Programowalny termostat
Termostat programowalny to termostat przeznaczony do regulacji temperatury zgodnie z serią zaprogramowanych ustawień, które obowiązują w różnych porach dnia. Programowalne termostaty są również znane jako termostaty obniżające temperaturę lub termostaty zegarowe .
Korzyści
Straty ciepła i chłodzenia z budynku (lub innego pojemnika) stają się większe wraz ze wzrostem różnicy temperatur. Programowalny termostat pozwala na zmniejszenie tych strat poprzez umożliwienie zmniejszenia różnicy temperatur w okresach, w których zmniejszona ilość ogrzewania lub chłodzenia byłaby nie do przyjęcia.
Na przykład w sezonie chłodniczym programowalny termostat używany w domu można ustawić tak, aby umożliwić wzrost temperatury w domu w ciągu dnia pracy, kiedy nikogo nie będzie w domu. Następnie można go ustawić tak, aby włączał klimatyzację przed przybyciem mieszkańców, pozwalając na ochłodzenie domu po przybyciu mieszkańców, przy jednoczesnym oszczędzaniu energii klimatyzacji podczas szczytowych temperatur zewnętrznych. Zmniejszone zapotrzebowanie na chłodzenie w ciągu dnia zmniejsza również zapotrzebowanie na sieć elektryczną.
I odwrotnie, w sezonie grzewczym termostat programowalny można ustawić tak, aby temperatura w domu spadała, gdy dom jest pusty w ciągu dnia, a także w nocy, gdy wszyscy mieszkańcy poszli spać, dogrzewając dom przed mieszkańców wracających do domu wieczorem lub budzących się rano. Ponieważ (z punktu widzenia higieny snu ) ludzie śpią lepiej, gdy sypialnia jest chłodna, a ponadto różnica temperatur między wnętrzem a zewnętrzem budynku jest największa w mroźną zimową noc, zmniejsza to straty energii.
Podobne scenariusze są dostępne w budynkach komercyjnych, z należytym uwzględnieniem wzorców użytkowania budynku.
Według magazynu Consumer Reports programowalne termostaty mogą obniżyć rachunki za energię o około 180 USD rocznie.
Spór
w badaniach terenowych w budynkach mieszkalnych wykazano niewielkie lub żadne średnie oszczędności energii . Trudności z użytecznością w środowiskach mieszkalnych wydają się prowadzić do braku trwałości oszczędności energii w domach. Według US EPA dotyczącej programowalnego termostatu do mieszkań, „Dostępne badania wskazują na brak oszczędności wynikających z instalacji programowalnego termostatu (PT). Niektóre badania wskazują na nieznaczny wzrost zużycia”. Potwierdzają to badania przeprowadzone przez Neviusa i Pigga, Crossa i Judda oraz innych oraz Peffera i in. ma niedawną recenzję tematu.
Oprócz potencjalnego zwiększonego zużycia energii, cyfrowe programowalne termostaty były krytykowane za ich słabą użyteczność. Kilka badań wykazało, że programowanie cyfrowych termostatów programowalnych jest trudne dla użytkowników, a zwłaszcza osoby starsze mogą mieć trudności z ich używaniem (patrz Combe i in.).
Zauważono, że korzystanie z programowalnych termostatów jest utrudnione przez błędne wyobrażenie o funkcji obniżania temperatury, zmniejszającej zapotrzebowanie budynku na ogrzewanie lub chłodzenie na krótki czas (np. w nocy lub gdy jest pusty). Uważa się, że jeśli budynek ma możliwość zmiany temperatury, jego system ogrzewania lub chłodzenia musi „ciężej pracować”, aby przywrócić go do komfortowej temperatury, przeciwdziałając lub nawet przekraczając energię zaoszczędzoną podczas ograniczonego ogrzewania lub chłodzenia. W przypadku prawidłowej konfiguracji funkcja obniżania temperatury i odzyskiwania może skutkować oszczędnością energii od pięciu do piętnastu procent w zakresie wymiany ciepła między konstrukcją a jej otoczeniem jest proporcjonalna do różnicy temperatur między wewnętrzną i zewnętrzną częścią konstrukcji.
Budowa i funkcje
Termostaty zegarowe
Najbardziej podstawowe termostaty zegarowe mogą realizować tylko jeden program z dwoma okresami (okres cieplejszy i okres chłodniejszy), a ten sam program jest uruchamiany dzień po dniu. Bardziej wyrafinowane termostaty zegarowe mogą pozwalać na ustawienie czterech lub więcej okresów ciepłej i zimnej wody dziennie. Zwykle można ustawić tylko dwie różne temperatury (temperatura wyższa i temperatura niższa), nawet jeśli dozwolonych jest kilka okresów. Wyższą i niższą temperaturę zwykle ustala się po prostu przesuwając dwie dźwignie wzdłuż analogowej skali temperatury, podobnie jak w konwencjonalnym (niezegarowym) termostacie.
Ten projekt, choć prosty w produkcji i stosunkowo łatwy do zaprogramowania, poświęca komfort w weekendy, ponieważ program jest powtarzany każdego z siedmiu dni tygodnia bez żadnych zmian. Aby przezwyciężyć ten deficyt, czasami dostarczany jest przycisk umożliwiający użytkownikowi wyraźne przełączenie (raz) bieżącego okresu z okresu gorącego na okres zimny lub odwrotnie; zwykłe użycie tego przycisku polega na zastąpieniu „cofnięcia”, które ma miejsce w ciągu dnia pracy, kiedy dom jest zwykle pusty.
Mechanizm zegara jest elektryczny. Do jego obsługi powszechnie stosowano dwie metody:
Do termostatu dostarczane jest oddzielne, ciągłe źródło prądu zmiennego 24 V (24 VAC).
[2] Akumulator w termostacie obsługuje zegar. Ten akumulator ładuje się, gdy termostat nie żąda ogrzewania i dostępne jest napięcie 24 VAC. Rozładowuje się, aby obsługiwać zegar, gdy termostat jest ustawiony na ogrzewanie lub chłodzenie.
Termostaty cyfrowe
Termostaty cyfrowe mogą realizować te same funkcje, ale większość zapewnia większą wszechstronność. Na przykład zwykle pozwalają na ustawienie temperatur dla dwóch, czterech lub sześciu okresów każdego dnia i zamiast ograniczać się do jednej „wyższej” temperatury i jednej „zimniejszej” temperatury, termostaty cyfrowe zwykle umożliwiają ustawienie każdego okresu na wyjątkowa temperatura. Okresy są zwykle określane jako „rano”, „dzień”, „wieczór” i „noc”, chociaż nic nie ogranicza interwałów czasowych. Termostaty cyfrowe zwykle pozwalają użytkownikowi na zastąpienie zaprogramowanej temperatury na dany okres, automatycznie wznawiając zaprogramowane temperatury, gdy rozpocznie się następny okres. Zwykle dostępna jest również funkcja „zatrzymania” (zablokowania) bieżącej temperatury; w takim przypadku nadpisana temperatura jest utrzymywana do momentu anulowania wstrzymania przez użytkownika lub wystąpienia zaprogramowanego zdarzenia w celu wznowienia normalnego programu. Bardziej wyrafinowane modele pozwolą na zwolnienie blokady w określonym czasie w przyszłości.
Podobnie jak w przypadku termostatów zegarowych, podstawowe termostaty cyfrowe mogą mieć tylko jeden cykl, który jest uruchamiany każdego dnia tygodnia. Bardziej zaawansowane termostaty mogą mieć harmonogram dni tygodnia i osobny harmonogram weekendowy (tzw. ustawienie „5-2”) lub osobne harmonogramy sobota i niedziela (tzw. osobny harmonogram dla każdego dnia tygodnia (ustawienia „7 dni”). Wybór dni określanych jako „weekend” jest dowolny, w zależności od wymagań harmonogramu grzania i chłodzenia użytkownika. Często producent sprzedaje trzy podobne termostaty oferujące każdy z tych poziomów funkcjonalności i nie ma oczywistej różnicy między termostatami poza fabrycznym zaprogramowaniem i ceną.
Większość termostatów cyfrowych ma oddzielne programy ogrzewania i chłodzenia i może być wyposażona w cyfrowy lub ręczny przełącznik do włączania dmuchawy pieca w celu cyrkulacji powietrza, nawet gdy system nie grzeje ani nie chłodzi. Bardziej zaawansowane modele można zaprogramować tak, aby uruchamiały wentylator obiegowy na krótki okres od 5 do 10 minut, jeśli cykl ogrzewania lub chłodzenia nie miał miejsca w ciągu poprzedniej godziny. Jest to szczególnie przydatne w budynkach narażonych na rozwarstwienie, gdzie bez częstej cyrkulacji powietrza gorące powietrze unosi się i oddziela od opadającego chłodniejszego powietrza.
Cyfrowe termostaty mogą również mieć programowane przez użytkownika przypomnienie o wymianie filtra powietrza; to zlicza skumulowany czas pracy systemu ogrzewania/chłodzenia i przypomina użytkownikowi, kiedy należy wymienić filtr. Ta funkcja często wyświetla skumulowany czas pracy jako sumę zarówno ogrzewania, jak i chłodzenia lub wyświetla za każdym razem oddzielnie.
Niektóre termostaty cyfrowe można zaprogramować za pomocą telefonu z wybieraniem tonowym lub przez Internet , na przykład Nest Learning Thermostat .
Termostaty cyfrowe są zwykle zasilane na jeden z trzech sposobów:
- Zaawansowany obwód zasilania zasilany jest napięciem 24 VAC, gdy termostat nie wywołuje sygnału, a prąd płynący w obwodzie termostatu działa, gdy termostat wywołuje sygnał. Bateria służy do podtrzymywania zasilania w przypadku awarii zasilania.
- Akumulator obsługuje termostat tak samo jak termostat zegarowy, ładując się, gdy termostat nie dzwoni i rozładowując się, gdy termostat dzwoni.
- Bateria, której nie można ładować, zawsze zasila termostat. Aby ograniczyć ilość energii pobieranej z baterii, takie termostaty wykorzystują przekaźnik impulsowy , który nie wymaga ciągłego dostarczania zasilania do cewki przekaźnika. Termostaty te mogą być stosowane w obwodach miliwoltowych, jak również w konwencjonalnych obwodach 24 VAC. Żywotność baterii wynosi zwykle od roku do dwóch lat.
Cyfrowe termostaty z regulatorem PID
Droższe modele mają wbudowany regulator PID , dzięki czemu termostat „uczy się” poprzez pętlę sprzężenia zwrotnego, jak cały system (w tym samo pomieszczenie) zareaguje na jego polecenia. Na przykład zaprogramowanie porannej temperatury na 21° C o godzinie 7:00 gwarantuje, że temperatura wyniesie wtedy 21°C, podczas gdy mniej zaawansowany programowalny termostat po prostu zacznie działać w kierunku 21° o godzinie 7:00. W ten sposób regulator PID ustawia czas, w którym system powinien zostać uruchomiony, aby osiągnąć żądaną temperaturę w żądanym czasie, po przetworzeniu danych reżimu temperatury pokojowej poprzez porównanie poprzedniego stanu temperatury pomieszczenia i jego bieżącej temperatury w celu optymalnego uruchomienia.
Sterowanie procesem lub termostat przemysłowy zapewnia również bardzo stabilną temperaturę (na przykład poprzez zmniejszenie pierwszego przeregulowania i wahań pod koniec cyklu grzania), co zwiększa poziom komfortu.
Komercyjne termostaty
W zastosowaniach komercyjnych termostat nie może zawierać żadnego mechanizmu zegarowego. Zamiast tego można zastosować inne środki do wyboru pomiędzy ustawieniami „cieplejszego” i „zimniejszego”. Na przykład, jeśli termostat wykorzystuje sterowanie pneumatyczne , zmiana ciśnienia powietrza dostarczanego do termostatu może wybierać między ustawieniami „cieplej” i „zimniej”, a to ciśnienie powietrza jest określane przez centralny regulator. W przypadku sterowania elektronicznego określony sygnał może wskazywać, czy należy pracować z ustawieniem „cieplejszym”, czy „zimniejszym”.
Kody terminali i kolory
| Kolor | Kod terminala | Opis |
|---|---|---|
| Czerwony | R | 24 V |
| Czerwony | prawy / RC | Obciążenie 24 V OGRZEWANIE/CHŁODZENIE |
| C / X | Wspólne 24 V | |
| Biały | W / W1 | Ciepło |
| Biały | W2 | Ciepło zapasowe |
| Żółty | T / Y1 | Fajny |
| Zielony | G | Wentylator |
| Pomarańczowy | O / OB | Zawór zwrotny (pompa ciepła) |
| mi | Ogrzewanie awaryjne (pompa ciepła) |
Zobacz też
- Inteligentny termostat (i termostat Wi-Fi)
- Open Therm
Linki zewnętrzne
- Oszczędzanie energii, Programowalny termostat ( EERE ).
- Chronoterma Honeywell III
- „How A Thermostat Tends Your Furnance” z 1951 r. Dotyczący podstaw automatycznych termostatów pieców - tj. dobre rysunki i ilustracje ze stroną 149 przedstawiającą pierwsze termostaty zegarowe