Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи

Преимущества шахтных котлов длительного горения

Шахтные котлы (ШК) с длительным горением пиролизного типа или котлы Холмова является одной из разновидностей твердотопливных теплогенераторов. Они относятся к классу энергонезависимых и эффективных агрегатов, с принудительным или естественным движением газовоздушной среды.

Обычно, шахтные котлы изготавливаются на промышленных площадках, тем не менее, сегодня существует много конструкций выполненных своими руками умельцами с соблюдением требований нормативов и стандартов в области изготовления и безопасной эксплуатации котельных установок.

Многие устройства комплектуются энергоэффективными функциями с дополнительным контуром нагрева воды и баком-аккумулятором.

1 Котёл Холмова
2 Принцип работы котла
3 Достоинства и недостатки
4 Изготовление шахтного пиролизного котла
- 4.1 Алгоритм создания котла своими руками.
5 Лучшие шахтные котлы

Котёл Холмова

Эта модификация печи отличается тем, что она оборудована двумя камерами — для установки теплообменника и отдельно для сжигания топлива. Эти устройства с нижним горением и высотой топки на всю высоту, что стало названием для них. Принцип действия зависит от конструкции.

Самыми популярными сегодня являются две конструкции:

пиролизные котлы Холмова (ПК);
обычного горения.

Топливо сгорает внизу закрытого топочного пространства. Вторая шахта меньшего размера, служит для дожига уходящих газов и охлаждения их в бойлере подогрева воды на отопление.

Энергонезависимые устройства контролируют температуру термостатом RT3, установленного на фронте конструкции. Для полноты горения топлива Подача воздуха в него, регулируется дверкой поддува расположенной на основной двери зольника.

Специальный ограничивающий затвор установлен для того, чтобы обеспечить минимальный воздухопроход. В верхней тыловой части агрегата находится патрубок для присоединения дымовой трубы, обеспечивающей естественную тягу.

Котел оборудован клапаном-отсекателем и компенсаторами на наружной части и внутри корпуса, предназначенных для предотвращения от разрыва сварных швов во время аварийного перегрева.

Принцип работы котла

Процесс генерации тепла происходит двумя способами: непосредственным сжиганием природного топлива и дожиганием пиролизной газовой смеси, образующейся из-за недостатка воздуха. Часть топлива тлеет, выделяя дым со смолой и сажей. Далее газы мигрируют сквозь угли, насыщаясь горючими составляющими, и превращаются в газогорючую смесь.

Эти агрегаты шахтного типа – с нижним горением. Процесс осуществляется на уровне 20.0 см нижней зоны топочного пространства. Верхнее топливо ждет в горячем резерве, пока нижнее догорит. Дымовые газы собираются примерно на уровне 30.0 см над топливом.

Основной объём первичного воздуха попадает под колосники и перемещается в часть агрегата для пиролизного дожига. Он захватывает дымовые газы над уровнем горения.

Шахты разделяет перегородка имеющая внизу малый просвет, через который пламя тягой затягивается из первой камеры в другую, где завершается полный дожиг горючих газов, омывающих с Т +850 С конвекционный теплообменник.

Радиационному нагреву подвергается отопительный контур в водяной рубашке котла шахтного типа, остататочное тепло передается теплообменнику конвекционного типа.

Достоинства и недостатки

Шахтный агрегат обладает такими основными преимуществами:

Универсальность, доступность работы на разных видах топлива, в том числе и на жидком для модифицированных установок.
Высокий КПД котла, производительность и автономность без дозагрузки топлива до 24 часов.
Продуманная конструкция, упрощающая обслуживание, загрузка/выгрузка осуществляются через отдельные люки.
Надежность и безопасность, поэтому загазованность помещения и отравление угарным газом, можно сказать, сведена на «ноль».

К недостаткам относят:

повышенное сажеобразование и смолы при сгорании топлива;
огромные габариты установки.

Изготовление шахтного пиролизного котла

Большим спросом сегодня пользуются модифицированные ПК, с высокими КПД, позволяющими сэкономить значительное количество топлива и функционирующие от одного заполнения более суток. Простота конструкции позволяет изготовить котел при наличии даже небольшого опыта сварочных работ.

Основание для создания эффективного котла Холмова своими руками послужит надежная конструкторская документация: чертежи, спецификации и расчеты, которые сегодня можно найти в интернете.

Выбирая нужный чертеж агрегата обращают внимание на объем загрузки устройства, чем он больше, тем продолжительнее будет работа и от чего зависит мощность теплогенератора.

Алгоритм создания котла своими руками.

Выполняют основную частью устройства и разделяют его на две камеры, устанавливая перегородки и задвижки, для воздухоподачи.
На металлический лист переносят схему деталей и вырезают их автогенном.
Сваривают боковые элементы усиленным швом.
Между бойлером и топкой в перегородке прорезают 2 отверстия – вверху и снизу около колосника.
Устанавливают детали топки и обваривают их.
Крепят задвижку у верхнего отверстия и закрепляют ее.
Выполняют колосники с нарезкой узких продольных щелей.
Размещают колосники на металлических уголках (чугунные) или приваривают (стальные).
Выполняют дверки топки и зольника.
Устанавливают и обваривают бойлер из труб 25 мм с водяной рубашкой.
Обустраивают камеру дожига дымогазовой смеси, приварив перегородку рядом с колосником.
Внизу выполняют отверстие, для установки воздушной трубы 50 мм с глухой заслонкой на выходном конце и множеством отверстий для создания равномерного воздушного потока.
Топочную камеры изолируют шамотом, а далее она доутепляется базальтовой ватой, что повышает теплоэффективность котлоагрегата.
Далее выполняют установку изготовленного оборудования, обвязку водяного и дымогазового трактов, монтаж отопления, после чего опрессовку системы.

Лучшие шахтные котлы

ШК пиролизного типа сегодня востребованы у населения, проживающего в одноэтажных и двухэтажных домах, поскольку они доказали свою эффективность и продемонстрировали простоту эксплуатации.

Рынок довольно быстро отреагировал на запросы покупателей и наполнился большим разнообразием агрегатов отечественных и зарубежных производителей.

В рейтингах покупок в сети 2019 году наибольшим спросом пользуются агрегаты со сроками эксплуатации более 20 лет и инновационными поверхностями нагрева.

Основные характеристики шахтных котлов.

Показатели	Пиролиз 43 Кп-10	Heiztechnik ( 12 кВт	Wirbel ECO CK Plus 25
Цена	67100 руб.	215760 руб.	277845 руб.
Модель	66694	90128	80023
Производитель	Пиролиз 43	Heiztechnik	Wirbel
Краткое описание	Продолжительность работы на 1 закладке до 10 час. КПД 85% до 90%. Энергоемкость, Низкое потребление топлива Автоматическое поддержание температуры отопления.	Мощность 12 кВт, новинка ЕС, инновационная техника. Экологический чистая установка отопления с усовершенствованной горелкой с автоподжогом и системой самоочистки . КПД – 91 %, температура нагрева – 85 С.	Универсальный агрегат для жидкого и твердого топлива. Диапазон нагреваемой среды – 40/90 С, КПД на твердом топливе – 85 %, на жидком – 90 %
Мощность кВт:	10	12	25
Вес, кг	210	350	271
Габариты (ВхШхГ), мм	1070х500х800	1370х1150х550	1260x915x1070
Диаметр дымохода, мм	160	150	160
Страна производитель	Россия	Польша	Германия

Таким образом, подведя черту, можно утверждать, что котлы шахтного типа – эффективные устройства с низким удельным расходом топлива. Такие агрегаты сегодня применяется для индивидуального отопления жилых и общественных, существенно снижая расходы владельцев на обогрев.

Что такое шахтные котлы длительного горения на дровах – устройство и принцип работы

Главным отличием, которое имеют шахтные котлы длительного горения на дровах, от аналогичного оборудования, является неприхотливость к качеству топлива. Технические характеристики котла шахтного типа, позволяют использовать для топки поленья, с влажностью до 45%. При этом сохраняются хорошие теплотехнические параметры и возможность автономной работы в течение 6-8 часов от одной закладки.

Устройство и принцип работы шахтного котла

Котел шахтного типа на дровах получил свое название по причине особенностей конструкции. Топочная камера или шахта, располагается не горизонтально, как у большинства аналогов, а вертикально. В устройстве используется принцип нижнего горения.

На практике, бытовые шахтные ТТ котлы на дровах нижнего горения, работают следующим образом:

Постоянный поток воздуха не дает загореться верхнему слою поленьев.

По мере прогорания, дрова, под собственным весом, опускаются вниз.

В топочной камере нагнетается высокая температура, что позволяет просушить поленья перед сжиганием.

Газ, образующийся в процессе пиролиза, отправляется в камеру дожига. Блок обложен шамотным кирпичом, что позволяет уменьшить теплопотери и постоянно поддерживать достаточную температуру для оптимального сжигания древесного газа.

Существуют разновидности шахтных котлов, обычно называемые по фамилиям их создателей (Холмов, Ефимов и т.п.). Конструктивной особенностью каждой модели является вместительная топочная камера с вертикальной закладкой дров.

Как топить шахтный котел дровами

Чтобы добиться максимальной теплоэффективности, потребуется научиться правильно топить шахтный дровяной котел длительного горения. Только в таком случае, удастся достичь указанных в технической документации параметров:

Отсутствия задымления помещения.

Достаточная теплоотдача.

Как показывает практика, большинство потребителей затрудняются перевести обычное горение дров в шахтном котле в режим газогенерации. Для этого выполняют следующие шаги:

Ждут в течение 15-20 минут, пока котел выйдет на рабочую мощность.

Переводят прибор в режим газогенерации.

Если дрова подобраны и уложены правильно, топка котла не принесет никаких неудобств.

Какие дрова лучше для котла шахтного типа

Несмотря на «всеядность» оборудования, КПД у шахтного котла напрямую зависит от степени влажности дров. В инструкции по эксплуатации указано, что в качестве сырья, помимо дров, для топки могут использоваться:

Опилки и щепа.

Но основным видом топлива для котла на дровах с шахтной топкой, остаются дрова. Даже если планируется использовать альтернативные типы топлива, необходимо позаботиться, чтобы как минимум около 40% закладки составляли хорошо просушенные поленья. Так, можно обеспечить максимальную теплоотдачу оборудования.

Как правильно укладывать дрова в шахтный котел

Одна из основных проблем, свидетельствующих о неправильной закладке – зависание дров в шахте. Дело в том, что горение происходит только внизу топочной камеры. Дрова опускаются под собственным весом, естественным путем.

Любые несоблюдения рекомендаций приводят к застреванию поленьев и как следствие, остановке процесса горения. Чтобы этого не произошло, соблюдают следующие рекомендации:

Дрова укладываются поперек топки, а не вдоль ее.

Снизу располагают сухие поленья, сверху можно уложить более влажные.

Подробные инструкции, относительно закладки топлива и розжига, находятся в инструкции по эксплуатации, прилагаемой заводом – изготовителем.

Преимущества и недостатки дровяных котлов шахтного типа

Водогрейные котлы с шахтным бункером для дров, отличают несколько положительных моментов:

Производительность – модели, предлагаемые различными изготовителями, предназначены для обогрева частных домов, коттеджей, промышленных и складских помещений.

Автономность – энергонезависимые шахтные ТТ котлы длительного нижнего горения на дровах, не зависят от наличия электричества. В экономном режиме, одной закладки дров хватит от 12 до 24 часов. При максимальной загруженности, добавить топливо придется уже через 6-8 часов.

Простое обслуживание – загрузка топлива и чистка камеры, выполняется через разные люки. Чтобы почистить шахту, нет необходимости останавливать котел. Зола ссыпается в специальный ящик, после чего удаляется.

Безопасность – эксплуатация котла не требует применения сложной автоматики, происходит простым, но эффективным способом. Опасность попадания дыма в помещение и отравление угарным газом почти полностью исключается.

Хорошие технические характеристики шахтного котла и при этом простота конструкции, и внутреннего устройства, привели к тому, что появилось множество схем и чертежей, указывающих, как сделать теплогенератор данного типа своими руками.

Полностью повторить качество заводской сборки в домашних условиях нереально. Результатом самостоятельного производства, стали участившиеся несчастные случаи. Безопасность могут обеспечить только отопительные агрегаты, изготовленные на заводе и имеющие соответствующую сертификацию.

Принцип работы котла Холмова — тонкости эксплуатации

Котел Холмова – твердотопливный отопительный котел шахтного типа длительного горения. Особенность устройства в том, что у него есть 2 камеры сгорания. В первой тлеет топливо, во второй – развивается реакция дожига газов, которые выделяются при термическом воздействии на сырье. Котел Холмова работает на любом твердом топливе. Производят модели с мощностью 10,12, 25 кВт. При условии загрузки камеры топливом на 100 %, длительность отопления помещений будет в пределах 12-16 часов.

Конструкция котла

Конструкция твердотопливного котла Холмова проста, если сравнивать с другими отопительными агрегатами. Состоит он из следующих деталей:

корпус (выполнен из металла, выдерживает повышенные температуры);
топливная шахта. В нее пользователь загружает твердое топливо любого типа, будь то пеллеты или обычные дрова;
камера с теплообменником;
дверцы;
колосники;
зольник (сюда ссыпаются остатки после сгорания твердого топлива);
компенсаторы расширения;
патрубок для подвода к дымоходу;
несколько входов и выходов для слива, подачи и обратки, а также установки дополнительных приборов, таких как предохранительный клапан или группа безопасности;
терморегулятор.

Загружают в шахту котла Холмова топливо сверху. Горение осуществляется на колосниках в нижней части конструкции. По мере сгорания дрова или пеллеты опускаются вниз. Это обеспечивает непрерывность процесса и, соответственно, отопления.

Верхняя закладка – также плюс котлов Холмова. Есть возможность при необходимости добавить еще твердого топлива, не дожидаясь, пока прогорит вся масса в камере.

Различия по мощности

Производители наладили выпуск трех видов котлов Холмова, которые различаются по мощности.

Энергозависимые и энергонезависимые: в чем разница

Котел Холмова может быть как энергозависимым, так и энергонезависимым. В первом случае бесперебойная работа агрегата зависит от электричества. В конструкции энергозависимого котла есть три дополнительных элемента:

дымоотсос (он же вентилятор);
контроллер;
терморегулятор.

Все они необходимы, чтобы обеспечить безопасность при работе агрегата.

Энергонезависимые модели среди потребителей более востребованы, так как они не зависят от электричества. Работу устройства контролирует встроенный терморегулятор (чаще типа RT3). Его монтируют на передней стенке, и с помощью цепочки соединяют с поддувальной дверцей.

Безопасность в конструкции

Твердотопливный котел имеет одно слабое место – при сильном нагреве во время сгорания топлива его корпусная часть может расширяться. Это чревато расхождением сварных швов и созданием аварийной ситуации. Чтобы исключить возможность подобного, производители включили в конструкцию котла Холмова компенсаторы. Они локализуются по периметру отопительного прибора. Также компенсаторы есть между камерами.

Разделительные стенки располагаются на расстоянии 24 см друг от друга. В теплообменнике компенсаторов нет, так как его габариты позволяют ему без труда поддерживать первоначальную форму даже при сильном перегреве агрегата.

Принцип действия

Принцип работы котла Холмова основывается на сжигании загруженного топлива и дожигании газов. Стоит отметить, что количество газов будет больше, чем меньше поступление кислорода в систему. В результате того, что в работе котла задействовано сразу 2 принципа, достигается максимальная генерация тепла.

Процесс горения

Котел длительного горения Холмова начинает работу с загрузки топлива в шахту. Часть его будет гореть и тлеть за счет поступления кислорода. В результате выделяется много дыма и смолы. Проходя через топливный материал, дым будет его обогащать. Также стоит отметить, что в процессе тления могут выделять активные вещества, которые дольше горят и выделяют больше тепла. Это и обеспечивает «длительное горение».

На одной заправке отопительный агрегат может бесперебойно вырабатывать тепло на протяжении 12-16 часов. Горение происходит следующим образом:

поджигается нижний слой загруженного топлива;
дым скапливается в верхней части камеры;
после прожига нижнего слоя огонь перекидывается на верхний;
дым скапливается в нижней камере, проходит через продукты горения (угли), тем самым обогащаясь. В результате получается пирогаз.

Верхняя и нижняя камера

Камеры разделены между собой стальной перегородкой, в которой предусмотрен небольшой просвет. Через него огонь перекидывается из нижней части (отсек для обогащения продуктов горения) в верхнюю (конвекционная камера). В результате значительно возрастает КПД.

В процессе горения температура в нижнем секторе верхней камеры достигает 800 градусов по Цельсию. Большая часть жара проникает в водяную рубашку. Остальное же тепло по трубам передается наружу для отопления помещения.

В качестве топлива в котле Холмова можно использовать:

опилки;
угли;
брикеты;
дрова и прочее.

Специалисты же не советуют использовать для розжига уголь. Это природный продукт, в процессе сгорания которого не будут выделяться пирогазы.

Плюсы и минусы

Отопительный агрегат имеет как преимущества, так и недостатки. С ними стоит ознакомиться перед тем, как совершать покупку или, используя чертежи котла Холмова, конструировать его самостоятельно.

Все преимущества

К достоинствам котлов Холмова стоит отнести следующие:

возможность функционирования на любом виде твердого топлива;
высокий КПД. Модельный ряд включает 3 варианта котлов с разной мощностью. Потому у пользователя есть возможность подобрать именно то, что ему нужно;
автономность работы. Энергонезависимые модели могут работать без вмешательства человека до 16 часов на одной закладке;
безопасность. Конструкция исключает возможность утечки угарного газа;
оптимальные габариты, которые позволяют установить отопительный агрегат даже в небольшом по площади помещении.

Единственный недостаток

В процессе использования котла Холмова на стенках его камер и отсеков скапливается сажа, смола. И не всегда есть возможность полноценно очистить их. Чтобы минимизировать возможность скопления сажи, рекомендуется оборудовать отопительный агрегат дымоотсосом.

Котел Холмова применяется в промышленных сооружениях и частных хозяйствах. Он неплохо справляется с отоплением загородных домов и дач. Среди его преимуществ – высокий КПД, экономия топлива и возможность длительного горения на одной загрузке. Производители выпускают модели по 10, 12, 25 кВт. Потому можно купить именно то устройство, которое будет соответствовать всем заявленным требованиям.

Как считаете, действительно ли котел Холмова такой экономный? Напишите в комментариях. Сохраните статью в закладках, поделитесь ею в социальных сетях.

Стоит ли брать шахтный твердотопливный котел

Котел шахтный на дровах: описание и особенности

Агрегат отличается высокой теплоотдачей, быстро обогревает помещение, обслуживается просто. Топка по конструкции напоминает шахту и вмещает в себя большое количество дров. Одной загрузки топлива хватает на 8-12 часов работы теплогенератора.

Поддувало выполнено таким образом, что воздуха подается немного. Его не хватает, чтобы загорелось все топливо, поэтому огонь локализуется на нижнем слое. Свежая порция дров поступает непрерывно. Горение не прекращается, пока не закончится все топливо. Благодаря такой особенности рассматриваемые агрегаты называют котлами длительного нижнего горения.

Верхний слой дров тлеет, образуя пиролизные газы. Они затягиваются воздухом во вторичную камеру, где и сгорают. Тепловая энергия газов и открытого пламени нагревает теплообменник.

Что такое — котёл Холмова?

Котлы Холмова – это твердотопливные устройства длительного горения. Их конструкция имеет две вертикальные камеры. Первая шахта, побольше, необходима для топливной закладки и процесса горения. Сжигание топлива осуществляется только в закрытом пространстве в нижней части закладки, из-за этого агрегат ещё называют котлом шахтного типа с нижним горением. Вторая шахта, что поменьше, дожигает топливные газы. К тому же в ней находится теплообменник, и именно здесь вода для отопительной системы подогревается с наибольшей силой.

Шахтный котёл функционирует на различном твёрдом топливе. Производится котёл мощностью 10, 12, 25 кВт. Полная загрузка топки обеспечивает обогрев помещения агрегатом в среднем 12-16 часов. Изготавливаются зависимые и независимые агрегаты.

Устройство и принцип работы котла

Существует несколько видов шахтных теплогенераторов, различающихся исполнением топочной камеры. Из наиболее востребованных — котел Холмова, названный так по имени изобретателя.

топливной шахты;

отсека с теплообменником;

дверцы;

колосников;

зольника;

патрубка для дымохода;

резьбовых труб для подключения водяного отопления.

Энергозависимые агрегаты оборудованы дымоотсосом, контроллером, управляющим процессом топки, предохранительной системой. Большим спросом пользуются агрегаты, работающие без электричества. Режим контролируется терморегулятором.

Шахтный дровяной теплогенератор имеет 2 вертикальных камеры: сгорания и теплообменник. Топка расположена на всю высоту, дрова загружаются через люк сверху. Во втором отсеке размещаются трубы, по которым циркулирует теплоноситель для системы водяного отопления.

Теплогенерация происходит 2 способами: от полноценного горения топлива и дожигания пиролизных газов в нижней части вторичного отсека. Воздуха через поддувало поступает мало, огонь охватывает только нижний слой дров высотой до 20 см, остальные тлеют. На место сгоревшего топлива под собственным весом медленно оседает на жар и поджигается очередная порция.

Между топкой и второй камерой устроена вертикальная перегородка с небольшим просветом снизу. Через это отверстие воздух засасывает пламя. Здесь самая высокая температура, достигающая +800° С. Выделяемая энергия передается теплообменнику.

От высокой температуры из тлеющих дров, которые находятся сверху, образуются органические соединения. Вместе с дымом они затягиваются воздухом, поступающим через поддувало, проходят сквозь угли, превращаясь в пиролизные газы. Они дожигаются во второй камере, отдавая тепло воде, циркулирующей по трубам.

Как правильно топить

Для реализации преимуществ шахтного котла и повышения эффективности теплоотдачи важны 2 момента: качество топлива и правильная укладка. Дрова твердых (например, хвойных) пород содержат много смол, которые скапливаются на стенках камер, и понижают эффективность работы. Древесные брикеты, пеллеты удобны в использовании, хорошо горят, но цена на них выше.

Розжиг и настройка котла отнимают немного времени, но от правильности прохождения этого этапа зависит качество работы агрегата.

Соблюдают несложный алгоритм:

На колосники укладывают немного топлива, поджигают, как в дровяной печи. Спустя несколько минут пламя разгорается. Когда оно становится сильным, котел выходит в рабочий режим.
Проводят дозагрузку топлива. Агрегат начинает работать в пиролизном режиме.

Не меньше половины закладки должно приходиться на сухие дрова. Полена повышенной влажности укладывают сверху: к моменту горения они успевают просушиться.

Распространенная ошибка пользователей — неправильная укладка дров, отчего они застревают в шахте. Котел устроен по принципу нижнего горения, поэтому топливо должно само опускаться на жар.

Чтобы горение не прерывалось, полена должны быть немного короче расстояния между стенками загрузочного отсека. Дрова укладывают поперек шахтного отверстия: тогда они смогут беспрепятственно опускаться вниз.

Каким образом нужно топить котел шахтного типа

Как и любой другой вид котельной техники, рассчитанной на обогрев жилых объектов, шахтный котел имеет во время эксплуатации свои тонкости и нюансы. Первое и что самое важное для нормальной работы агрегата – качество топлива, и каким образом производится загрузка дров топливную камеру. Высокая теплоэффективность твердотопливного шахтного котла достигается за счет правильной укладки дров. Правильно уложенное топливо позволит не только обеспечить максимальный рабочий эффект, но и снизит вероятность задымления жилых помещений.

Качество укладки топлива определяет продолжительность горения и соответственно, длительность работы нагревательного агрегата.

На заметку: отсутствие необходимых навыков приводит к тому, что большая часть потребителей не в состоянии правильно использовать нагревательный прибор. Вместо режима газогенерации шахтные котлы работают в обычном режиме. Соответственно эффективность работа такого агрегата крайне низка.

Что бы правильно использовать нагревательный прибор шахтного типа достаточно усвоить несложный алгоритм действий.

Первоначальный розжиг дров традиционным способом.
Через 15-20 минут котел сможет выйти на номинальную мощность.
После выхода котла в рабочий режим догружают в топливную шахту остальные дрова и переходят в пиролизный режим работы.

Правильно подобранные и уложенные дрова – гарантия того, что котел будет работать длительное время, обеспечивая ваш дом теплом.

Что касается непосредственно самого топлива, то здесь многое зависит от фантазии и финансовых возможностей владельца дома. Однако, несмотря на то, что отопительные приборы шахтного типа всеядны, КПД котла напрямую зависит, чем вы топите котел.

В топку котла идут топливные брикеты, отходы деревообработки, пеллеты. Брикеты и пеллеты считаются элитным видом топлива, однако их цена намного превышает стоимость обычных дров. Тем более, если брать во внимание неприхотливость шахтного котельного оборудования в плане топливного ресурса. Дрова являются основным топливным материалом для шахтных котлов. Во время эксплуатации, необходимо хотя бы половину закладки делать из дров.

На заметку: лучше для топки котла использовать дрова твердых пород древесины. Сосновые и еловые поленья обладают высоким содержанием смол, что может привести к образованию и скоплению на стенках камеры сгорания дегтя.

Способ укладки дров в шахтный котел

Разобравшись с принципом действия нагревательных приборов шахтного типа, с требованиями, предъявляемыми к топливу, нужно обратить внимание на способах закладки.

Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере. Причина такого явления — неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз.

Несоблюдение рекомендаций по укладке дров в данном случае чревато внезапному прерыванию основного процесса – горению топлива. Перед началом эксплуатации шахтных агрегатов следует придерживаться следующих рекомендаций:

поленья, предназначенные для закладки, должны быть меньших размеров, на несколько сантиметров меньше значений периметра топливной шахты;
дрова всегда необходимо укладывать поперек шахты, а ни в коем случае вдоль нее;
на самый низ укладываются самые сухие поленья, тогда как вверху можно расположить сырые дрова.

Нехитрые советы помогут вам добиться нормальной работы вашего котла. Одной загрузки дров, если соблюдены все правила закладки, должно хватить на 12 часов. Котел все это время будет работать самостоятельно, не требуя вашего участия.

Как увеличить продолжительность горения

Многие желают увеличить время работы теплогенератора от одной закладки топлива, чтобы реже пополнять запас. Используют 2 распространенных метода: влажные дрова и минимальную подачу воздуха.

Внимание: существенно увеличить продолжительность горения не удастся. Недостатков у таких приемов больше, чем преимуществ.

Для наиболее эффективной работы агрегата производители котлов рекомендуют использовать дрова влажностью не выше 20%. Сырое топливо снижает КПД котла, потому что часть энергии расходуется на испарение влаги. Кроме того, образуется много сажи, смолы, все это оседает на стенках, понижая эффективность нагрева воды в теплообменнике. Сужаются газовые каналы, котел дымит.

Производители оборудования допускают использование топлива влажностью до 45% и выше, учитывая при этом возможные негативные последствия такой эксплуатации.

К подобному результату приводит перекрытие подачи кислорода ниже нормального уровня. Горение замедляется, дрова тлеют, образуется излишек сажи, который оседает на стенках, снижая эффективность теплопередачи. Перекрытие задвижки на дымоходе приводит к аналогичным последствиям.

Эффективная работа котла возможна при 60-90% мощности. Увеличить время горения можно, но в небольших пределах. Если этим злоупотреблять, дом будет хуже прогреваться, затраты на топливо окажутся выше.

Как топить котел шахтного типа

Шахтный котел, как и другое отопительное оборудование, имеет множество нюансов при эксплуатации. В первую очередь главным требованием для нормальной работы оборудование является качество топлива и как производится загрузка дров в камеру. Благодаря правильной укладке дров можно получить высокую тепловую эффективность. Кроме этого можно снизить задымление дома. Качественная укладка дров помогает увеличить продолжительность горения и время работы нагревательного прибора.

Многие жители загородных домов не знают, как правильно использовать такой котел. Шахтный котел работает в обычном режиме, хотя должен функционировать в режиме газогенерации. Поэтому эффективность такой работы будет очень низкая.

Необходимо знать такие правила, чтобы правильно пользоваться отопительным котлом шахтного типа:

Первоначальный розжиг топлива должен производиться традиционным способом;
Через 20 минут работы котел выйдет на номинальную мощность;
После того, как котел начнет работать в нормальном режиме, нужно догрузить дрова в топливную шахту и перевести работу в пиролизный режим.

Несмотря на то, что для котла шахтного типа можно использовать разное топливо, следует подходить к выбору с умом. Ведь от топлива зависит коэффициент полезного действия оборудования. Основным видом топливного материала для таких котлов являются дрова. Но еще используются пеллеты и брикеты, которые стоят дороже. Рекомендуется при закладке топлива хотя бы на половину использовать дрова.

Для шахтных котлов лучше использовать дрова твердых пород древесины, так как сосна и ель содержат смолу. В результате этого может образоваться и скопиться много дегтя на стенках камеры сгорания.

Достоинства и недостатки

Главные преимущества по сравнению с котлами других типов:

Способность сжигать топливо любого качества. Кроме дров, используют древесные брикеты, пеллеты, отходы деревообработки.
КПД, достигающий 85%.
Возможность регулировать мощность.
Продолжительная работа без подачи дополнительной порции топлива.
Удобная конструкция с отдельными люками для загрузки дров и удаления пепла.
Безопасность эксплуатации. Возможность проникновения угарных газов в помещение нулевая.

К недостаткам относятся повышенное образование сажи, оседание на стенках дегтя. Для поддержания оптимальной теплоотдачи требуется периодическая чистка. К тому же большие размеры и вес оборудования усложняют монтаж.

Преимущества и недостатки

Шахтные котлы имеют и достоинства и недостатки. К их преимуществам можно отнести:

Универсальность. Благодаря тому, что они способны работать практически на любом виде топлива.
Высокую производительность. В зависимости от выбранной по мощности модели ими можно отапливать частные коттеджи, дачные домики и промышленные помещения.
Автономность. Это оборудование не зависит от электричества. При использовании экономного режима, одной закладки топлива хватит на 12 часов бесперебойной работы.
Наличие разных режимов работы благодаря широкому диапазону мощности.
Простота и удобство в обслуживании. Загружать топливо и чистить котел можно через разные люки. Наличие специального ящика для золы позволяет чистить шахту, не останавливая работу оборудования.
Безопасность в эксплуатации. Данное оборудование порадует своих владельцев длительной и бесперебойной работой в течение всего отопительного сезона.

Для использования шахтных котлов нет необходимости применять сложную автоматику. С таким оборудованием практически полностью исключается возможность попадания в помещение дыма или угарного газа. А вот к недостаткам шахтных котлов некоторые относят слишком простую его конструкцию, из-за чего некоторые стремятся сделать агрегат своими силами, что приводит к довольно неприятным последствиям.

В заключение стоит отметить, что шахтные котлы являются довольно эффективными, производительными и удобными в работе. Такое отопительное оборудование радует владельцев экономным расходом топлива, доступной стоимостью. Если вы не хотите зависеть от центрального отопления или у вас просто нет возможности подвести к дому газ, обязательно обратите внимание на твердотопливные котлы шахтного типа.

Как сделать шахтный котел в домашних условиях

Существует много чертежей агрегатов длительного горения для самостоятельного изготовления.

Полностью повторить промышленный образец невозможно, но создать аналог многим умельцам удается.

Для домашней сборки котла Холмова понадобится изготовить:

топку;
загрузочную шахту;
зольную камеру;
колосники;
теплообменный отсек;
дверцы;
заслонки;
дымовую трубу.

Наиболее важно правильно изготовить теплообменник. Если расположить его слишком низко, котел мгновенно закипит, что повлечет за собой непредсказуемые последствия.

Пошаговая инструкция изготовления шахтного котла на дровах

Начинают с изучения чертежа, после чего переносят размеры деталей на листовой металл. Вырезают элементы, сваривают корпус.

Далее приступают к изготовлению и монтажу внутренних частей:

Вырезают по размерам перегородку для установки между камерами котла. В ней проделывают отверстия: сверху и немного выше колосника.
Деталь устанавливают внутрь корпуса, приваривают.
Со стороны топки на верхнем отверстии перегородки устанавливают задвижку. С обратной стороны монтируют патрубок дымохода.
Приваривают стальные колосники: чугунные быстро деформируются. Делают их самостоятельно из листа металла или покупают.
В нижней части топки вырезают отверстие для зольника. Аналогичную операцию выполняют в стенке камеры теплообменника.
К проделанным отверстиям приваривают горловины, выступающие наружу на 6 см, внутрь — на 3 см.
Готовят основание для водяной рубашки: изнутри второго отсека горизонтально приваривают уголки. Расстояние до верха должно составлять 4 см, нижний ряд — располагаться на уровне с дном камеры догорания.
Устанавливают водяную рубашку, теплообменник из труб. Готовую деталь вставляют внутрь, обваривают.
В камере догорания на одном уровне с колосником приваривают дно. У внутренней перегородки треть детали расположена горизонтально, дальше она поднимается согласно чертежу.
Выше дна вырезают отверстие под трубу для воздуха. В ней проделывают много отверстий, вваривают ее в корпус. Наружу труба выходит на 60 мм, и на этом участке дыр нет.

Чтобы удобнее было устанавливать теплообменник, боковину корпуса со стороны этой камеры приваривают после монтажа водяной рубашки.

Внутреннюю часть камер котла футеруют шамотным кирпичом. Для прохода газов оставляют отверстия напротив проделанных в металле.

Советы и рекомендации по эксплуатации

Перед запуском проводят испытания: нагнетают воздух под давлением 1,5 атм. Наблюдают за швами, предварительно промазанными мыльным раствором: нет ли разгерметизации.

Полностью загруженный топливом котел выходит на номинальную мощность за 20 минут. В течение часа расходуется в среднем 3 кг дров. Продолжительность горения при нормальном режиме зависит от вместимости бункера.

Если погода не требует высокой температуры теплоносителя, многие агрегаты переключаются на тлеющий режим. Производители советуют загружать меньше топлива. Тление плохо сказывается на состоянии газоходов, внутренней поверхности котла.

Из всех твердотопливных агрегатов шахтные самые удобные, эффективные, неприхотливые. Для загородных домов это лучшее решение проблемы с отоплением.

Как сделать умный дом своими руками arduino, knx

В фильмах часто демонстрируется жилое помещение, которое как будто живет своей жизнью. Лампочки загораются по мановению руки, открываются шторы, после определенного слова играет музыка. Все это оборудования является интеллектуальной домашней системой, и мы предлагаем рассмотреть, как сделать умный дом своими руками, что для этого нужно, а также какова схема такой системы.

Умный дом – что это

Умный дом – это домашняя автоматика, которая является жилым расширением автоматизации зданий. Главная автоматизация может включать централизованное управление освещением, ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовую технику, открывать замки ворот, дверей, GSM и других систем, чтобы обеспечить улучшенное удобство, комфорт, энергоэффективность и безопасность. Нужно отметить, что для некоторых категорий населения (пожилых людей, инвалидов) это мероприятие может стать необходимым.

Фото — Умный дом идеи распределения

Содержание дома напрямую зависит от потребностей хозяев. Несмотря на все рекламные компании, безопасность систем значительно преувеличена. Осуществляется сильная нагрузка на электрощиток, это может быть опасно, если в квартире слабая разводка. Кулаков советует для начала поменять полностью проводку.

Фото — Простой умный дом

С новейшим внедрением в нашу жизнь SMART технологий, многие уже не представляют свою жизнь без автоматических установок, программного оборудования, нам необходим беспроводной интернет, бытовые приборы.

Домашняя автоматика относится к использованию компьютерных и информационных технологий для управления бытовой техникой и их функциями. Она может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютера/микро-контроллера с разной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматика преимущественно должна быть максимально простой.

Фото — Умный дверной замок

Достоинства использования «умного дома» в квартире на базе PIC или WAVE:

Экономичный расход времени на ежедневную настройку разнообразных механизмов, прием звонков, рассылку почты;
Использование газообразных или жидких топливных материалов, а позже использование электричества, позволило увеличить автоматизацию в системах отопления, уменьшая рабочую силу, необходимую, для ручной дозаправки обогревателя и печи.
Развитие термостатов позволило настроить более автоматизированное управление отопление, а позже охлаждение;
Так часто осуществляется охрана промышленных объектов, жилых помещений;
По мере увеличения числа управляемых устройств в доме поднимается их взаимосвязь. Например, печь может отправлять уведомления, когда он нуждается в чистке, или холодильник, когда он нуждается в обслуживании.
В простых установках, smart может включать свет, когда человек входит в комнату. Также в зависимости от времени суток, телевизор может настраиваться на нужные каналы, выставлять температуру воздуха, освещение.

Умный дом может предоставить интерфейс-доступ к бытовой технике или автоматизации, чтобы обеспечить контроль и мониторинг на Вашем смартфоне, через сервер, мини Smart для iPhone, iPod touch, а также при помощи переносного компьютера (необходим специальный soft: AVR Studio).

Фото — Контроль дома через планшет

Видео: система Schneider Electric умного дома

Элементы умного дома

Элементы домашней автоматизации включают в себя датчики (например, температуры, дневного света или обнаружения движения), контроллеры и приводы, таких как моторизованные клапаны, выключатели, двигатели и другие.

Фото — Схема управления дома

ОВК

Это отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, ОВК может контролировать температуру и влажность, к примеру, термостат интернет-контроля позволяет домовладельцу удаленно управлять системами отопления и кондиционирования воздуха здания, система может автоматически открывать и закрывать окна, включать радиаторы и котлы, теплый пол.

Освещение

Эти механизмы управления освещением могут быть использованы для управления бытового света, техники. Также сюда можно отнести систему естественного освещения, работу жалюзи или штор.

Фото — Схема умного дома

Аудио-визуальная

Эта категория включает в себя аудио-, видеосигналы для безопасности. Сюда входят:

Эффект присутствия дистанционного управления (Это самая современная технология, которая применяется для увеличения безопасности). Заключается в зажигании света, музыкальном сопровождении.
Имитация присутствия
Регулирование температуры
Регулировка яркости (электросветильники, уличное освещение)
Безопасность (сигнализация, жалюзи).

Как сделать умный дом

Интеллектуальную систему можно сделать своими руками, самый бюджетный вариант – это настройка контроля освещения в доме или включения компьютера.

Фото — Вариант управления умным домом

Чтобы сделать лампу, которая будет «сама» загораться, к ней понадобится подключить специальное оборудование. Есть несколько вариантов решения это задачи:

Установить акустическое реле (1 или x10-wire);
Присоединить диммер;
Подключить датчик движения.

Проще всего работать с датчиком. Его продажа осуществляется в любом интернет-магазине, можно купить канальный прибор, можно разработать свой собственный по своим параметрам. Единственное замечание, нельзя устанавливать с таким прибором лампу накаливания, она может не выдержать нагрузки и взорваться, лучше работать со светодиодной.

Еще один «умный» бесшумный вариант – это диммер. Здесь Вам понадобится прикоснуться к лампе, в зависимости от количества прикосновений, говорящий прибор будет менять яркость. Это очень удобно использовать на лампе в спальне, детской.

Чтобы настроить контроль и регулирование температуры, нам понадобится многоканальная система. Центральная схема контроля температуры и влажности состоит из:

Датчиков (ds1820), которые измеряют физическое состояние жидкости, воздуха.
Контроллеров (rfm12), которые могут быть простыми физическими компонентами и сложными устройствами специального назначения или встроенных компьютеров.
Приводов люнекса, которые реагируют на сигналы контроллеров.

Самый современный способ – это купить все составляющие умного дома, провода, термостаты. После установить приборы в каждой комнате, по терморегулятору на радиатор и один на котел. Также понадобится управляемый блок, или «мозг» всей системы. Его рекомендуется смонтировать на входной трубе отопления.

Фото — Система умного дома

Наиболее просто осуществляется монтаж системы видеонаблюдения и сигнализации. Принципиальные положения установки систем безопасности:

Нужно подключить датчики на окнах, дверных проемах, там электрика будет самой продуктивной;
Сложнее всего подбирается плата, от неё зависит контроллер умного дома, работа посредственных деталей, уровень сигналов;
Многие специалисты считают, что монтировать индикаторы нужно на уровне пола. Где-то см 20 от плинтуса, это повышает эффективность;
Желательно установить постоянный мониторинг, установить цифровую систему контакта со службой охраны. Часто ответственными хозяевами устанавливается специальная программа к себе на персональный компьютер, которая позволяет контролировать работу системы из любой точки, где есть интернет (так советует поступить Елена Тесля и её книга: «Умный дом: как сделать своими руками», также там есть и другие решения). Можно подключить sms-оповещения.

Умный дом – это очень удобный способ сделать свою жизнь проще, часто целая система покупается полностью (Arduino, KNX, Linux).

Стоимость каждой системы индивидуальна. Самые популярные марки следующие: beckhoff, gira, lpt, redeye, Smart Switch IOT screen, teleco. Мы рекомендуем, перед тем, как построить такое жилье, посоветоваться со специалистами, они помогут вычислить уровень нагрузки, рассчитать потребляемую мощность.

Фото — Управление светом через телефон

Чтобы почерпнуть идеи, можно пролистать В.Н.Гололобов «Умный дом» своими руками, DJVU или PDF, бесплатно посмотреть у нас фото и видео- инструкции, прочитать советы известных мастеров.

Умный дом с нуля своими руками или путешествие длиною в год

Данную статью пишу для думающих, стоит оно того или нет, и начинающих построение своего умного дома, надеюсь она поможет сделать вам свой выбор. Для тех кто думает, я не программист у меня ничего не получится, я тоже, хотя имею техническое (теплоэнергетик) образование, но никогда не работал в IT, не знаю ни одного языка программирования. Дорогу осилит идущий. Начнем с рассуждений что такое умный дом, поверьте на слово он не решит все ваших бытовых и семейных проблем, но точно сделает жизнь немного комфортней. Что такое умный дом в моем представлении год назад: 1. Красивый планшет со схемой дома висящий на стене в прихожей с которого можно управлять всем в доме; 2. Управление всем чем можно голосом. Откровение через год: планшет не нужен, так как бегать со второго этажа на первый, чтобы по управлять, неудобно. Что бы хорошо работало голосовое управление, требуется установка умной колонки в каждую комнату, когда их две – это одно. А когда значительно больше – вопрос. Сейчас для меня умный дом это то, что работает само без моего участия, и не требует управления. Все о чем пойдет речь далее сделано мною лично, может можно сделать по-другому, может проще и лучше. Но таков путь.

Краткий ликбез

Системы умного дома

1.1 Mi Home

+ красивые сенсоры и устройства; хорошее мобильное приложение; простое построение автоматизаций;

– закрытая экосистема; данные хранятся на облачных серверах; автоматизации работают через облачные сервера.

1.2 Google home

+ это google, интерфейс на высшем уровне;

– закрытая экосистема; автоматизации работают через облачные сервера; в приложении есть поддержка таких решений, о которых вообще не слышал.

1.3 Domoticz

+ открытая экосистема; большое русскоговорящие сообщество; облако через которое ты можешь зайти на свой сервер; язык для автоматизаций blockly – удобный и понятный;

– не которые вещи в нем реализовать очень сложно (или я не разобрался); не успевает обновляться документация; делаешь по написанному в Вики, а не работает, так как все поменялось; частые обновления.

1.4 HomeBridge – для поклонников apple, а так как я сторонник светлой стороны силы, прошел мимо

+ это Apple, интерфейс на высшем уровне и работать должно как часы;

– как мне сделать вот так? – А вам это не надо, мы в Apple решили, что вам нужно только так.

1.5 ioBroker – открыл интерфейс, закрыл и больше не открывал

+ были первооткрывателями много чего, хорошая поддержка многих устройств;

– такой интерфейс в 2020 году преступление.

1.6 MajorDomo – честно говоря как-то прошел мимо

+разработчики наши, мелочь, а приятно;

1.7 Home Assistant – вишенка на торте умного дома

+ открытая экосистема, нормальный интерфейс, который можно настроить самому как угодно, актуальная документация, поддержка всего чего угодно, может интегрироваться с Яндекс Алиса, Mi Home, Google home, HomeBridge, нет ничего невозможного для реализации, автоматизации ограничены только вашей фантазией;

– сложность освоения на первоначальном этапе.

Как вы уже догадались, мой выбор пал на Home assistant и далее речь пойдет о нем.

Железо

2.1 Роутер

Я живу в частном секторе, и у нас один провайдер местного масштаба, который тянет оптику и всем выдает изделие ZTE F660. Два месяца я с ним мучился, каждый день что-то отваливалось и не работало, пока не поменял его на Keenetic Ultra. Все проблемы с отвалами умных устройств как рукой сняло. Так что роутер ключевой элемент умного дома. Цена вопроса зависит от стоимости роутера.

2.2 Сервер

Для работы Home Assistant требуется сервер, на котором будут хранится все данные и управляться устройства умного дома. Тут есть несколько путей: можно установить Home Assistant на компьютер, старый ноутбук под Windows или на мини компьютеры под Linux или Ubuntu, которых сейчас бескрайнее множество, или на NAS. Тут все зависит от вашего желания и возможностей. Так как сервер должен работать в режиме 24/7, то я для себя выбрал вариант Raspberry pi 4b 4Gb. Потому что у него низкое энергопотребление, он бесшумный (эксплуатирую в безвентиляторном корпусе). У меня на нем работает Home Assistant и Plex (медиа сервер) в режиме 24/7 уже полгода, проблем с производительностью нет. Но если вы кроме этого хотите использовать какие-то еще ресурсы, то советую посмотреть в сторону NUC. Хотя начинал знакомиться с системой на Windows 10, но у меня вызывает вопросы ее стабильность с криворукими обновлениями, от которых больше вреда, чем пользы. При использовании Raspberry pi 4b, есть несколько нюансов, должен быть хороший блок питания, который выдает честные 3 А и нельзя устанавливать в безвентиляторном корпусе в закрытые ящики, так как ее рабочая температура около 50 градусов. Цена вопроса Raspberry pi 4b 4Gb около 4 тыс. руб. на Али.

2.3 Стандарты беспроводной связи умных устройств для умного дома

WiFi – он и в Африке WiFi. Для работы нужен WiFi роутер и чтобы устройство умного дома находилось в одной локальной сети с сервером. Большое количестве WiFi устройств особенно видеокамер, может влиять на скорость WiFi не умных устройств. Для стабильной работы умного дома нужен хороший WiFi роутер, причину описал ранее.

Zigbee- энергоэффективный (устройство может несколько лет работать от одной батарейки) стандарт беспроводной связи, позволяет строить ячеистые надежные сети. Для связи умных устройств Zigbee с сервером умного дома нужен координатор (шлюз). Без него умные устройства работать не будут, нужен именно Zigbee шлюз. В Zigbee несколько поколений стандартов, самые распространенные сейчас 2.0 и 3.0. Будьте внимательны шлюзы с поддержкой Zigbee 2.0 не будут работать с устройствами Zigbee 3.0. Новые Шлюзы Zigbee 3.0. имеют обратную совместимость и будут работать с устройствами старого стандарта.

Bluetooth – энергоэффективный (устройство может несколько лет работать от одной батарейки) стандарт беспроводной связи, последние его разновидности в частности Mesh, так же позволяет строить ячеистые надежные сети. Для связи умных устройств Bluetooth с сервером умного дома нужен координатор (шлюз). Без него умные устройства работать не будут, причем нужен именно Bluetooth шлюз.

2.4 Координатор или шлюз. Координатором в Home Assistant могут быть

Шлюзы различных производителей Xiaomi , Тuуа, Sonoff и д. р. Работают через облако (китайские сервера). В основном работают с умными устройствами своей экосистемы. Не поддерживают или не полностью поддерживают умные устройства других производителей. Цена вопроса около 2-3 тыс. руб. на Али.

Stick СС2531, СС2538, СС2652, вставляются в usb сервера, работают по протоколу zigbee2mqtt, поддерживают работу с устройствами большого количества различный производителей, поддержку конкретного устройства можно посмотреть у них на сайте. Работают в локальной сети, даже без интернета. Stick СС2531 не поддерживает больше 32 устройств, если планируете больше умных устройств в своей сети, обратите внимание на Stick СС2538, СС2652, они уже поддерживают более 100 устройств. Цена вопроса около 2 тыс. руб. продают их в Telegram.

SLS шлюз отдельно устройство, такое же как шлюзы Xiaomi , Тuуа, Sonoff, но так же работает по протоколу zigbee2mqtt. И работает со большим количеством различных производителей. Работают в локальной сети, даже без интернета. Цена вопроса около 3 тыс. руб. продают их в Telegram.

Мой путь

В конце 2019 года начитавшись статей на различных сайтах про умный дом приобрел стартовый набор Xiaomi для умного дома и один выключатель решил протестировать умный дом у себя в квартире. Все подключил установил Mi Home и счастливый начал эксплуатировать, так как набор был приобретен в Китае на Али, то работать в регионе Россия он отказался и пришлось его настраивать в регионе Китай. И автоматизация работала через китайские сервера, работала громко сказано. Складывалось впечатление, что майор в Китайском КГБ согласовывал включение света в моей квартире. Задержки в автоматизациях доходили до 5 секунд и работали через раз, 5 раз сработает на шестой нет (видно майор не разрешил). Помучившись неделю, поставил крест на умном доме, снял все датчики и положил в ящик. Тут бы могла история и закончится.

Но в марте 2020 году удалось приобрести частный дом в черновой отделке и решил умному дому быть начал изучать вопрос, перелопатив весь интернет приобрел stick СС2538 и установил Home Assistant на компьютер с Windows 10, сделал копипаст со статей в интернете. И о чудо все заработало задержек нет все включается моментально и работает.

Далее распланировал размещение основного электрооборудования в доме (розетки и выключатели), угадал расположение на 90 процентов, остальное решил купив накладные розетки. Приобрел Raspberry pi 4b 4Gb на Али, купил умные розетки и выключатели Xiaomi (дизайн понравился). Смонтировал все это хозяйство. Установил Home Assistant на Raspberry по урокам Alex Kvazis на youtube, кстати огромное ему спасибо на начальном этапе его уроки были не заменимы делал с них полную копию. Так как другой информации взять было неоткуда, есть хорошее русскоязычное сообщество по Home Assistant в Telegram, но на первом этапе и спросить то не понимаешь чего, и на 90% вопросов получал ответ читай документацию. Я ее честно читал но ничего понять не мог, злился. Сейчас понимаю парней, так же сижу в чате и ежедневно одни и те же вопросы повторяются. Так и хочется сказать читайте документацию. На первом этапе очень помог блог https://ivan.bessarabov.ru/, за что спасибо Ивану.

Начал эксплуатировать на stick СС2538, все работало четко и стабильно. Но тут решил купить светильники на али Xiaomi bluetooth mesh красивый дизайн, регулируется яркость и цветовая температура, так как stick не поддерживает данные устройства был куплен шлюз третий версии от Xiaomi. О нем расскажу отдельно благодаря усилиям @AlexxIT и его интеграции Xiaomi Gateway 3 для Home Assistant, данный шлюз превращается в уникальный продукт, позволяет одновременно параллельно работать умным устройствам и в Home Assistant и MiHome, только умные устройства должны быть Xiaomi. Так же Home Assistant с данным шлюзом можно интегрировать с Яндекс Алисой, Google home и HomeBridge. Так же отдельное спасибо хотел сказать @AlexITон сделал для развития популярности Home Assistant в русскоязычном сообществе очень много, является автором интеграций Sonoff LAN, Yandex.Station. Но есть ложка дегтя в бочке меда шлюза третий версии от Xiaomi, к сожалению производитель в новых прошивках шлюза даты производства с 10.2020 г. закрыл Telnet и теперь без паяльника шлюз в Home Assistant не интегрировать (говорят 10 минут работы и все сделано), но будьте в курсе.

Как вы уже догадались начиная с сентября я переехал на Xiaomi Gateway 3, уже более полугода все работает стабильно, сейчас у меня в эксплуатации 77 устройств Xiaomi, розетки, выключатели, различные датчики.

4. Сейчас уже реализовано

Управления всеми розетками и выключателями кухня

управления всеми розетками и выключателями, из любой точки мира

автоматизировано освещение туалета, ванной, коридора, прихожей, лестницы;

настроено адаптивное освещение, когда автоматически в течении дня меняется яркости и цветовая температура;

Мониторинг погоды

мониторинг погоды и микроклимата в доме

автоматизировано управление батареями в зависимости от температуры;

Мониторинг сервера

мониторинг наличия интернета и сервера;

автоматизировано управление подачи воды в зависимости от времени суток;

Датчики безопасности

сделаны датчики безопасности и уведомления в телеграмм протечка воды, задымления, загазованность, движение в доме, выключить все розетки, выключить весь свет в доме;

уведомления о нежелательных событиях в доме остановился котел, с работка датчиков безопасности;

Учет электроэнергии по группам

учет электроэнергии по группам потребителей;

Робот пылесос, увлажнитель

интегрированы различные устройства, с возможностью их управления;

время прибытия транспорта на остановку;

управление умным домом голосовыми командами Алиса и Эй google.

В планах

автоматизировать уличное освещение;

интегрировать ворота Алю тех в Home assistant;

автоматизировать полив растений

5. Где я ошибся

Приобретение умных выключателей, а затем умных лампочек. Адаптивный свет это классно, поэтому умные лампочки нужны, а с ними можно было установить глупые возвратные выключатели. Можно было сэкономить.

Покупка видеодомофона с камерами с Али, сейчас бы купил ip камеры и интегрировал в Home assistant.

Приобретение WiFi видеокамеры Xiaomi внутри дома, которая не интегрируется в Home assistant, сейчас бы купил Reolink.

Заключение

Умный дом повышает комфорт жизни, но требует массу времени и главная проблема превращается в Хобби, получаешь умный дом головного мозга. Сейчас все стабильно работает, а ты сидишь и думаешь а может еще какой датчик куда поставить и чего-то автоматизировать. Плюс главный риск когда все работает хорошо все классно, но в процессе отладки или сбоев у вашей семьи должно быть терпение и готовность к определенным трудностям, сколько раз за эти пол года я слышал от супруги, что как я достал с этой автоматизацией, когда в туалете или в ванной отключался свет, пока все отладил. Ну и самое главное должно быть физическое дублирование выключателями.

Это первая моя статья на habr, если тема умного дома интересна пишите в комментариях о чем хотите узнать все расскажу, просто Home assistant целая планета и в одной статье все не рассказать. Какие темы интересны, что хотите узнать подробней, если будет интерес напишу более подробный материал.

Как сделать умный дом своими руками: схема и описание

На данный момент доступно множество вариантов реализации системы «Умный дом» в своём жилище. Существует достаточное количество подходов к её созданию — от дорогих и сложных, для внедрения которых требуется обращение к специалистам, до наборов готовых решений, доступных для настройки каждому. Помимо этого при желании можно найти пошаговые руководства, позволяющие спроектировать такую систему самому практически с нуля на базе отдельных элементов. Рассмотрим варианты внедрения уже существующих проектов «Умный дом» и способы настройки своими руками.

Что такое «Умный дом»

Современные технологии позволяют передать выполнение рутинных действий технике, что делает жизнь намного удобнее. Все чаще люди оборудуют свое жилище полезной системой «Умный дом», помогающей автоматически создавать комфортные температурные условия, следить за освещением, настроить выполнение различных команд в нужное время и управлять техникой на расстоянии. Наличие такой системы может повысить безопасность, так как она способна просигнализировать о возникновении аварийной ситуации и даже выполнить какие-либо действия по её устранению.

Что входит в состав «Умного дома»

В состав комплекса входит набор самых разных устройств, каждое из которых несёт свою функцию. Их можно разбить на группы в зависимости от назначения.

Устройства, с помощью которых система получает команды.

Сюда входят мобильные телефоны с установленными приложениями, колонки, принимающие команды, сенсорные панели, персональные компьютеры, с помощью которых также может осуществляться управление.

Устройства, обеспечивающие работу системы.

В эту группу можно включить блоки питания, контроллеры, выполняющие вычисления, датчики, отслеживающие выполнение команд, мультирумы, распространяющие настройки и команды по удалённым друг от друга зонам, и прочие устройства, отвечающие за слаженную работу комплекса.

Устройства, выполняющие команды.

Сюда относится разнообразная «умная» техника, получающая команды согласно программе и выполняющая их. Розетки, способные включать и отключать устройства, светильники, кофеварки и т.д.

Работа всех этих устройств настраивается пользователем в зависимости от его потребностей. Выполняемый набор функций может быть очень широк: управление освещением, температурой, электроэнергией, системами мультимедиа и прочими.

Особенности реализации «Умного дома»: схемы

Рассмотрим работу системы на следующем примере.

Как видно из схемы выше, система может включать в себя управление множеством элементов – от отопления до видеонаблюдения и объединять с этой целью различные устройства (IP камеры, умные розетки, выключатели и т.д.). Передача команд от пользователя может осуществляться с помощью приложения смартфона, сенсорных панелей в доме или обычного ПК. Обработка команд и хранение информации происходит на специальных серверах, для удалённого доступа используются облачные технологии. За отслеживание текущего состояния системы и контроль исполнения команд отвечают датчики, а мультирумы служат для распределения аудио- и видеосигналов, а также различных настроек на несколько активных зон – это могут быть разные комнаты в квартире или территория за пределами дома.

Связь элементов структуры может быть построена через последовательное соединение, также используется древовидная структура, иногда проектирование системы ведётся по схеме «Звезда» или применяются комбинированные варианты.

Оборудование «Умного дома», на которое стоит обратить внимание

Приведём примеры некоторых «умных» устройств, которые могут быть успешно интегрированы в систему умного дома.

Светильник HIPER IoT DL221

Особенностями являются возможность регулировки яркости, настройки таймеров и сохранения комфортных режимов эксплуатации для разных пользователей.Оснащён качественными светодиодами, сенсорным управлением. Может регулироваться угол наклона.Камера HIPER IoT Cam F1 поддерживает облачные технологии, способна работать 8 суток в режиме записи, также в камере реализованы ночной и охранный режимы. Может крепиться к потолку или стене.

Умная сирена c метеостанцией HIPER IoT A1

Датчик позволяет контролировать микроклимат в помещении, может осуществляться управление кондиционером. Может использоваться для оповещения как сирена. Сохраняется история случаев срабатывания.

Умная розетка HIPER IoT P01

Поддерживает облачные технологии, может использоваться для удаленного включения и выключения приборов, поддерживает голосовых помощников — Алису и Google Home. Возможна настройка работы по расписанию. В случае отключения электроэнергии все настройки сохраняются.

Умный сетевой фильтр HIPER IoT PS44

Поддерживает голосовых помощников – Алису и Google Home. Оснащён евророзетками (4 шт) и USB-портами (также 4 шт). Розетки можно включать отдельно друг от друга по расписанию. Предусмотрена защита от короткого замыкания.Фильтр изготовлен из качественного негорючего пластика. При отключении электроэнергии настройки не сбрасываются.

Готовые решения и сборка своими руками

Как сделать «Умный дом» самостоятельно? На данный момент существует большой выбор вариантов построения системы — различные крупные компании выпускают новинки и предлагают свои решения и устройства. Рассмотрим несколько вариантов воплощения этой концепции.

Google Home

Компания Google много лет занимается разработками идеи умного дома и имеет семейство продуктов, на основе которых строится система управления.

Колонка Google Home

Выполняемый колонкой набор функций очень широк: с её помощью можно составить план на день, послушать новости, воспользоваться поисковой системой или поиграть в игры. Она осуществляет управление музыкой, радио, будильниками, таймерами и напоминаниями, позволяет передавать сообщения на все устройства сети. Но русифицировать её придётся самостоятельно, инструкцию можно найти в интернете. Google Home также поддерживает IFTTT, позволяющий связать в систему различные устройства.

Устройство Home Hub

Центр управления, представляющий собой колонку для общения с голосовым помощником Assistant, дополненную экраном. Устройство не оснащено камерой в целях повышения чувства комфорта и безопасности пользователей. Имеется ночной режим – устройство может передавать команды, понижающие яркость света, температуру в доме и закрывающие замки. Есть возможность управлять функциями удалённо через приложение Google Home.

Умный дом на базе ZigBee

Самостоятельно наладку системы «Умного дома» можно сделать и при помощи ZigBee. Это стандарт беспроводной связи, с помощью которого взаимодействуют все приборы в доме или квартире. ZigBee выпускается множество устройств: умные розетки, лампочки, диммеры, датчики движения, разнообразные контрольные сенсоры. Лидером среди компаний-производителей устройств, поддерживающих стандарт ZigBee является китайская компания Xiaomi.

Работа системы ZigBee осуществляется при помощи устройств следующего типа:

Координаторы, управляющие действиями системы и обеспечивающие безопасность процессов.
Маршрутизаторы, работающие постоянно и отвечающие за работу устройств в спящем режиме. Также они отвечают за восстановление в случае неисправностей. Соединяются с координатором, маршрутизаторами, а также периферийными устройствами и оборудованием для передачи информации.
Конечные устройства, отвечающие за отправку и получение данных. Соединяются с координатором и маршрутизаторами, а также связаны с сенсорами и механизмами, отвечающими за выполнение команд.

Особенности монтажа, подключения и настройки системы

Для осуществления связи между элементами системы существует два основных варианта: с помощью прокладки кабелей или беспроводным способом. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки.

Для монтажа системы, требующей соединения элементов проводами, нужно больше времени, к тому же реализация такого способа подключения может повлечь существенные финансовые затраты, если окажется, что для этого необходимо изменить планировку дома. Но в то же время преимуществом является быстрота выполнения команд, надежность и безопасность – такая система намного лучше защищена от злоумышленников.

По сравнению с первым вариантом беспроводное соединение — это бюджетный и простой в исполнении способ связи между элементами комплекса «умный дом». Он не потребует составления сложных чертежей или глобальных изменений в планировке. Минусом системы может стать её потенциальная уязвимость.

После подключения системы можно настроить работу её компонентов в приложении в соответствии со своими потребностями – отдавать голосовые команды (например, Яндекс предлагает систему «Умный дом», где управление может осуществляться передачей голосовых команд через виртуального помощника – Алису), управлять системой из приложения или настроить автоматические сценарии работы.

Облачные системы для управления устройствами

С помощью применения облачных технологий возможно осуществление удаленного доступа к системе.
При применении облачных вычислений в системах умного дома возможны два варианта. В первом варианте функция управления устройствами осуществляется облаком (и все вычисления происходят там же), благодаря этому не требуется установка контроллера, а управление может происходить откуда угодно, если есть доступ к сети.Второй случай отличается тем, что контроллер расположен в доме, а через облако осуществляется только управление.Так или иначе, облачные системы снижают требования к характеристикам контроллера, что снижает стоимость системы в целом и делает её доступнее.

Пример реализации метеостанции

Для получения комплексной информации о погоде и формирования команд на основе этих данных в систему «Умный дом» часто включаются метеостанции. Метеостанция представляет из себя систему датчиков и модуль для обработки получаемой с них информации.Метеостанция может быть выполнена как контроллер, к которому можно подключить различные датчики, может представлять собой набор сенсоров или поставляться в виде готового устройства. В своей конструкции они могут иметь флюгер или иметь корпус без подвижных элементов.Профессиональные метеостанции, как правило, оснащаются большим количеством датчиков, способных определять, помимо температуры, влажности и атмосферного давления множество других параметров, таких как:расположение солнца; степень освещенности; скорость и направление ветра.

Автоматизация откатных ворот

Для автоматизации откатных ворот также существуют различные способы, перечислим некоторые из них.

С использованием брелка-передатчика и контроллера Sonoff dc

Преимущества способа в простоте установки и надёжности.

Потребуются пульт управления, брелок и контроллер Sonoff dc.

С использованием Raspberry Pi в качестве контроллера

В качестве контроллера может быть использована любая Raspberry Pi.

С использованием модуля ввода-вывода «НЕВОТОН»

Управление в этом случае может осуществляться дистанционно с использованием мобильного устройства с помощью модуля NEVOTON IOM-5.4.1-WF и контроллера системы «Умного дома».

Заключение

Существует множество различных по сложности и стоимости систем управления домом. Можно долго составлять описания их преимуществ и недостатков, отличий и сходств, но все эти системы объединяет то, что они направлены на облегчение жизни, повышение безопасности и удобства. Эти системы способны автоматизировать часть повседневных действий, предупредить об аварийных ситуациях и неполадках, обеспечить безопасность ребёнка, если он остаётся ненадолго один. У этих систем много преимуществ, а выбрать подходящую можно, исходя из своих потребностей и воспользовавшись советами и описаниями их особенностей.