспериментально, так, чтобы при определенной уличной температуре получилась ожидаемая температура теплоносителя.

Раз есть неизвестный параметр, то описать эту зависимость можно не одним графиком а семейством кривых. Основой алгоритма ПЗА является использование определенных заранее вычисленных кривых, которые связывают температуру вне дома и температуру теплоносителя. Эти кривые образуют целое семейство, выбор делается эмпирически, на основании проб и ошибок. Надо помнить, что дом имеет большую тепловую инерцию и результат выбора может быть ясен только через сутки. Если выясняется, что дом недогрет, то выбираем более крутую кривую и наоборот. Кривые заданы для целевой температуры 20°. Если задана другая температура, то выбранная кривая сдвигается.

Практика показывает, что только одной зависимости температуры теплоносителя от уличной температуры недостаточно. Например, помещение может нагреваться солнцем или охлаждаться открытой форточкой. Может быть скопление людей и так далее. Поэтому, алгоритм ПЗА работает несколько сложнее. Выбирается такая кривая ПЗА, чтобы ее точно хватило на нагрев помещения. То есть, выбираем с превышением, с запасом. Далее, когда температура в помещении близка к заданной, то вступает в работу обычный алгоритм поддержания комнатной температуры. При этом вычисленная по кривой ПЗА температура теплоносителя становится максимальным значением, верхним порогом. Работа по поддержанию комнатной температуры сводится к включению и выключению котла, но с учетом, что максимальная температура теплоносителя не превышает вычисленную по ПЗА.

Примечание: все, описанное в это подразделе относится к релейному управлению котлом. Если котел управляется по OpenTherm, то алгоритм несколько иной, смотрите подраздел ниже.

ПЗА, как и другие режимы, поддерживает заданную температуру в помещении. Поэтому, можно пользоваться теми же режимами «Комфорт», «Эконом», «Расписание».

Для того, чтобы начать использовать ПЗА, надо правильно назначить четыре датчика на вкладке «Датчики температуры», раздел «Назначение датчиков»:

• » Температура теплоносителя » — даnчик должен быть хорошо закреплен на трубе с теплоносителем. Следует обеспечить хороший тепловой контакт с трубой и хорошую теплоизоляцию от окружающего воздуха;
• «Регулирование» — датчик в помещении, по которому ведется регулирование;
• «Резервное регулирование» — резервный датчик в помещении. Если датчики «Регулирование» выходит из строя, то по нему ведется регулирование;
• «Температура снаружи» — датчик должен измерять температуру вне дома. Очень желательно, чтобы он был с северной стороны, в тени, защищенный от осадков и удаленный от источников тепла.

Для включения режима ПЗА на вкладке «Настройки» -> «Погодозависимая автоматика» надо перевести ползунок включения вправо и выбрать одну из кривых. Выбор кривой достаточно ответственная и сложная процедура, лучше проконсультироваться со специалистом. Из за большой тепловой инерционности дома результат может проявиться через много часов.

• Чем отличается ПЗА для управления по OpenTherm (OT)?

Так как котел с OT имеет собственный датчик теплоносителя, то не нужно подключать еще один к термостату.

Алгоримт отличается тем, что вместо релейного переключения котел будет получать вычисленную температуру теплоносителя от термостата и реализовывать ее модуляцией горелки.

Заметим, что если котел не может реализовать заданную температуру теплоносителя, то он будет включаться и выключаться (тактовать). Это касается не только режима ПЗА.

Для того, чтобы начать использовать ПЗА, надо правильно назначить три датчика на вкладке «Датчики температуры», раздел «Назначение датчиков»:

• «Регулирование» — датчик в помещении, по которому ведется регулирование;
• «Резервное регулирование» — резервный датчик в помещении. Если датчики «Регулирование» выходит из строя, то по нему ведется регулирование;
• «Температура снаружи» — датчик должен измерять температуру вне дома. Очень желательно, чтобы он был с северной стороны, в тени, защищенный от осадков и удаленный от источников тепла.

• Можно ли использовать режим ПЗА совместно с режимом ПЗА котла?

• Можно ли использовать датчик уличной температуры котла?

Котлы, имеющие собственный режим ПЗА имеют и собственный датчик уличной температуры. Многие спрашивают, можно ли его использовать? В настоящий момент это не реализовано. Возможно, в будущем для котлов с OpenTerm можно будет так делать.

• Какие прошивки для ПЗА?

Были две экспериментальные прошивки для ПЗА — 122:70 и 122:72. Побуждаем всех, кто их поставил перейти к текущей бета прошивке 122:74 (или более поздней) и настроить датчики так, как описано выше.

Материал ниже устарел и оставлен только для информации. Пожалуйста, не пользуйтесь им, если поставили прошивку 122:74 или более позднюю.

122:70 не делает регулировку по комнатной температуре, она выполняет регулировку по теплоносителю.

122:71 — регулирует по комнатной температуре. Внимание, в прошивке ошибка, не сохраняются настройка датчика температуры. Всем, кто ее поставил, надо обязательно заменить на 122:72

122:73 — регулирует по комнатной температуре. При этом вычисляет температуру теплоносителя по ПЗА. Если комнатная температура выше заданной, то температура теплоносителя уменьшается ниже той, которая вычисленна по ПЗА. Поэтому, ПЗА задает верхнюю границу теплоносителя.

Можно иллюстрировать варианты работы ПЗА следующей таблицей:

Гистерезис котла что это такое

Гистерезис происходит от греческого слова, означающего запаздывание или отставание. С данным понятием связана такая физическая величина, как петля гистерезиса, определяющая одну из характеристик тела. Она определенным образом связана также и с физическими величинами, характеризующими внешние условия, такие как магнитное поле.

Общие понятия гистерезиса

Гистерезис можно наблюдать в те моменты, когда какое-либо тело в конкретный период времени будет находиться в зависимости от внешних условий. Данное состояние тела рассматривается и в предыдущее время, после чего производится сравнение и выводится определенная зависимость.

Подобная зависимость хорошо просматривается на примере человеческого тела. Чтобы изменить его состояние потребуется какой-то отрезок времени на релаксацию. Поэтому реакция тела будет всегда отставать от причин, вызвавших измененное состояние. Данное отставание значительно уменьшается, если изменение внешних условий также будет заме для ться. Тем не менее, в некоторых случаях может не произойти уменьшения отставаний. В результате, возникает неоднозначная зависимость величин, известная как гистерезисная, а само явление называется гистерезисом.

Эта физическая величина может встречаться в самых разных веществах и процессах, однако чаще всего рассматриваются понятия диэлектрического, магнитного и упругого гистерезиса. Магнитный гистерезис как правило появляется в магнитных веществах, например, таких как ферромагнетики. Характерной особенностью этих материалов является самопроизвольная или спонтанная неоднородная намагниченность, наглядно демонстрирующая это физическое явление.

Механизм возникновения петли гистерезиса

Сам по себе гистерезис представляет собой кривую, отображающую измененный магнитный момент вещества, на которое воздействует периодически изменяющаяся напряженность поля. Когда магнитное поле воздействует на ферромагнетики, то изменение их магнитного момента наступает не сразу, а с определенной задержкой.

В каждом ферромагнетике изначально присутствует самопроизвольная намагниченность. Сам материал включает в свой состав отдельные фрагменты, каждый из которых обладает собственным магнитным моментом. При направленности этих моментов в разные стороны, значение суммарного момента оказывается равным нулю в результате взаимной компенсации.

Если на ферромагнетик оказать воздействие магнитным полем, то все моменты, присутствующие в отдельных фрагментах (доменах) будут развернуты вдоль внешнего поля. В итоге, в материале образуется некоторый общий момент, направленный в одну сторону. Если внешнее действие поля прекращается, то домены не все окажутся в изначальном положении. Для этого потребуется воздействие достаточно сильного магнитного поля, предназначенного для разворота доменов. Такому развороту создают препятствия наличие примесей и неоднородность материала. Поэтому материал имеет некоторую остаточную намагниченность, даже при отключенном внешнем поле.

Для снятия остаточного магнитного момента, необходимо приложение действия поля в противоположном направлении. Напряженность поля должна иметь величину, достаточную, чтобы выполнить полное размагничивание материала. Такая величина известна как коэрцитивная сила. Дальнейшее увеличение магнитного поля приведет к перемагничиванию ферромагнетика в противоположную сторону.

Когда напряженность поля достигает определенного значения, материал становится насыщенным, то есть магнитный момент больше не увеличивается. При снятии поля вновь наблюдается наличие остаточного момента, который снова можно убрать. Дальнейшее увеличение поля приводит к попаданию в точку насыщения с противоположным значением.

Таким образом, на графике появляется петля гистерезиса, начало которой приходится на нулевые значение поля и момента. В дальнейшем, первое же намагничивание выводит начало петли гистерезиса из нуля и весь процесс начинает происходить по графику замкнутой петли.