умное отопление в частном доме своими руками
Инверторная система отопления — лучшее решение для загородного дома
Зачастую выбор отопления для частного дома ставит человека в тупик. Пестрящая реклама обещает надёжность, дешевизну и комфорт одновременно. В большинстве случаев под этим соусом подаются до боли знакомые и устаревшие отопительные системы: газовые, дизельные, электрические. Ничего нового, кроме обёртки! Но будущее уже наступило и у всего этого появилась достойная альтернатива.
Технологичные инверторные конвекторы Electrolux, выпускаемые одним из лидеров в этой области, служат основой для создания недорогой и что, главное, высокоэффективной системы отопления. Инверторная система отличается рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с отоплением электрическим котлом с водяными радиаторами.
Инверторная система отопления на базе конвекторов Electrolux с блоком управления digital INVERTER и WiFi модулем
Минимальные энергопотери
Главное, что отличает инверторную систему отопления от электрических котлов — это интеллектуальное управление, которое не расходует электричество впустую. Это доказал ряд экспериментов, проведённых специалистами Московского энергетического института.
Испытания проводились в специальной теплоизолированной камере института, которая воспроизводит теплопотери помещения. В камере последовательно сравнили работу двух систем отопления: инверторной системы отопления и системы на базе электрического котла. Испытания показали, что в равных условиях для поддержания заданной температуры инверторная система использовала электричества на 40% меньше, чем электрический котёл.
График сравнения затрат электроэнергии при поддержании температуры 25оС двух систем отопления на основе исследований Московского Энергетического Института
Отличительная черта
Инверторная система отопления состоит из конвекторов, соединённых единым управлением. Конвектор — это электрообогреватель, принцип работы которого основан на конвекции, то есть нагревании и смешивании горячих и холодных воздушных масс.
При обогреве электричеством вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Поэтому каждый лишний градус – это дополнительные расходы электроэнергии. Лишние градусы возникают тогда, когда работой прибора управляет обычный термостат. Такой конвектор сначала перегревает воздух выше установленного значения на несколько градусов, тратя больше энергии, затем выключается, давая время температуре снизиться на несколько градусов. Следует новый цикл подогрева и так далее. В таких циклах тратится лишняя электроэнергия и быстрее изнашивается электроника прибора.
Блок управления с технологией digital INVERTER
Этого недостатка лишён конвектор с инверторным блоком управления и высокочувствительным температурным датчиком. Для поддержания заданной температуры нагревательному элементу инверторного конвектора не требуется постоянно включаться, используя максимальную мощность, а потом выключаться для остывания. Инверторный блок управления плавно снижает мощность работы нагревательного элемента по мере приближения текущей температуры к заданной и затем работает на точное поддержание температуры с постоянным минимальным потреблением электричества.
Если сравнивать инверторное отопление с котлом, то система на электрическом котле и радиаторах значительно инерционнее, она медленнее реагирует на изменение внутренней температуры и поэтому потребляет больше электроэнергии, чем необходимо для поддержания комфортной температуры.
Никаких труб!
Простота и дешевизна монтажа инверторной системы отопления заключается в полном отсутствии трубопроводов. Дело в том, что элемент системы — конвектор, одновременно является и генератором, и источником тепла. Ему не нужны сложные трубопроводы, как между котлом и радиаторами. Не требуется штробить стены, уделять повышенное внимание надёжности соединений, использовать множество запорной и регулирующей арматуры.
WiFi-модуль для связи прибора с WiFi-сетью дома
Языком цифр
Самые затратные статьи бюджета при установке отопления — это покупка оборудования и услуги монтажников. Минимум, на который можно рассчитывать при установке электрического котла на дом площадью 120 кв. м. — ориентировочно 220 тысяч рублей.
Стоимость инверторного отопления на дом с такой же площадью, а это 7–9 инверторных конвекторов, составит 70–80 тысяч рублей. К этой сумме прибавятся незначительные расходы на кабель и розетки.
Управление конвектором через мобильное приложение Hommyn
Микроклимат в доме
Система отопления на базе инверторных конвекторов позволяет легко управлять домашним микроклиматом. Зачастую не имеет смысла поддерживать одинаковую температуру во всех помещениях. Разумнее разделить дом на отдельные зоны. Например, в ванной может быть и 25 градусов, в гостиной и спальне 22˚С, а в хозяйственных помещениях достаточно и 18˚С. Такой эффекта можно получить несколькими способами.
Распределение конвекторов по зонам
Выгода и безопасность
Отдельно стоит выделить высокую надёжность, долговечность и неприхотливость инверторной системы. Конвекторы обладают высоким классом пылевлагозащиты, что даёт возможность использовать оборудование во влажных помещениях. Инверторные конвекторы прошли все необходимые испытания и имеют сертификат пожарной безопасности МЧС.
Анализ инверторной системы Electrolux показал, что её использование, включая монтаж, выгоднее и дешевле эксплуатации электрических котлов. Важным фактором является гибкость – отдельные модули легко сформируют систему, которая будет адаптирована под конкретное жилое пространство; при необходимости дом можно разделить на зоны и управлять ими, в том числе с применением технологии ограничения мощности.
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. 
К контроллерам можно подключить любые системы, работающие от электросети
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?
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. 
Систему можно разместить на цокольном этаже, в подвальном помещении
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
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.
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. 
Большинство современных программаторов и контроллеров имеют встроенный и GSM, и Ethernet протоколы
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. 
С недавнего времени компания Xiaomi поставляет на рынок собственные контроллеры
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. 
Athom Homey – лучшая модель на рынке, но и цена у нее самая высокая
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. 
В систему «умный дом» можно подключить не только отопление, но и вентиляцию, водопровод, освещение и другие элементы современного жилища, работающие от электричества
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.
Умное отопление в доме
Умное отопление дома реализуется в рамках системы «Умный дом». Вы можете самостоятельно контролировать вентиляцию в доме, водоснабжение и можете также дистанционно управлять отоплением в доме, контролируя температуру воздуха и изменяя ее при необходимости.
При том отдельная организация такого отопления не слишком дорогое удовольствие. Вы можете отдельно приобрести наборы для климата, чтобы умное отопление работало на вас, не ударяя по семейному бюджету.
В наш век современных технологий, такая возможность, как подключение дистанционного отопления, программирование его и управление на расстоянии уже не кажется чем-то сверхъестественным. Убедитесь сами, такая услуга проста в использовании и работает в разы эффективнее централизованных батарей.
К слову, подобные ресурсы сегодня – то хорошая возможность сэкономить. Благодаря тому, что работа отопления экономит в значительном количестве энергоресурсы, тратить на него вы сможете на порядок меньше.
Как устроено умное отопление?
В систему отопления квартиры или загородного дома включены не только радиаторы, но и разного рода конвекторы, теплые полы, полотенцесушители. В последнее время актуален вариант теплых стен, нагревающих воздух в комнате зимой, и охлаждающих его летом.
Всем этим набором, а в загородном доме приборов, отвечающих так или иначе за отопление, можно управлять отдельно или в комплексе.
Система управления может представлять собой единый компьютерный блок, которому подконтрольны приборы в доме и датчики температуры в комнатах и снаружи.
Система анализирует показатели датчиков, и если температура отличается от той, что выставлена в программе, дает команду к работе. Режим температуры, комфортной для пребывания в доме, задает владелец индивидуально.
Умное отопление может быть экономичным, но при условии соблюдения ряда условий. Так, на температуру в доме влияет не только погода за окном, но и другие факторы, влияющие на климат в доме, а именно:
И даже самая умная система не будет работать с должной эффективностью, если не устранить по максимуму причины, приводящие к потере тепла. Если стены недостаточно защищены, система отапливает воздух, а вы теряете средства, затрачиваемые на ее работу.
Конечно, в этом случае комфортная температура, которую вы задаете, будет поддерживаться, однако при этом потребуется больше энергии для реализации задачи.
Как контролируется умное отопление?
Здесь все зависит от того, покупаете ли вы готовую систему, или же пытаетесь реализовать ее самостоятельно.
Сделать систему умного отопления в доме самостоятельно реально, но связано с массой нюансов. На каждый прибор и отопительный узел можно поставить контроллеры, которые будут связаны с температурными датчиками в доме.
Далее вы устанавливаете необходимую температуру и вариант, когда прибор перестает работать: по достижению определенной температуры воздуха, или же по времени включения и выключения.
Реализация системы таким образом имеет ряд существенных недостатков: приборы, установленные в доме, настраиваются по-отдельности и между собой не связаны, то есть «договорить» о своей работе не смогут. При том приборы, установленные в доме, реагировать на похолодания за окном не будут, так как не получат об том информации.
Централизованное управление умным отоплением также возможно. Контроль над приборами удаленно осуществляется по единой системе, при этом каждой группе приборов дается своя установка.
Подобная система работает в комплексе и не требует индивидуальной настройки каждого отдельного прибора. Благодаря тому, что все приборы в системе сообщают друг другу информацию, они способны работать в комплексе, что позволяет решать поставленную задачу по достижению комфортной температуры более эффективно и экономично.
Опять же, приобрести готовый пакет умного отопления с той или иной задачей гораздо проще, чем делать ее самостоятельно.
Для того чтобы процесс отопления был более эффективным, рациональным решением будет распределение площади дома на конкретные температурные зоны и уже для них задавать программу работы приборов.
Скажем, жилая зона будет получать тепло более активно, гараж, коридор или тамбур будут отапливаться с меньшей интенсивностью. Это еще один способ снизить расходы на работу системы.
Важным условием эффективной работы системы является наличие температурных датчиков не только внутри дома, но и за его пределами. Благодаря тому, что отопительная система может соотнести температуру внутри и снаружи, она может задать оптимальный темп работы самостоятельно, без вмешательства владельца.
Удаленное управление электроприборами и отоплением в частном доме
Благодаря развитию беспроводной связи, практически не осталось территорий, где бы ни был обеспечен устойчивый прием сигнала мобильных сетей. Теперь высокоскоростные технологии передачи данных позволяют получать от многочисленных датчиков информацию о температуре в комнатах, движении в заданных зонах, расходовании электроэнергии… Даже если вы не дома. И в этой мы статье обсудим, с помощью каких решений можно организовать удаленное управление электроприборами.
Простой путь: готовый комплект «Умный дом»
Умный дом — это комплекс систем для автоматизации ежедневных задач по контролю за климатом и работой устройств. В зависимости от задач, может состоять из различных датчиков, контроллеров и приборов. С помощью этого инструмента решают и простые цели (включение и отключение потребителей электричества), и создают сложные проекты. Например, поддержание в заданный период температуры на указанном уровне.
Перед покупкой нужно определить задачи, для которых приобретается система. Ведь от их списка будет зависеть итоговый выбор в пользу того или иного предложения. Традиционно набор для организации умного дома состоит из следующих элементов:
Преимущество покупки готовых комплектов заключено в простоте установки. Все приборы и датчики уже готовы работать, нет никаких сложностей с выбором комплектующих. А главный недостаток в том, что с некоторыми элементами будет работать только рекомендованная производителем техника. Согласитесь, обидно, когда к кондиционеру не подходит датчик температуры.
Такие наборы продвигают операторы «Большой тройки», популярные российские разработчики Livicom, Кситал и т.д.
Удаленное управление с помощью умной розетки
Если потребности в готовом комплексе нет, а задача состоит во включении/выключении электроприборов по заданному алгоритму, купите умную розетку. Это самый простой способ удаленного управления устройствами. Ведь в большинстве случаев он не требует специальных знаний, может быть установлен компетентным электриком.
В зависимости от потребностей пользователя, розетки отличаются функциями. В них могут использоваться:
Такие розетки можно включать в состав сигнализации.
Эти устройства позволяют настраивать автоматические алгоритмы включения потребителей электроэнергии. С их помощью контролируют статус подключенных приборов. Для управления используют мобильные и компьютерные программы. Самый очевидный способ применения умных розеток в загородном доме или на даче — подключение обогревателя.
Популярны розетки Xiaomi, Alonio, Digma. Их стоимость колеблется от нескольких сотен до пяти-шести тысяч рублей (в зависимости от функционала).
Удаленное управление отоплением
Если дом оборудован полноценной системой отопления, обойтись розетками не удастся. Для реализации удаленного управления котлом понадобится комплекс из термостатов, контроллеров, датчиков, устройств регулировки расхода теплоносителя.
Выбор модели начинают с определения задач и возможностей. Например, на первом этапе уточняют принцип связи: будет использоваться проводное соединение с сетью или GSM/WiFi.
Далее нужно выделить задачи, с которыми должен справляться комплекс. От них зависит итоговая стоимость:
Очевидно, что многое зависит непосредственно от самого котла. При покупке нужно обратить внимание на возможность подключения к нему термостата с удаленным управлением.
Системы выстраиваются вокруг термостата, для работы которого подбирают контролер и прочие компоненты. Среди лидеров рынка GSM-термостатов — российская компания Микро Лайн. Например, цена контроллеров ZONT со встроенным модемом начинается с 8000 рублей. Их использует большинство организаций, занимающихся отопительными системами. Основное их преимущество — возможность подключения к котлам любых фирм. Конечно, если есть подходящие клеммы.
Управление теплым полом
В каждом случае выбор контроллера для системы удаленного управления теплым полом через интернет зависит варианта установки был использован:
Подробно останавливаться на этом не будет, так как тема подготовки теплого пола заслуживает отдельной статьи.
В данном случае принцип работы достаточно прост. Теплорегуляторы получают информацию от датчиков температуры и исполняют заложенную пользователем программу. В зависимости от использованной системы также возможен зональный контроль.
Для настройки удаленного управления водяным теплым полом востребовано оборудование польской компании TECH Controllers. В целом же подойдут любые теплорегуляторы. Можно покупать модели, в характеристиках которых есть информация о наличии встроенного GSM-модема.
Самостоятельная организация удаленного управления
Если вы предпочитаете самостоятельную разработку сложных систем, начните создание дистанционного контроля с изучения GSM-модулей.
Например, MA3402 — домашняя автоматика, которая позволяет управлять отоплением и электроприборами с помощью SMS. Функционал ограничен: оповещает об изменении температуры и может включать и выключать приборы. В системе сигнализации MA3402 работает как электронный замок. При желании возможности расширяются путем подключения датчиков с реле.