157 lines
9.0 KiB
Markdown
157 lines
9.0 KiB
Markdown
---
|
||
title: "Греющий кабель ввода воды — порог включения (расчёт)"
|
||
aliases: [Греющий кабель, heating_cable_plug, ввод воды, промерзание, обогрев водопровода]
|
||
type: tech
|
||
namespace: family
|
||
status: 🟡 Расчёт выполнен, автоматизация НЕ создана (ждёт решения Alex по типу кабеля)
|
||
created: '2026-09-16'
|
||
updated: '2026-09-16'
|
||
tags:
|
||
- family
|
||
- smarthome
|
||
- t610
|
||
- heating
|
||
- zimnik
|
||
related:
|
||
- '[[family/how-to/home-automation]]'
|
||
- '[[family/how-to/ha-automations]]'
|
||
- '[[family/documents/home-automation-wishlist]]'
|
||
---
|
||
|
||
# Греющий кабель ввода воды — порог включения
|
||
|
||
> **Задача:** определить, при какой уличной температуре включать греющий кабель, обогревающий ввод воды в дом.
|
||
> **Конструкция:** труба (ПНД) уходит сквозь бетонную фундамент-подушку **30 см** и далее в грунт (**суглинок**) на глубину **~4 м**.
|
||
> **Регион:** Новосибирск, ДНП «Лаки Парк» (55.257328, 83.048234).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 1. ИТОГ — пороги автоматизации
|
||
|
||
| Параметр | Значение | Обоснование |
|
||
|---|---|---|
|
||
| **ВКЛ** | улица ≤ **−8 °C**, выдержка **≥ 30 мин** | при −8 °C труба в бетоне достигает 0 °C (см. §4) |
|
||
| **ВЫКЛ** | улица ≥ **−3 °C**, выдержка **≥ 30 мин** | гистерезис 5 °C — бетон оттаивает медленно |
|
||
| **Безусловный ВКЛ** | улица ≤ **−20 °C** | игнорирует выдержку и гистерезис |
|
||
| **Алерт обрыва** | включили + 5 мин → `power < 5 W` | кабель/нагрузка не подключены |
|
||
|
||
**Датчик-триггер:** `sensor.h2000_pro_temperatura_ulitsa` (ZONT H2000_PRO, ZONT-шина).
|
||
**Исполнитель:** `switch.heating_cable_plug` (розетка NEO NAS-WR01B, Zigbee `a4c138eb6fbe9d19`, зона `kotelnaia`).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 2. Климатология (СП 131.13330.2020, табл. 5.1 — Новосибирск)
|
||
|
||
| Месяц | t, °C | | Месяц | t, °C |
|
||
|---|---|---|---|---|
|
||
| янв | −17,6 | | июл | +19,4 |
|
||
| фев | −15,4 | | авг | +16,4 |
|
||
| мар | −7,7 | | сен | +9,9 |
|
||
| апр | +2,3 | | окт | +1,5 |
|
||
| май | +11,0 | | ноя | −7,9 |
|
||
| июн | +17,3 | | дек | −15,3 |
|
||
|
||
- **Сумма среднемесячных отрицательных** `Mt = 17,6 + 15,4 + 7,7 + 7,9 + 15,3 = 63,9`
|
||
- **Среднегодовая t воздуха** = +1,2 °C
|
||
- Минимальная температура (СП 20.13330, карта 4) = −45 °C
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 3. Глубина промерзания и что творится на 4 м
|
||
|
||
**Формула СП 22.13330:** `d_fn = d0 · √Mt`, где `d0` зависит от грунта.
|
||
|
||
| Грунт | `d0` | `d_fn` |
|
||
|---|---|---|
|
||
| **Суглинок / глина** | 0,23 | **1,84 м** |
|
||
| Супесь, песок мелкий/пылеватый | 0,28 | 2,24 м |
|
||
| Песок гравелистый/крупный | 0,30 | 2,40 м |
|
||
| Крупнообломочный | 0,34 | 2,72 м |
|
||
|
||
**Наш случай — суглинок:** `d_fn = 0,23 × √63,9 = 1,84 м` (открытая поверхность, без снега).
|
||
**Под снегом 30–40 см** реальное промерзание меньше: **1,3–1,6 м**.
|
||
|
||
### Грунт на глубине трубы (4 м)
|
||
|
||
Температуропроводность суглинка: `a = λ / C = 1,4 / 2,5e6 ≈ 5,6e-7 м²/с`.
|
||
|
||
Глубина затухания волны в `e` раз: `z_зат = √(a·T/π)`
|
||
|
||
| Волна | Период | `z_зат` |
|
||
|---|---|---|
|
||
| Суточная | 86 400 с | **0,12 м** |
|
||
| Годовая | 365 сут | **2,37 м** |
|
||
|
||
**Амплитуда годового хода на 4 м:** `19,0 × exp(−4,0/2,37) = ±3,5 °C` от среднегодовой.
|
||
|
||
> ✅ **ГЛАВНЫЙ ВЫВОД: труба на 4 м НЕ ЗАМЕРЗАЕТ ФИЗИЧЕСКИ.**
|
||
> Там круглый год **+2,5…+3,5 °C** — грунт практически изотермичен.
|
||
> Зона промерзания (до 1,84 м) заканчивается задолго до трубы.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 4. Критичная точка — бетонная подушка 30 см
|
||
|
||
Единственное место, где есть риск. Причина: **бетон — теплопроводный мост**.
|
||
|
||
- `λ_бетона ≈ 1,7` Вт/(м·К) против `λ_суглинка ≈ 1,4` — на 21 % выше;
|
||
- сверху нет снеговой шубы, как над грунтом;
|
||
- на бетон приходится **72,6 %** перепада температуры (расчёт через термические сопротивления: `R_возд = 1/15 = 0,067`, `R_бет = 0,30/1,7 = 0,177`).
|
||
|
||
| Улица | Труба в бетоне | |
|
||
|---|---|---|
|
||
| −6 °C | +0,5 °C | |
|
||
| **−8 °C** | **−0,1 °C** | ⬅ **ПОРОГ** |
|
||
| −10 °C | −0,6 °C | |
|
||
| −12 °C | −1,1 °C | |
|
||
| −15 °C | −1,9 °C | |
|
||
| −20 °C | −3,1 °C | |
|
||
| −25 °C | −4,4 °C | |
|
||
| −30 °C | −5,6 °C | |
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 5. Почему выдержка 30 мин, а не мгновенное включение
|
||
|
||
Бетон — тепловая масса. Промерзает за часы/сутки, а не за минуту.
|
||
- Кратковременные −10 °C ночью в сентябре **не опасны**.
|
||
- После оттепели бетон оттаивает медленно → выключение с той же выдержкой.
|
||
- Инерция работает в обе стороны.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 6. Состояние железа (проверено 2026-09-16)
|
||
|
||
| Сущность | Значение | Комментарий |
|
||
|---|---|---|
|
||
| `switch.heating_cable_plug` | `off` | розетка живёт, выключена |
|
||
| `sensor.heating_cable_plug_voltage` | `223 V` | напряжение в розетке есть |
|
||
| `sensor.heating_cable_plug_power` | `0.0 W` | **ожидаемо при `off`** |
|
||
| `sensor.heating_cable_plug_energy` | `0.0 kWh` | |
|
||
| `sensor.h2000_pro_temperatura_ulitsa` | `12.8 °C` | после фикса °F→°C 2026-09-16 |
|
||
|
||
> ⚠️ **`0 Вт` — это норма, пока `switch` = `off`, а не поломка.** Ранее (2026-09-15) в [[family/documents/home-automation-wishlist]] §7 это было записано как подозрение на мёртвый мониторинг. **Уточнение:** напряжение `223 V` присутствует → розетка работает; нулевая мощность при выключенном реле ожидаема. Проверка живости нагрузки возможна только после первого включения.
|
||
> 💡 Отсюда — **алерт обрыва в автоматизации:** включили → через 5 мин ждём `power > 5 W`; если ноль — кабель не подключён либо перебит.
|
||
|
||
**Наличие кабеля:** в закупках зафиксировано «Греющий кабель в ПНД × 6 м» + «Ввод греющего кабеля» ([[family/documents/lerua-shopping]]).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 7. Что НЕ сделано (следующие шаги)
|
||
|
||
- [ ] **Автоматизация не создана.** Ждёт ответа на вопрос: **саморегулирующийся кабель или резистивный?**
|
||
- Саморег — можно не гистерезить, сам сбрасывает мощность;
|
||
- Резистивный — обязателен термостат/гистерезис, иначе перегрев.
|
||
- Дефолт безопасен для обоих типов: **гистерезис −8/−3**.
|
||
- [ ] Опционально: датчик температуры **на самой трубе** в бетоне — тогда порог снимаем с трубы, а не по воздуху (точнее, снимает неопределённость модели §4).
|
||
- [ ] Проверить в ZONT, нужен ли ему отдельный виртуальный slave под греющий кабель (сейчас управление идёт через Zigbee-розетку, ZONT в контур не включён).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Связанные заметки
|
||
|
||
- [[family/how-to/home-automation]] — топология t610, ZONT, Modbus, Zigbee
|
||
- [[family/how-to/ha-automations]] — логика и карта автоматизаций
|
||
- [[family/documents/home-automation-wishlist]] — роадмап (§7 энергетика)
|
||
- [[family/tech/ha-registry-operations]] — правка опций сущности (кейс °F→°C для H2000_PRO)
|