Fórum MyPower.CZ

Zdravím,
našel by se tu někdo schopný naprogramovat řízení topení na bázi Arduina. Projekt mám +- připravený, HW také. Ale programovací schopnosti nemám.

Díky

Jak moc rozsáhlý? kolik vstupů? jaký čidla? kolik výstupů?

Měření asi 16 teplot, ale jako řídídí hodnoty slouží cca, 1/2, zbytek jen pro přehled. Čidla DS18B20 a jeden senzor pro teploty do 400°C ( spaliny). Další vstupy jsou tlačítko start a požadavek na teplo z termostatu.
Výstup 3 čerpadla, jeden ventil, sekundární zdroj tepla a ventilátor.
Dle naměřených teplot a požadavku z termostatu se spouští čerpadla, otevírá ventil, běh ventilátoru a případně se přepne na sekundární zdroj tepla.
Představuju si krabici s displejem v kotelně, kde si můžu přečíst aktuální hodnoty a přenastavit parametry.
Bonusem by bylo logování na SD kartu a případně vzdálený přístup.

A nebylo by lepší se zaměřit na metodu získávání tepla a jeho potřebné množství? Při vhodných poměrech odpadá složité řízení a celkové (investiční+provozní) náklady jsou znatelně menší. U tepelných soustav záleží hodně na tom, jaký zdroj tepla se řídí a jaké jsou požadavky na průběh teplot. Snažit se o dobré řešení koncepčně špatně navržené otopné soustavy je zbytečně složité a při kolizi některých požadavků (gradient teplot vs setrvačnost systému vs výkon zařízení) a vlastností systému je přímo nemožné dospět ke kvalitnímu výsledku.

Podle popisu to vypadá na kotelnu se dvěma zdroji a akumulací. Vítej v klubu. Můžu se podělit se zkušenostma, které jsem realizací vlastní kotelny získal:
Za prvé - sice hledáš někoho, kdo to naprogramuje, ale nejprve je potřeba mít vymyšleno, co se vlastně má naprogramovat. Bez zkušeností to podle mě nejde udělat ani na třetí pokus. A tohle je klíčový krok, za který se obvykle platí nemalé peníze někomu, kdo to umí.
Patrně sis spočítal, že když bys to skládal z dostupných regulátorů, tak by ti 25kKč nestačilo, viď? Prošel jsem si podobným myšlenkovým pochodem a plány, jak to postavím na Arduinu. Ono HW by asi šel, ale udržet nějak přehlednou regulaci kotelny v programu je podle mě nemožné.
Takže jsem koupil PLC, které se dá programovat funkčními bloky nebo strukturovaným textem. Má to v sobě web. Jen mi zatím chybí logování, to řeším na Thingspeak, ale chystám se to předělat na Google sheet.
Kdyby byl zájem, můžu se o detaily podělit.

Teď kotelnu řídím pomocí Eurosteru, pár termostatů, a dalších kravinek. Jejich nedostatky a nemožnost spolupráce brání efektivnímu využití.
Mám to celkem promyšlené, dělal jsem si model přes programování Siemensu Logo a vypadalo to nadějně až na HW omezení Loga (ale zas grafické programování).Mám nakoupené ptákovinky pro Arduino,ale programování mi nejde. Myslel jsem si, že zkopíruju bloky stažené z netu, drobné úpravy a bude to svištět ...
Budu moc rád za zkušenosti a nápady. Případně se můžu pochlubit tím co mám k oponentuře.

Soustava topení je splynovací kotel a aku nádrže ( sekundární zdroj je plynový kotel - jako záloha,nebo když dojdou nádrže a nechci, aby holky doma mrzly a špinily se v kotelně), což si myslím, že je celkem dobrá metoda získávání tepla. Kdybych nebyl šťoura a hračička, tak bych mohl být spokojený s tím jak to funguje - kotel šlape, nehulí, v baráku teplo, obsluha +- 1x denně, bojler plný horké vody.
K potřebnému množství - dalším krokem je zateplení domu, ale na to než našetřím ... Navíc díky aku nádržím je i po zateplení systém použitelný ( tedy alespoň do doby než mě přestane bavit řešit dřevo a uhlí).

Jaký je poměr tepelné ztráty a akumulace? Jaký výkon mají zdroje?

Kotel na TP má 25 kW, 1500 l natopí tak za 4-6 hodin při současném topení do baráku. Ztráty domu nevím, ale v tomto období stačí nádrže na cca. 1,5 dne, vč. času natápění . Z topení se také natápí 250 l bojler ( pokud je v bojleru nižší teplota než v nádobách ...).

25 kW po dobu 5 hodin dá 125 kWh. Rozloženo do 36 hodin (1,5 dne) je aktuální průměrná ztráta 3,5 kW. Pokud je u vás v současné době průměrná venkovní teplota kolem 3°C, pak při výpočtové teplotě bude tepelná ztráta přibližně dvojnásobná tedy kolem 7 kW. Přesnost odhadu je závislá na tom, zda běží kotel po celou dobu topení na plný výkon a také na množství spotřebované TUV. Chceš-li vědět relativně přesnější hodnotu tepelné ztráty, nech alespoň jeden den topit pouze plynový kotel při relativně stálých interiérových a exteriérových teplotách a odečti spotřebu plynu. Jeden kubík dá přibližně 10,5 kWh, dodanou energii je nutno ponásobit účinností kotle a podělit dobou topné zkoušky. Přepočet tepelné ztráty na výpočtovou teplotu lze v prvním přiblížení udělat trojčlenkou z rozdílů interiérové a exteriérové teploty pro stavy při zkoušce a výpočtové teplotě.

K čemu využiju hodnotu tepelné ztráty?

Jo, u strejdy na chalupě jsem montoval Euroster (bojler) a ADEX (topení) na Atmos bez nádrže. A po téhle zkušenosti jsem koupil PLC
Máme tedy dost podobný systém. Já mám dřevoplyn 20kW, aku 2280l a elektrokotel 12kW. Obojživelný bojler zatím není na zdi, ale je to na něj připraveno.
Co se týče měření tepelné ztráty domu a výkonu kotle. Postupnýma iteracema jsem dospěl k následujícímu řešení: v nádrži mám 4 teploměry v ekvidistantních vzdálenostech. Z nich počítám průměrnou teplotu. Objem aku a tepelná kapacita vody je známá - tedy lze vypočítat množství uložené energie. No a to cpu do posuvného registru a počítám rozdíl za nějaký čas - a máš přímo výkon. Při natápění nádrže je to k ničemu, protože je tam vysoká stratifikace. Ale za delší časový horizont se z toho dá usoudit výkon kotle. Při čerpání tepla se nádrž trochu zamíchá, takže už to dává celkem stabilní čísla. Je to řešení, pokud není kalorimetr nebo aspoň vodoměr.
Za mě můžu doporučit PLC. Popravdě bych uvítal nějakého kutila na konzultace a výměnu názorů. To PLC stálo 20kKč a má 88 svorek.
Co má za omezení Logo od Siemensu? (Pokud se bavíme o té nové variantě)

Velké omezení Loga je počet vstupů, jelikož si ze zájmu chci monitorovat každý kout soustavy stály by moduly spoustu peněz. Nepřišel jsem na to jak plynule ( proporčně) řídit otáčky větráku v závislosti na teplotě soustavy a teplotě spalin. Dál jsem pak při snění přišel na to, že bych chtěl nějaké strategie hospodaření s teplem a to už by asi na Logo bylo moc. V PM posílám co mám připraveno .

To takto tažko programovať na diaľku. Ako by programátor Android či Javacript+HTML+AJAX
aplikáciu ladil ? A čo sa stane, keď prestane fungovať sieť, vypadne zdroj Arduina, watchdog
sa zasekne atď.

krkstex píše:K čemu využiju hodnotu tepelné ztráty?

Podle poměru tepelné ztráty a velikosti akumulované energie (je nutno vzít v úvahu veškerou akumulaci: kapacitu akumulační nádrže + poměrnou část akumulace stavebních hmot v přípustném rozsahu teplot) lze zhruba určit složitost regulace. Pokud je dostatečně velký poměr akumulace k tepelné ztrátě a nejsou požadavky na cyklování interiérové teploty, může se celá regulace smrsknout na rozhodnutí, zda zatopím už dnes nebo až pozítří (kdy je nutno doplnit potřebné kvantum energie do akumulátoru). Zbytek obstará termostat na oběhovém čerpadle. Tento poměr lze výrazně vylepšit právě zateplením objektu a zavedením rekuperačního větrání.

Taky bych byl za regulaci pomocí PLC. Je to standartní použití standartního dílu, a když to odejde a je někde zálohovanej program, není problém to naládovat třeba do novějšího modelu.
A s tím zateplením - pokud nemáš lachtaní nemoc, je to řešitelný vlastnoručně, nějaký lešení se mezi lidem najde, a 3/4 ceny zateplení je cena práce. Vycházelo mi to na cca 3 člověkohodiny na m2, což je dnes 1000Kč/m2, a materiál je pořád cca 200-250kč/m2 (podle tloušťky polystyrénu a druhu povrchovky) takže domek co má cca 150m2 se dá zateplit za 40kKč +450 hodin práce nebo za 180kKč s rukama v kapsách, foťákem a neustálou buzerací fušerů, co dnes dělají ve stavebnictví.

Řízením bych chtěl odstranit hluchá místa současného systému, lépe využít přechodové stavy kotle a doplnit strategiemi využívání zdroje. Když dnes dojdu do kotelny , projedu stav tak také poznám zda se špinit. Vzhledem k tomu, že chodím topit večer tak většina jevů, které bych chtěl ošetřit se děje v době ,kdy chci být jinde než v kotelně.

K zateplení - vzhledem ke stáří baráku mi bylo doporučeno nepoužít polystyren. Na polystyren bych si ještě možná vzhledem ke své šikovnosti troufnul, ale vata mi připadá moc živá. Fasáda má lehce přes 300 m2, takže musím teď trochu šetřit. Průběžná rekonstrukce si vyžádala skoro všechno co jsem měl k dispozici.

Je to na delší povídání, ale prošel jsem ten tvůj excel a mám z toho rozporuplné pocity. Je vidět, že už to "nějak" používáš a přemýšlel jsi nad tím (to se často nevidí).
1) Bylo by zajímavé vidět schéma hydraulického zapojení. Podle popisu řízení je možná zbytečně složité nebo je "nestandartní".
2) Některé "plány" řízení mi přijdou naivní - myšleno, že to nebude fungovat / není potřeba / řeší problém, který neexistuje a na druhou stranu tam není zmínka o ekvitremním řízení.
3) Už jen kvůli ladění si myslím, že to nejde napsat v nějakém kódu.

Ad zateplení (ačkoli si myslím, že je to zde offtopic č.1): Soustředění na zateplení stěn je zcestné. Priorita zateplení je 1. strop, 2. okna+dveře, 3. podlaha na terénu, 4. stěny. Tedy stěny jsou na posledním místě. Osobně jsem to počítal u svého domečku a pro mě je to nesmysl. Totiž nejsem schopen rozumným způsobem zateplit 50% podlahy přízemí a tak by zateplení stěn nemělo ten efekt.

Ad poměr tepelné ztráty vs. akumulace - hlavní je, aby byl člověk "schopen" dům vytopit. U mě je to tak, že pracuji 5 dní v týdnu, ale doma mám rodinu. Tedy musím být schopen tam udržet teplo. Prakticky můžu jít do kotelny v 6 ráno, a mezi 6-10 večer. Prakticky tedy zvládnu 3x denně přiložit. krkstex už má toto zrealizováno a patrně mu to vyhovuje, takže se tím již není potřeba zabývat. (offtopic č.2)

Moje kotelna z větší části funguje k mé spokojenosti, tedy můžu doporučit "moje" řešení:
- Dřevokotel má vlastní jednoúčelový (polský) regulátor (měří teplotu vody, spalin a řídí ventilátor a čerpadlo primárního okruhu, viz "Attack SLX profi") Bohužel se mi nechtělo dát 30kKč navíc za lambda řízení. Teď vidím, že bez lambdy je to trochu problém a i ten regulátor má nějaké mouchy, takže uvažuji doplnit lambdu a řídit kotel taky z PLC. To je ale "další level".
- PLC má 16AI pro Pt1000, takže teplot měřím dostatek a řídím: čerpadlo topení, servo 3-cest.ventilu (ekviterm), čerpadlo+ventil nabíjení bojleru (aktuálně nezapojeno), povel elektrokotli. Plán je ovládání a monitoring děšťovky a zálivky, možná jednoduchá EZS... (vstupů i výstupů mám zatím dost). Program se dá ladit a za běhu mu vnutit hodnoty, takže lze vyzkoušet i "havarijní" stavy bez potřeby oblbnout čidla. Navíc člověk vidí online hodnoty na všech "spojích". Jsem "analogový" návrhář, takže to programování funkčníma blokama s drátama je mi blízký. I tak jsem si některé bloky dopsal v jazyku ST, protože to ve funkčních blokách nešlo vůbec nebo obtížně.

Původní téma kde jsem řešil, co pořídit je zde: https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f=19&t=3430

Ekviterm jsem se rozhodl neřešit. Místo něj používám termostatický ventil. Standartně pouštím do oběhu cca. 46 °C, když přituhne tak přidám. Řeším to tak 2x z sezonu.
1/ schéma pošlu v PM
2/ zajímalo by mě co řeším zbytečně

K zateplení:
Okna dveře vyměněná
Strop - izolace při rekonstrukci střechy
50 % přízemí podsklepeno - kotelna, takže mám takovou vlastní podlahovku, zbytek jako u tebe obtížné rozumně zateplit

Minimálně dvě stěny by se u nás na větrné hůrce hodily zateplit.