Котельная как тестовый стенд: 500 литров, автоматика и 7 часов в 3ds Max

Осень берет свое, и фокус со стен и перегородок смещается в сторону отопления.

Прошлую зиму я прошел по минимальной схеме: работал только твердотопливный котел и одна полипропиленовая ветка радиаторов. Этого хватило, чтобы пережить холода и продолжать работы внутри дома, но топить напрямую без буфера — занятие со своими нюансами. Пока дрова горят — жарко, прогорели — система быстро остывает.

На этот сезон задача другая.

Впереди чистовая отделка помещения котельной и переход на полноценную коллекторную разводку с водяным теплым полом. Но собирать финальную систему сразу в чистовую, не обкатав все узлы вживую, мне не хотелось.

Поэтому решил пойти по пути рабочего прототипа.

Задача на эту зиму

План такой: собрать тестовый вариант системы с баком-теплоаккумулятором на 500 литров и автоматикой, врезаться в уже существующие узлы и полноценно погонять всё это в реальных зимних условиях.

Что это дает:

• Проверка гидравлики. Нужно вживую посмотреть, как отрабатывает трехходовой антиконденсационный клапан в связке с лепестковым обратным клапаном («хлопушкой»), который отсекает паразитную циркуляцию после прогорания котла.
• Ночной тариф и ТЭНы. Днем систему может заряжать ТТ-котел, а ночью с 23:00 до 07:00 в работу включается блок ТЭНов. Теплоаккумулятор берет на себя роль батареи, а смесительный узел с насосом понемногу забирает ровно столько тепла, сколько нужно дому.
• Автоматика и мониторинг. В бак заложены гильзы под датчики температуры по слоям. Управление ТЭНами через силовой контактор и сценарии позволят контролировать систему с телефона и не греть бак электричеством, если с вечера он уже заряжен дровами.

Когда помещение будет готово под чистовую отделку, я просто срежу временный полипропилен (потери там копеечные — на пару тысяч рублей уголков и трубы), а всё основное железо, краны с американками, насос и клапаны перенесу в чистовую сборку.

7 часов в 3ds Max вместо переделок по месту

Чтобы не крутить фитинги в воздухе и не ездить в магазин по пять раз из-за забытого переходника, начал с проектирования в 3ds Max.

Почему 3ds Max? Когда был коронавирусный локдаун, решил изучить трехмерное моделирование. Но промахнулся с профилем. Нужно было учить проектные (инженерные) программы типа Revit или SolidWorks, а я по незнанию купил курс именно по Максу. Вот и «мучаюсь» теперь с трубами в программе для рендеров и геймдева :).

Задача была простая: поставить в сцену котел и бак, привязаться к существующим выводам и развести всю обвязку в реальных габаритах.

На всю модель ушло около 7 часов.

Сначала расставил основную запорную и смесительную арматуру, проверил, где встречаются наружные и внутренние резьбы, и подобрал оптимальное положение насосно-смесительного узла, группы безопасности и обратного клапана.

Отдельно отрисовал узел подмеса и защиты от обратной циркуляции.

Самое приятное в таком подходе — спецификация. Когда модель готова, ты точно знаешь, что тебе нужно: 9 метров рабочей 32-й трубы (10.3 м с запасом), 12 уголков на 90 градусов, 3 американки, пара латунных ниппелей и заглушка. Никаких покупок «на глаз».

По деньгам вся докупка полипропилена и мелкой латуни вышла чуть больше 7 тысяч рублей, потому что насос и часть кранов уже лежали в запасах. А весь круг — вместе с самим баком на 500 л, обвязкой, электрикой и автоматикой — укладывается примерно в 110 тысяч рублей.

При чем тут KIB4D

Для меня эта котельная — не просто очередной этап стройки.

В августе я запустил в KIB4D годовую почасовую симуляцию отопления (8760 часов), где как раз появились расчеты теплоаккумулятора, мощности котла и распределения нагрузки между дневным и ночным тарифами.

Но математическая модель в коде — это одно, а реальная физика в доме — другое.

Этой зимой у меня появится возможность снимать реальные логи температуры по слоям бака, видеть время остывания дома, расход электроэнергии по ночному тарифу и сравнивать эти графики с тем, что предсказывает расчетное ядро KIB4D.

Такая проверка боем покажет, насколько точно сходится математика и какие поправки нужно внести в алгоритмы симуляции.

Что дальше

• Закупить оставшиеся ППР-фитинги и трубу по собранной спецификации.
• Спаять трассу, врезаться в существующую ветку и опрессовать систему.
• Собрать силовой щит с контактором, подключить датчики температуры и настроить сценарии ночного тарифа.

А пока — за паяльник. Зима близко.