Управление климатом и отоплением в умном доме

Наше здоровье и работоспособность во многом зависят от условий микроклимата и воздушной среды в жилых и общественных помещениях. По мере насыщения зданий отопительно-вентиляционными системами, осветительной техникой и электробытовым оборудованием современный дом становится все сложнее. Системы автоматизации позволяют не только контролировать и управлять всем домом, но и могут позаботиться о нашем здоровье.

То, каким воздухом Вы дышите, какова его свежесть и чистота, душно, жарко или холодно Вам, во многом зависит от инженерных систем, специально предназначенных для обеспечения воздушного комфорта. Система управления климатом используется для поддержания и изменения параметров температуры, влажности и циркуляции свежего воздуха снаружи и внутри помещений. Работу системы обеспечивают приточная вентиляция, кондиционеры, электрическое или водяное отопление, теплые полы, приводы открывания окон.

• Для управления применяют датчики, фиксирующие текущее состояние микроклимата в доме, а также средства управления - переключатели и панели. Система выполняет функции:
• управления качеством воздуха (температура, влажность, озонирование) в зависимости от времени года и суток;
• режима проветривания с помощью автоматического открывания окон;
• управления радиаторами отопления;
• управления теплыми полами;
• автоматического поддержания температуры и влажности в специальных помещениях (винный погреб, библиотека, галерея и т.п.).
• аварийная остановка системы отопления

Как известно, биологические процессы человека лучше протекают при определенных температурах. Так наибольшая работоспособность проявляется при температуре окружающей среды 25 C, а сон при 18 C, при этом в кладовке может быть до 7 C, а в прихожей — 17 C. Гибкая настройка системы термоконтроля способствует не только повышению комфорта дома, но и экономии энергозатрат. В природе колебания температуры часто происходят в течение дня. Теплые дни сменяются холодными ночами, происходит чередование сезонов года. Отслеживая температуру как внутри помещения, так и вне, «умный дом» автоматически создает благоприятные условия для его обитателей.

При этом в любом современном доме системы отопления, вентиляции и кондиционирования работают на охлаждении сверху, нагреве снизу и притоке/циркуляции чистого воздуха.

По законам физики теплый воздух поднимается вверх, а потому нагревательные элементы в доме (радиаторы и теплые полы) расположены так, чтобы воздуху было куда подниматься. Нагревательные элементы могут быть электрическими или используют теплоноситель (воду), гоняемый по трубам.

Радиаторы ставятся под каждым окном, а в больших комнатах имеет смысл использовать "принудительную конвекцию" для лучшей циркуляции воздуха и быстрого прогрева пространства. Скорость циркуляции воздуха регулируется автоматически.

Система теплого пола используется главным образом для нагрева холодных напольных покрытий в ванных, прихожих и на кухне. Выводить управление теплыми полами на "умный дом" можно, но не обязательно. Если нагрев воздуха до заданной температуры осуществляется с помощью радиаторов, то регулятором теплого пола вы будете пользоваться редко. В этом случае можно установить регулятор, который обеспет переход с дневного на ночной режим работы и включение по таймеру.

При выборе типа теплого пола обратите внимание на то, что монтаж электрического теплого пола дешевле и проще, чем водяного, но в эксплуатации электрические полы особенно энергозатратны. Использовать электрический теплый пол для поддержания температуры воздуха в помещении возможно, например, в небольших ванных комнатах без окон. В просторной ванная комнате с окнами лучше установить радиатор. Иначе из-за инерционности системы пол постоянно будет чересчур горячим или холодным: система выключается по достижении текущей температуры до определенного порога.
Круглосуточный контроль над системой отопления исключает возникновение и развитие аварийных ситуаций. Выход из строя одного из узлов системы отопления не повлияет на общую безопасность. Подача воды в теплый пол прекращается в случае прорыва труб, а в случае с электрическими полами происходит полное их обесточивание. Остановка систем отопления сопровождается оповещением об аварийной ситуации.

Подготовка воздуха (система вентиляции, воздуховодов, диффузоров и вентиляторов) может включать его охлаждение, нагрев, увлажнение или осушку, очистку (фильтрацию, озонирование, ионизацию и т.д.) от бактерий, вирусов и микроорганизмов, неприятных запахов, табачного дыма, никотина, аллергенов, при этом позволяет поддерживать все эти параметры воздуха независимо от внешних колебаний. Часть этих задач может быть распределена между системами вентиляции и кондиционирования. Однако полноценная система вентиляции не может обойтись без приточной и вытяжной вентиляции. Обычно система приточной вентиляции имеет свой блок управления и связана с "умным домом". Основные параметры работы системы (температура и расход воздуха) выставляются в момент пуска. Для вытяжной вентиляции можно реализовывать алгоритмы управления, интегрируя их с системой "умного дома". В этом случае возможно включение света и вытяжного вентилятора в ванных по датчикам движения, вытяжки на максимальную мощность в курительных комнатах и на кухне при срабатывании датчика качества воздуха.
Как правило, кондиционирование (охлаждение сверху) работает в жаркое время года и отключается, когда температура за окном приводит к необходимости включить нагреватель системы вентиляции. Обычно громоздкие настенные пульты управления кондиционерами диссонируют с любым интерьером. Поэтому на этапе проектирования системы "умный" дом стоит предусмотреть термостаты с кнопками и специальные блоки управления для кондиционеров. В последнее время в Европе активно внедряется идея панельного охлаждения потолков. Общий принцип системы сходен с теплыми водяными полами, только змеевики монтируются на потолке, и температура воды в них около +15°С.

Система "умный дом" - это интегрированный подход, объединение систем отопления, вентиляции и кондиционирования на уровне управления. В ней заложены алгоритмы работы, позволяющие поддерживать заданные параметры воздуха и разные климатические зоны в помещениях с минимальными затратами энергоресурсов.

Система "умный дом" позволяет обеспечить:

• Охлаждение или нагрев (кондиционер не работает одновременно с радиатором). Исключением может быть теплый пол, поддерживающий оптимальную температуру внизу в охлаждаемом кондиционером помещении.
• Ночное снижение температуры в спальнях и безлюдных помещениях создает комфортные для сна условия, позволяет экономить на энергоресурсах. В летнее время в пустых помещениях кондиционеры отключаются на ночь.
• Минимизация работы оборудования в отсутствие хозяев. (возможны режимы работы "дневное отсутствие" и "отпуск"). Во втором случае происходит "консервация": отключение кондиционеров и вентиляции, и вывод системы отопления на минимальную мощность. Возвращаясь домой, можно заранее перевести помещение на комфортный режим – активизировать систему управления климатом через Интернет или по телефону.

Система климат-контроля позволяет управлять такими параметрами, как температура, влажность, приток свежего воздуха индивидуально для каждой комнаты, включать/выключать систему фильтрации воздуха, создать для каждого члена семьи инвидуальную систему климата, погоды в доме (например, в детской комнате всегда свежий воздух без сквозняков), но дает экономию средств, решение проблемы энергосбережения. Например, система может быть настроена таким образом, что подача тепла в нерабочее время и в выходные дни снижалась или отключалась совсем. Это особо актуально для владельцев загородных коттеджей с автономной системой отопления. Системы позволяет дистанционное включение котла отопления или переключение в экономный режим. Для более рациональной жизнедеятельности офиса возможен контроль состояния коммуникаций: электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения, обеспечение комфортных условий для сотрудников компании (климат–контроль и т.д.).

Разрабатывая общий подход к организации климат-контроля в доме, важно не упустить из виду такие специфические зоны, как бассейн, винный погреб, библиотека, галерея и зимний сад. Помимо температуры воздуха здесь приобретает особенный смысл такой параметр воздушной среды, как влажность. В бассейнах устанавливаются приборы, снижающие влажность воздуха. В зимних садах и оранжереях, наоборот, приходится искусственно поднимать влажность не только воздуха, но и почвы с помощью специальных систем орошения. Кроме того, для уюта растений важен правильный выбор светового режима. «Умный дом» не позволит испортиться коллекции книг, вин или картин, создавая наиболее благоприятные условия для их хранения.

С системой "умный дом" микроклимат в вашем доме станет здоровей и комфортней. А дом будет жить своей жизнью, замирая в отсутствие хозяев и просыпаясь при их появлении.