Программируемый термостат
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2006 г. ) |
Программируемый термостат — это термостат , который предназначен для регулировки температуры в соответствии с рядом запрограммированных настроек, которые вступают в силу в разное время суток. Программируемые термостаты также известны как термостаты с функцией понижения или термостаты с часами .
Преимущества
[ редактировать ]
Потери на отопление и охлаждение здания (или любого другого контейнера) увеличиваются по мере увеличения разницы температур. Программируемый термостат позволяет уменьшить эти потери, позволяя уменьшать разницу температур в те моменты, когда уменьшение количества нагрева или охлаждения не является нежелательным.
Например, во время сезона охлаждения программируемый термостат, используемый в доме, может быть настроен на повышение температуры в доме в течение рабочего дня, когда никого не будет дома. Затем его можно настроить на включение кондиционера до прибытия жильцов, что позволит охладить дом по прибытии жильцов, сохраняя при этом энергию кондиционирования воздуха во время пиковых температур наружного воздуха. Снижение потребности в охлаждении в течение дня также снижает требования к электросети.
И наоборот, во время отопительного сезона программируемый термостат может быть настроен на понижение температуры в доме, когда в доме никого нет в течение дня, а также ночью, когда все жильцы ушли спать, повторно нагревая дом до начала отопительного сезона. жильцы приходят домой вечером или просыпаются утром. Поскольку (с точки зрения гигиены сна ) люди спят лучше, когда в спальне прохладно, и, кроме того, разница температур внутри и снаружи здания наибольшая в холодную зимнюю ночь, это снижает потери энергии.
Аналогичные сценарии возможны и в коммерческих зданиях, при условии должного учета особенностей их использования.
По данным журнала Consumer Reports , программируемые термостаты могут сократить счета за электроэнергию примерно на 180 долларов в год. [2]
Споры
[ редактировать ]Хотя программируемые термостаты могут экономить энергию при правильном использовании, небольшая экономия энергии в полевых исследованиях в жилых домах была продемонстрирована или ее отсутствие в среднем. Трудности с удобством использования в жилых помещениях, по-видимому, приводят к недостаточной экономии энергии в домах. По данным Агентства по охране окружающей среды США относительно жилых программируемых термостатов: «Имеющиеся исследования не указывают на экономию от установки программируемого термостата (PT). Некоторые исследования указывают на небольшое увеличение потребления». [3] Это подтверждается исследованиями Невиуса и Пигга. [4] Кросс и Джадд [5] и другие, а также Peffer et al. [6] есть недавний обзор по этой теме.
Помимо потенциального увеличения энергопотребления, цифровые программируемые термостаты подвергались критике за плохое удобство использования. Несколько исследований показали, что пользователям сложно программировать цифровые программируемые термостаты. [7] и пожилым людям особенно трудно их использовать (см. Combe et al. [8] ).
Было отмечено, что использованию программируемых термостатов препятствует неправильное представление о функции понижения температуры, уменьшающей количество тепла или охлаждения в потребности здания на короткое время (например, ночью или когда в нем никого нет). Считается, что если в здании разрешено изменять температуру, его система отопления или охлаждения должна «работать усерднее», чтобы вернуть его к комфортной температуре, противодействуя или даже превышая энергию, сэкономленную при снижении отопления или охлаждения. Если настроено правильно [9] [10] Функция возврата и восстановления может привести к экономии энергии от пяти до пятнадцати процентов, поскольку передача тепла между конструкцией и окружающей средой пропорциональна разнице температур внутри и снаружи конструкции. [11] [12]
Конструкция и особенности
[ редактировать ]Часы-термостаты
[ редактировать ]
Самые простые часовые термостаты могут реализовывать только одну программу с двумя периодами (более жаркий период и более холодный период), и одна и та же программа выполняется изо дня в день. Более сложные термостаты с часами могут позволять устанавливать четыре или более жарких и холодных периода в день. Обычно можно установить только две разные температуры (более высокую температуру и более низкую температуру), даже если разрешено несколько периодов. Более высокие и более низкие температуры обычно устанавливаются простым перемещением двух рычагов по аналоговой температурной шкале, почти так же, как в обычном (без часов) термостате.
Эта конструкция, хотя и проста в изготовлении и относительно легко программируется, жертвует комфортом в выходные дни, поскольку программа повторяется каждый из семи дней недели без изменений. Чтобы преодолеть этот недостаток, иногда предусмотрена кнопка, позволяющая пользователю явно (один раз) переключить текущий период с горячего периода на холодный период или наоборот; обычно эта кнопка используется для отмены «возврата», который происходит в течение рабочего дня, когда в доме обычно никого нет.
Механизм часов электрический. Для его работы обычно используются два метода:
отдельный непрерывный источник переменного тока напряжением 24 В [1] К термостату подключен (24 В переменного тока).
[2] Часы работают от аккумуляторной батареи в термостате. Эта батарея заряжается, когда термостат не требует нагрева и на нее подается напряжение 24 В переменного тока. Он разряжается для работы часов, когда термостат установлен на обогрев или охлаждение.
Цифровые термостаты
[ редактировать ]
Цифровые термостаты могут выполнять те же функции, но большинство из них обеспечивают большую универсальность. Например, они обычно позволяют устанавливать температуру для двух, четырех или шести периодов каждый день, и вместо того, чтобы ограничиваться одной «более высокой» температурой и одной «более холодной» температурой, цифровые термостаты обычно позволяют устанавливать каждый период на определенное значение. уникальная температура. Периоды обычно обозначаются как «Утро», «День», «Вечер» и «Ночь», хотя ничто не ограничивает соответствующие временные интервалы. Цифровые термостаты обычно позволяют пользователю отменять запрограммированную температуру на определенный период, автоматически возобновляя запрограммированные температуры при начале следующего периода. Обычно также предусмотрена функция «удержания» (фиксации) текущей температуры; в этом случае заданная температура сохраняется до тех пор, пока пользователь не отменит удержание или не произойдет запрограммированное событие для возобновления нормальной программы. Более сложные модели позволят освободить трюм в установленное время в будущем.
Как и в случае с часовыми термостатами, базовые цифровые термостаты могут иметь только один цикл, который выполняется каждый день недели. Более сложные термостаты могут иметь график будних дней и отдельный график выходных (так называемая настройка «5-2») или отдельные графики субботы и воскресенья (так называемые настройки «5-1-1»). отдельное расписание на каждый день недели (настройки «7 дней»). Выбор дней, определяемых как «выходные», произволен и зависит от требований графика отопления и охлаждения пользователя. Часто производитель продает три одинаковых термостата, предлагающих каждый из этих уровней функциональности, и между термостатами нет очевидной разницы, кроме заводского программирования и цены. [13]
Большинство цифровых термостатов имеют отдельные программы для нагрева и охлаждения и могут иметь цифровой или ручной переключатель для включения вентилятора печи для циркуляции воздуха, даже когда система не нагревает или не охлаждает. Более сложные модели могут быть запрограммированы на включение циркуляционного вентилятора на короткий период от 5 до 10 минут в случае, если цикл нагрева или охлаждения не выполнялся в течение предыдущего часа. Это особенно полезно в зданиях, подверженных стратификации, где без частой циркуляции воздуха горячий воздух поднимается вверх и отделяется от падающего более холодного воздуха.
Цифровые термостаты также могут иметь программируемое пользователем напоминание о необходимости замены воздушного фильтра; это подсчитывает общее время работы системы отопления/охлаждения и напоминает пользователю, когда пришло время заменить фильтр. Эта функция часто отображает накопленное время работы либо как совокупное время нагрева и охлаждения, либо отображая каждый раз отдельно.
Некоторые цифровые термостаты можно программировать с помощью телефона с тональным набором или через Интернет , например обучаемый термостат Nest .
Цифровые термостаты обычно питаются одним из трех способов:
- Сложная силовая цепь работает от источника питания 24 В переменного тока, когда термостат не вызывает, и от тока, протекающего в цепи термостата, когда термостат вызывает . Батарея используется для обеспечения резервного питания во время сбоев питания.
- Аккумуляторная батарея работает в термостате так же, как и в термостате с часами: заряжается, когда термостат не вызывает, и разряжается, когда термостат вызывает.
- Неперезаряжаемая батарея всегда питает термостат. Чтобы ограничить количество энергии, потребляемой от батареи, в таких термостатах используется импульсное реле , которое не требует постоянной подачи питания на катушку реле. Эти термостаты можно использовать в милливольтовых цепях, а также в обычных цепях на 24 В переменного тока. Срок службы батареи обычно составляет один-два года.
Цифровые термостаты с ПИД-регулятором
[ редактировать ]Более дорогие модели имеют встроенный ПИД-регулятор , так что термостат «узнает» через петлю обратной связи, как вся система (включая само помещение) будет реагировать на его команды. программирование утренней температуры на уровне 21° C Например, в 7:00 утра гарантирует, что тогда температура составит 21°C, тогда как менее сложный программируемый термостат просто начнет работать в направлении 21°C в 7:00 утра. Таким образом, ПИД-регулятор устанавливает время, в которое система должна активироваться для достижения желаемой температуры в нужное время, обработав данные температурного режима помещения путем сравнения прошлого температурного состояния помещения и его текущей температуры для оптимального запуска.
Управление процессом или промышленный термостат также обеспечивают очень стабильную температуру. [14] (например, за счет уменьшения первого перерегулирования и колебаний [15] в конце цикла нагрева), так что уровень комфорта повышается.
Коммерческие термостаты
[ редактировать ]В коммерческих целях термостат может не содержать часового механизма. Вместо этого можно использовать другие средства для выбора между «более горячими» и «более холодными» настройками. Например, если в термостате используется пневматическое управление , изменение давления воздуха, подаваемого в термостат, может выбирать между «более горячими» и «более холодными» настройками, и это давление воздуха определяется центральным регулятором. При использовании электронного управления специальный сигнал может указывать, следует ли работать с «более горячим» или «более холодным» режимом. [16]
Коды и цвета клемм
[ редактировать ]| Цвет | Код терминала | Описание |
|---|---|---|
| Красный | Р | Это было 24 |
| Красный | Правая/RC | Нагрузка НАГРЕВАНИЕ/ОХЛАЖДЕНИЕ 24 В |
| С/Х | 24 Вольт, общий | |
| Белый | Ж/П1 | Нагревать |
| Белый | П2 | Резервное тепло |
| Желтый | Д/Д1 | Прохладный |
| Зеленый | Г | Вентилятор |
| Апельсин | О/ОБ | Реверсивный клапан (тепловой насос) |
| И | Аварийное отопление (тепловой насос) |
См. также
[ редактировать ]- Умный термостат (и термостат Wi-Fi)
- OpenTherm
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Руководства и инструкции Lux TX9000TS» . Проверено 19 ноября 2020 г.
- ^ «Руководство по покупке лучшего термостата – Consumer Reports» . ConsumerReports.org . 19 июля 2022 г.
- ^ Шиллер, Дэвид (1 июня 2010 г.). «Предложение программы программируемого термостата» (PDF) .
- ^ «Энергетика и жилье в Висконсине (исследование домов, занимаемых владельцами одной семьи)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2012 года . Проверено 23 сентября 2011 г.
- ^ «Термостаты с автоматическим возвратом: измерение настойчивости и поведения клиентов» . cee1.org .
- ^ «Аспирант-исследователь Калифорнийского университета в Дэвисе и аналитик ЕЭК Марко Притони, цитируемый в Washington Post о неправильном использовании термостатов потребителями» (PDF) . 14 июля 2015 г.
- ^ Комб, Никола (2011). «Оценка количества пользователей, исключенных из системы контроля бытового отопления» . Международный журнал устойчивой инженерии . 4 : 84–92. дои : 10.1080/19397038.2010.491563 . S2CID 60586192 .
- ^ Комб, Никола (2012). «Исследование вопросов удобства использования и эксклюзивности цифровых программируемых термостатов» . Журнал инженерного дизайна . 23 (5): 401–417. дои : 10.1080/09544828.2011.599027 . S2CID 62154056 .
- ^ | Если вы думаете, что отключение термостата не экономит энергию, вы ошибаетесь!
- ^ | График программы и предлагаемое энергосбережение
- ^ Министерство энергетики США/energy.gov, Главная страница » Термостаты
- ^ Мифы о программируемых термостатах: знайте факты и увеличьте свою прибыль, Кондиционирование, отопление и охлаждение НОВОСТИ/achrnews.com
- ^ Работа в качестве термостата 5-2, 5-1-1 или 7-дневного термостата предусмотрена конструкцией и не может быть изменена конечным пользователем.
- ^ «Умный ПИД-регулятор» . 19 сентября 2016 г.
- ^ «Регуляторы температуры, использующие гистерезис» .
- ^ Термостат с регулируемым дифференциалом
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Энергосбережение, Программируемый термостат ( EERE ).
- Хронотерм Honeywell III
- Статья 1951 года «Как термостат ухаживает за вашей печью» об основах автоматических термостатов для печи, т.е. хорошие рисунки и иллюстрации на странице 149, показывающие первые термостаты с часами.