Подключенные системы отопления: выгоды действительные и мнимые

С. Зотов, к.т.н.
Зададимся вопросом: кто или что управляет «неподключенной» системой отопления?
Подключенные системы отопления: выгоды действительные и мнимые

Термин «подключенность» (connectivity) в ходу не так давно, он упоминается в одном ряду с другими современными направлениями развития отопительного оборудования, такими как повышение энергоэффективности или снижение выбросов, и обозначает возможность для причастных лиц обмениваться с оборудованием информацией через сотовую сеть или Интернет. Поскольку в пользу подключенности зачастую приводятся довольно сомнительные аргументы, такие как преувеличенная экономия или возможность для пользователя «управлять отоплением своего дома в любое время из любого места», необходимо вдумчиво и непредвзято разобраться: в чем же, на самом деле, выгода?

Зададимся вопросом: кто или что управляет «неподключенной» системой отопления? Ответ прост: это делает автоматическая система управления. Поскольку основное ее назначение - поддерживать заданную температуру теплоносителя в подающем трубопроводе или же – температуру воздуха в помещении, то и имя ей - термостат.Термостаты бывают разные – от простейших механических, как, например, радиаторный термостатический вентиль (ТРВ), или аналоговых, с ручной регулировкой (рис. 1), до цифровых, со сложным алгоритмом регулирования. Конечно же, у системы управления котлом есть и другие функции, связанные, чаще всего, с безопасностью, однако, какими бы важными эти функции ни были, они остаются вспомогательными.

Но причастен ли к процессу управления сам пользователь? Да, но только постольку, поскольку именно он задает, руководствуясь своим представлением о комфорте, величину регулируемого параметра системы, т.е. температуры. В принципе, после задания температуры пользователь может надолго забыть о необходимости «управлять» своей системой отопления, и вспомнить о ней лишь тогда, когда приходит время платить по счетам за потребленную энергию или энергоноситель. Какова бы ни была эта плата, человек всегда задается вопросом: а нельзя ли ее снизить? Оказывается – можно, но для этого нужно чаще вспоминать про термостат и менять на нем задание: на ночь – на пару градусов ниже, перед выходом из дома – вообще наминимум. Довольно сложно все эти манипуляции постоянно держать в голове, но тут на помощь приходит программируемый термостат.

Программируемые термостаты позволяют пользователю задавать разные температуры для разныхпериодов времени (рис. 2). Идея планирования заключается в том, что задание более низкой температурыдля тех периодов, когда все в доме спят под теплым одеялом, или когда вообще никого нет дома, позволит пользователю экономить энергию и деньги без потерь в комфорте. Из-за такой предполагаемой экономии в некоторых странахв начале 2000-хстроительные нормы игосударственные программы начали требовать использования программируемых термостатов. Однако вскоре оказалось, чтоне так все просто: несколько социологических исследований в США и Западной Европе показали, что до 70% владельцев программируемых термостатов используют их в режиме ручного регулирования. Но даже те из них, кто не пренебрегал возможностью программирования, делали это так, что их системы отопления потребляли в среднем на 12% больше энергии, чем системы с ручным термостатом.В качестве основных причин этого назывались недостаточное удобство использования программируемых термостатов и низкая информированность пользователей  – им никто не объяснил, как связаны задаваемые значения температуры и экономия.

В 2007 году канадская компания Ecobee представила на рынке «умный» термостат (smartthermostat), представлявший собой программируемый термостат с сенсорным экраном и возможностью wi-fi-подключения к интернету (рис 3).Улучшенный пользовательский интерфейс облегчал для пользователей задание графиков температуры, а подключенность позволила добавить новые функции, такие как удаленный контроль температуры, анализ потребления энергии и зонирование системы отопления. Анализпотребления энергии домохозяйством впервые дал возможность тем пользователям, кто к этому стремился, стать ответственными потребителями энергоресурсов.В то время, когда разрабатывались первые прототипы умных термостатов, многие заявляли об экономии до 40% на счетах за отопление с помощью этих продуктов. Однако через некоторое время регулирующие органы вмешались, чтобы избежать ложной рекламы, и теперь производителям больше не разрешается заявлять о такой большой потенциальной экономии. Как выяснили более поздние исследования, реальная экономия от применения умных термостатов может составлять (но не обязательно составляет) 10-15%.

Умные термостаты, за счет более удобного пользовательского интерфейса с функциями подсказок и оповещений, частично решили проблему некомпетентного планирования, но не решили ее полностью - для этого необходимо было изъять из картины человека и переложить анализ данных и необходимые вычисления на компьютер. Это было сделано в 2011 году, когда американская компания NestLabs разработала обучающийся термостат (learningthermostat) Nest (рис. 4).

В нем были использованы новые типы датчиков и алгоритмы, технологии машинного обучения и облачных вычислений. Все это позволяло термостату Nest собирать данные о поведении и предпочтениях обитателей дома и, обрабатывая их, составлять такой график отопления, чтобы обитателям было комфортно, когда они дома, и чтобы экономить энергию, когда дома никого нет. Если составленный компьютером график отопления начинал противоречить планам домочадцев (например, они покинули дом, или собрались вернуться в неурочное время), пользователи могли дистанционно внести в этот график изменение. Важно, что такая корректировка программы означает вовсе не оптимизацию (потому что её уже произвел компьютер), а наоборот - увеличение потребления энергии в целях повышения комфорта. Так что ,в случае обучающегося термостата, частые заявления о том, что дистанционное вмешательство пользователя позволяет сберегать энергию, лишено оснований чуть менее чем полностью.

Для расчета экономии от применения обучающихся термостатов предлагались разные модели, но точки над i расставило исследование данных реального потребления энергии американскими домохозяйствами до и после установки в них термостатов Nest. В исследовании участвовали 735 домохозяйств с газовым отоплением и 624 – с электрическим отоплением и кондиционированием в 41 штате. Наблюдая за потреблением ими энергии в течение года, компания Nest определила, что средняя экономия газа при использовании обучающегося термостата составила 10%, а экономия электроэнергии - 17,5%. Термостаты Nest оказались настолько успешными на рынке, что в 2014 году компания NestLabs была приобретена корпорацией Google за более чем 3 миллиарда долларов.

Подключенность термостата, однако, не отменяет необходимости в подключенности теплогенератора – будь то котел или тепловой насос. Эта необходимость вызвана тем, что теплогенератор, как правило, имеет сложное устройство, и в процессе его работы его собственная система управления собирает и обрабатывает большой объем данных о работе его отдельных узлов. При каком-либо сбое в работе котла система может, основываясь на этих данных, определить причину сбоя и выдать код ошибки на дисплее – так это работало до сих пор. Теперь же подключенный котел может передавать эти данные в облако производителя или обслуживающей компании, которые, обработав данные, сообщают клиенту о возможном наличии проблем и, при необходимости, могут запланировать вмешательство специалиста.

Имея удаленный доступ к данным о состоянии теплогенератора, сервисная компания может быстрее понять, в чем заключается неисправность, и лучше организовать техническое обслуживание или ремонт оборудования. Например, если неисправность вызвана незначительной проблемой, которую может решить непосредственно клиент, сервисная компания может помочь ему это сделать, проконсультировав по телефону. Для компании это означает сэкономленную поездку на объект, а для клиента - меньше неудобств. В периоды кризиса, например, во время пандемии COVID-19, это особенно важно для снижения риска заражения. Если же неисправность требует замены частей или узлов, сервисная компания узнает об этом еще до того, как ее специалист отправится к клиенту домой. Это позволит специалисту заранее подобрат ьнужную деталь, избежав дополнительной поездки для диагностики.

Что еще, помимо более качественного и быстрого технического обслуживания, получает от подключенности котла пользователь? Информация о работе котла, а часто - и всей системы отопления, доступна пользователю на смартфоне, планшете или ноутбуке – любом устройстве, на котором пользователь установил приложение, предоставляемое производителем (Рис. 5).

Это приложение позволяет пользователю задавать программу работы всей системы отопления или даже отдельных ее зон на периоды от суток до недели. Возможность настройки и контроля работы котла через приложение делает ненужным большой дисплей с высоким разрешением на самом котле, что приятным образом отражается на его цене. Еще один бонус: для реализации погодозависимого управления не потребуется приобретать и устанавливать датчик наружной температуры – ее значение приложение почерпнет из интернета.

Что же касается возможности «управлять котлом из любой точки мира», которую обещают практически все производители подключенных котлов, то, чисто теоретически, такая возможность есть. С практической же точки зрения, никто не может сказать, кому и какая от этого выгода.

  Получить pdf версию журнала и подписаться на рассылки заполнив форму обратной связи
  Заполнив форму, я соглашаюсь на политику HeatClub в отношении рассылок
Имя
Телефон
E-mail
Комментарий
Введите символы, изображенные на картинке