把暖通系统接入智能家居,设计师是这样考虑的

2022-11-25 11:38:58 Author: sspai.com(查看原文) 阅读量:7 收藏

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作为在智能家居领域耕耘十余年的专业设计师特别想和大家分享我的一些关于智能生活的体验和心得,趁着这次自己家里装修,根据自己的技术经验及实际需求设计了全屋智能家居系统,经过我一年时间的实际生活体验,也总结了一些经验和使用感受,我将分成几个系统单独介绍和分享。

智能暖通系统

暖通系统主要就是空调系统和地暖系统;由于我家的建筑结构和层高等问题,无法使用更方便智能控制的中央空调,所以客厅采用的是海尔的一拖一风管机空调,其他房间采用了米家的壁挂空调,海尔的空调可以使用海尔智家 app 控制,米家的空调可以使用米家 app 控制;地暖系统由于是在南方没有集中供暖,所以都是采用烧天然气的壁挂炉提供热量,各个房间有独立的温控器。

地暖系统

系统介绍

很多人不明白为什么要费劲整个智能的暖通系统,普通的暖通系统不是一样加热工作吗?其实这是很多人的误区,装智能温控系统的最大好处就是帮你省钱!很多朋友家里使用地暖的都知道,每个冬季的取暖费用是一笔很大的开支,平均的燃气费用在 1000-2000 / 月,根据不同的供暖面积以及设置的温度不同,有些甚至可能都超过 2000 的费用,导致有些家庭即使安装了地暖冬季都不敢开启使用,高昂的燃气费用阻碍了人们享受舒适生活的权利。

我自己是一个比较怕冷的人,特别是在杭州这种冬天湿冷的环境下,所以我在装修设计的时候就把地暖作为必选项,也为了让家人能生活在一个舒适的家中。之前给客户设计智能温控系统更多的是考虑方便管理控制,现在自己家里使用更多的也需要考虑使用成本等费用问题。

地暖控制系统

这张地暖控制系统图就是我设计使用的,整个系统可能跟大部分普通地暖用户家里的一样,它最主要的区别就是采用了智能化,可联网的温控器,可以通过温控器网关连接手机 app 进行操作控制和设定温控日程,以及联动控制了壁挂炉。

那为什么使用智能化的可联网控制的地暖温控器就能省钱呢?传统的地暖温控器除了可以控制温度外也可以编程设置日程温度,可是面板上的编程操作非常复杂,很多用户也不会注意到这个功能,暖通公司都会告诉你地暖开启后就不要关,就保持一个舒适的温度设定,频繁的开关地暖反而更加浪费燃气,可是你白天出门工作家里都没有人,地暖的温度仍然设置在一个舒适的温度(例如 22 度),这必然会造成能源的浪费,有些节约的人出门前就会手动把温度调低 3 度,等回到家再把温度调高,地暖的升温又比较慢,这在舒适性和节能性上就出现了冲突,而且更多的人是懒得去每个房间调整温度的,这是个麻烦的事情。

那么智能的温控器就完美的解决了这个问题,每天的不同时期的温度设置都可以在手机 app 上完成设置,比如早上 8 点出门后温度自动调低 3 度,晚上 7 点到家前温度提前调到舒适的温度,到了晚上睡觉的时候温度再调低一些,这些不同的温度设置场景还可以在不同的房间单独设置,非常的简单快捷,设置好以后的温控器每天就按照这个设定自动运行,通过设定温度的调整可以有效的减少壁挂炉的运行时间,从而达到节能省钱的目标。

Nest 温控器

客厅区域使用的 Nest 温控器就更加智能,在初期使用时它会自动学习你的使用习惯以及根据季节的变化自动适应,只需使用一段时间后便会每天自动运行,Nest 温控器可以使用内置的传感器和您手机的位置来检查你是否离开,然后将自己设置为节能温度以节省能源。

当然并不是说安装了智能温控器后你家里的燃气费用一定会降低,整个地暖系统的能源消耗取决很多因素,比如地暖系统的设计施工水平,房子的墙体保温性能,室外的温度以及房间的朝向,还有个人的使用习惯,设定过高温度或是经常开窗通风就会比较浪费能源。以上这些因素有些是无法改变的需要我们在前期设计和施工的时候提前进行优化,有些使用习惯我们试着调整一下,再结合使用智能的温控系统,肯定是可以有效降低系统的运行费用。

使用体验

我自己家的地暖温控系统使用的是一套 Heatmiser(赫迈泽)的 NEO 系列产品,Heatmiser 是一个英国老牌的采暖控制厂商,这套 NEO 采暖系统可以完美与苹果的 Homekit 智能家居系统对接,也可以使用厂商自己的 NEO app 独立或远程控制。客厅区域采用的是 NEST 温控器控制。

Heatmiser 温控器

NEO 系统组成也非常简单,由各房间的 neoStat 地暖温控器 + neoHub 智能网关 + UH6 接线中心组成,接线中心(地暖联动控制器)可以连接温控器并供电,控制多个区域的地暖阀门(电热执行器),以及联动锅炉和循环泵。有些朋友家里的地暖系统没有这个接线中心,就是地暖温控器直接控制地暖阀门,我配这个接线中心的主要目的就是联动锅炉,具体的原因后面再解释;这套系统不仅可以控制水地暖,电地暖或是空调风机盘管也都有相应的配套产品。

Neo app

上图是我家 NEO app 的设定页面,自定义编程里的日程设置为:7 点(起床时间)设定温度 21.5 度,10 点(上班时间)设定温度 20 度,18 点(下班时间)设定温度 22 度,23 点(睡觉时间)设定温度 19.5 度,周末可以单独设置,全部设定 OK 以后,温控器就会自动运行,完全不用手动操作。主页菜单里可以看到每个房间温控器的状态:当前的房间温度以及是否在加热,也可以手动设定外出,待机等功能。

电费单

上图是我家今年的燃气费用账单,账单每 2 个月抄一次,2022-02 月的燃气费用是包含 01 月和 02 月一起的费用,总计是 1049 元,平均下来每个月是 500 多元,这个费用应该是比较低的水平了,我记得家里的地暖是从上年的 12 月 1 号开启的,温控器的温度设置基本是按照上面的参数设置的。同样的温度设定,室外温度不同的话体感温度是不一样的,我会根据自己的冷暖感受进行微调,让室内始终处于舒适的状态,既不会感觉冷,也不会过热,室温设置每高一度即意味着能耗增加约 6%。南方的建筑外立面一般都没有保温层,为了使房屋能有良好的保温效果,在装修的时候把门窗更换为较厚的双层玻璃断桥铝门窗,阳台也用铝合金门窗封起来,特别是客厅和阳台间的移门不要拆除,这样可以更好的隔绝外面的冷空气,让地暖系统的能耗降低。

施工流程

设计阶段

首先找一家靠谱的暖通公司帮你定制化设计暖通方案,用什么类型的采暖系统,用什么品牌的采暖设备,是否采用智能的温控器,什么样的施工流程,最后是整套系统的造价是多少?以上这些你都要一一搞清楚,特别是暖通这块是装修最早要介入的工程,水电施工开始之前就要设计好方案,比如空调的位置需要预留电源,壁挂炉的位置决定了水管和燃气管的走向,温控器的位置需要预埋控制线等等,这些都需要提前考虑设计好。

户型图

上图是我家里的暖通点位平面图,房子建筑面积在 120 平左右,主要分为 4 个温控区域:

  1. 客餐厅区,
  2. 书房 + 公区,
  3. 主卧区,
  4. 次卧区

地暖的管道也是按照这个区域划分的(客厅和餐厅因为面积比较大是分为 2 条管路的),壁挂炉设计在厨房里(燃气管道和水管的限制),集分水器设计在卫生间里(在台盆柜的下方),智能温控系统因为我自己更专业就没有让暖通公司设计施工,客餐厅的温控器设计使用 Nest 温控器因为它的设计比较漂亮,其余房间设计使用 neoStat 温控器,neoHub 网关设计在储藏间的吊顶上(有预留检修口,网线及电源)方便与温控器无线通讯,还有地暖接线中心设计在储藏间的智能电箱里,其实放在集分水器箱里也是可以的。

施工阶段

厨房壁挂炉的水管预埋位置,需要根据炉子的高度及吊顶的尺寸确定水管接头的位置,有 2 根是冷水管,热水管,另外 2 根是地暖的出水管和回水管,管道上方拐了个弯是为了预留出锅炉安装打孔的位置,旁边的电源插座里还预留了壁挂炉的控制线。

客厅 NEST 温控器的预埋位置,没有买专用底盒,所以就套了一个圆管,后期 NEST 的底座刚好可以盖住,预留了控制空调和地暖的信号线,下面的底盒是智能面板,控制灯光窗帘的。

客厅 NEST 温控器预留在客厅空调的控制线,另外一根控制地暖的线引去智能电箱,还有 2 根网线是预留客厅的无线 AP 以及其他网关设备使用。

书房的 neoStat 温控器预埋位置,底盒离地高度是 0.9m,上面的智能面板离地高度 1.1m,温控器预留的 4 芯信号线至智能电箱,以后地暖接线中心就放在智能电箱里。

卫生间的地暖分水器位置,主地暖出水管和地暖回水管已经从锅炉处预埋至此处,也预留好了从智能电箱的地暖接线中心到此处的地暖阀门控制线(黑色和白色线)。

以上是整个智能温控系统的线路预埋方案,整个系统以接线中心为核心,实现了温控器到阀门的控制,主要是可以联动壁挂炉,它的作用是可以在任意一个区域温控器开启时,自动联动锅炉开启(主热源)运行,或是最后一个区域的温控器关闭时,自动联动锅炉(主热源)关闭,好处是更近一步节省能源的消耗,有时候还可以避免锅炉的频繁启停。在欧洲安装壁挂炉是强制要求安装外部的壁挂炉控制器,控制器可以根据监控温差调节锅炉大小火,而非起停锅炉,真正做到节能控制。

地暖铺设采用的是模块化的卡扣拼接地暖板(蘑菇头地暖板),整个板的厚度是 4.5cm,回填层可以比较薄,对于层高不足的房子特别适合。在窗边或门边的管道会排的密一点可以弥补热量流失。安装施工也比较简单,整套房子 2 个工人一天就可以完成铺设。

地暖的集分水器整个材质为黄铜的,质感非常棒,品牌应该是 BODEN 博登(暖通公司代理的产品),这是一个 5 路的集分水器,地暖管道系统分为 5 个区域,红色的管道表示进水管,蓝色的管道表示回水管。

左边的图是地暖模块里预留的温度传感器,后期水泥回填就密封在地面里,温度传感器连接到这个区域的温控器,可以探测地板的温度。温控器本身也内置了温度传感器,当选择内置传感器和地板传感器同时使用时,外置地板传感器用于监测地板温度,防止地板表面过热。

右边的图是地暖管道压力表,管道连接好后安装师傅给管道内注水打压,检测一下整个管路有没有漏水或是连接不好的地方,如果没有问题那么这个压力表就应该保持不动,在后期装修的过程中这个压力表也不拆走,一直检测管道压力就是为了防止后期的木工施工可能会把钉子打到地暖管道以便及时发现及时处理,有些工地是先做木工再装地暖,就是防止这个事情。

地暖回填找平施工,因为层高有限回填的高度离蘑菇头顶部只有 1.5cm,加上蘑菇头的高度 2.5cm,总共算下来有 4cm 的回填尺寸,也算是符合要求,回填的高度的越多,地面的蓄热能力就越好。墙边的一圈白色条是边界保温条,防止热量散发用的。如果地面层高空间足够可以再做一层自流平找平,这样铺木地板就非常平整。

安装阶段

我家采用的是博世的欧洲之星壁挂炉 - 24kw 采暖热水两用炉,师傅安装时候需要把排烟管道,冷热水管,以及电源都接好,燃气接口需要提前让燃气公司专员来安装开通,锅炉和管道内注水后就可以按照操作指南启动试运行了,这时候即使没装电热阀和温控器地暖系统也一样可以运行,首次启动需要等 1-2 天地暖才能热起来。

安装地暖阀门,地暖的电热阀门国内一般都是 220V 电压控制的,通电后阀门的小红帽慢慢顶起代表阀门已经打开,各个区域的阀门控制线全部接到之前预留 6 芯控制线上,再引入地暖控制中心,每个区域的地暖阀门都可以独立控制,以实现精准控温及节能。

安装地暖温控器,按照温控面板以及接线中心的要求接好控制线,另外一组黑白线是之前预埋在地下的温度探头,可以探测水泥地面的温度;温控面板的设计位置尽量不要选择在高温物体附近或是空气流通太大的地方,以免后期使用时温控面板内置的温度探头测量温度不准确而导致控制失灵。

安装地暖接线中心,这是一个 6 路的地暖接线中心,每个区域按照接线顺序把对应的温控器电源及控制线以及阀门控制线依次接好,LS 及 LR 接口是预留给锅炉的联动控制信号,当任意一个区域的地暖开启自动联动锅炉启动,或最后一个区域的地暖关闭则联动锅炉关闭。

安装壁挂炉联动信号线,之前在水电施工阶段就已经在壁挂炉的旁边预留了 2 芯的信号线,按照说明书打开壁挂炉的控制板,找到 LR/LS 的接线端口,这个端口是壁挂炉专门预留的外部控制接口,基本所有的专业壁挂炉都有这个接口,安装前端口上连接了一个短接片,把这个短接片去掉,接入我们预留的信号线,那么壁挂炉这里的连接工作就完成了。

此步骤非专业人员最好不要操作,可以找壁挂炉厂家的人员帮忙安装调试

安装温控器网关,这个网关 NeoHub 是安装在储藏间的吊顶检修口内的,之前预留了电源以及网线,网关通过无线 Mesh 网络与各个房间的温控面板通讯,再通过 IP 网络连接服务器实现手机 app 控制以及和 Homekit 系统的对接。

温控面板联网,通过简单的设置,让温控面板通过 Mesh 网络连接到温控器网关,连接成功后温控面板上会显示无线的信号表示联网成功,这时可以通过手机 app 给各个房间的温控面板命名以及联网操作。

安装 Nest 温控器,按照设计客厅及餐厅区域采用 Nest 温控器,接好线后 Nest 会提示你哪些线已经接好以及每根线的作用,Y1-Cool 制冷,W1-Heat 制热,G-Fan 风机,C-24V 电源,Rc-Power 电源。

安装 Nest 适配器,由于 Nest 温控器采用的是美国标准使用 AC24V 电源,我们必须把 AC24V 信号转换成继电器信号才能控制国内的地暖阀门,Nest 输出的 Heat 制热信号通过橙色网线控制 AC24V 的继电器,此处的继电器输出就和普通的温控器一样,通断 220V 的信号来控制阀门,只不过我们这里需要接入地暖接线中心。

这里如果搞不明白也可以买专门的 Nest 适配器,接线比较简单也有专门的指导

Nest 温控器联网,Nest 安装好后经过简单的设置就可以直接旋转控制,设定温度调到比当前室温高就是制热,设定温度调到比当前室温低就是制冷,如果要通过 app 联网控制,需具备科学上网环境,否则可能无法访问服务器。

接入 Homekit 智能家居系统,neoHub 智能网关是通过 Homekit 认证的产品,所以直接添加就可以使用,不过比官方的 app 功能要简单一些,就是基本的开关,以及温度控制;Nest 可以通过 HA 系统接入 Homekit 系统,这里就不做过多介绍。

空调系统

方案介绍

因为整个房子的层高有限,不能安装中央空调,所以客厅安装的是海尔的一拖一风管机空调,海尔的空调可以使用海尔智家 app 控制。其他房间安装的是米家的壁挂空调,米家的空调可以使用米家 app 控制,为了使客厅的空调接入 Homekit 系统,又配置了绿米的空调伴侣。

客厅风管机空调,空调伴侣就放在空调遥控面板的下方,学习了空调遥控器的红外信号后,就可以通过绿米的 Aqara Home 或是 Homekit app 来控制客厅空调,这种控制方案的问题就是红外遥控的信号是单向的,并不能接收空调的反馈信号,比如有时候你通过手机 app 把空调打开了,信号是通过 IP 网络传输的,空调伴侣就不能接收到实时的反馈信号,导致 Homekit 系统里显示空调还是关闭的。

卧室的壁挂空调,选择米家空调是因为家里还有很多米家的智能家居产品,都在一个 app 内控制比较方便,而且外观简约比较符合审美,空调的管道是从空调背后穿出去的,安装好以后墙面很干净,这个空调有个很实用的功能就是睡眠曲线,可以根据夜晚的时间设定不同的温度,到早晨再自动关闭。

总结

我们家里的空调系统比较简单,所以也不需要过多的介绍,关于智能化这块我们用的比较多的功能就是在夏天非常热的时候,回家前提前通过手机把空调打开,或是外出忘记关空调了用手机把空调关闭,这都是比较实用的功能;而地暖系统不同于空调的是地暖系统升温或是降温都比较慢,经常的开关地暖也是不合理的,而使用可定时的智能化温控系统就是一个比较优的解决方案。

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