Управление отоплением: газовый котел, ESP8266.

Как бы грозно ни смотрел кот,



оно собрано вот так, и работает в тестовом режиме.



Поскольку тема достаточно большая, то быстро рассказать о ней не удастся.

Будет много букв и разъяснений подходов. При этом сам код до смешного прост!

Устройство на esp8266 (код) отмолотило у меня без единого сбоя уже месяц или более того, но оно не было ни к чему подключено (кроме нескольких датчиков DS18B20 и брокеру MQTT, откуда также получало данные и команды). В эти выходные железо было включено в контур и запущено в работу.



Тестовый режим - зеленая стрелка управления насосом отопления дома пока не включается в мое отсутствие.

Вместо Sonoff 4ch (не Pro!) можно было самому сколхозить esp8266 + Relay shield на необходимое количество реле, но решил воспользоваться готовым железом, поскольку стоит оно на али смешные деньги, а сам я с таким качеством железку сделать не смогу.

Код sonoff уничтожен, работает мой.

Никого ни за что не агитирую, но после въезда в предмет, замечу, что даже тема "Управление газовым котлом на Ардуино, изготовленное чайником" имеет право на существование. И, в первую очередь - в вопросе безопасности.

О безопасности.
Как видно из рисунка, никакого вмешательства в жизнь котла не происходит. Релейный модуль может только включать или отключать насосы системы отопления.

Неправильная работа насоса отопления дома может привести только к медленному остыванию дома, так как насос газового котла хотя и плохо, но проталкивает горячую воду в систему отопления. Перегрев дома не возможен, поскольку родное управление газового котла этого не допустит.

Неправильная работа насосов отопления гаража может лишь незначительно перегреть гараж, или остудить его, что не является проблемой - в системе отопления здесь залита незамерзающая жидкость и уход в минус гаража не страшен.

Для контроля, в бойлерной находится еще два устройства: отдельная система контроля температур и устройство контроля работы газового котла.

Полагаю, этого достаточно, чтобы постоянно видеть ситуацию.

Скажу больше, главной проблемой отопления дачки является не вся эта автоматизация, а ... периодическое падение давления в газовой системе нашей газовой страны и глухая остановка котла, когда перезапустить его можно только вручную. (Поэтому все проверочные системы уже давно отработаны, включая часы с датчиком температуры на кухне - еще один контур контроля).

Вот страница основных контролей, которые могут отправлять оповещения в критических случаях:

 

Немного теории управления отоплением на газе.

Давайте немедленно возьмем быка за рога и познакомимся с самой важной, сложной, я бы сказал, - супертехнологичной частью управления газовым котлом. Вот ее фото:



Только не надо вопить, что я прикалываюсь.
Это реальная запчасть из моего Buderus U72.

Такая же была во всех прошлых котлах - Vaillant, Navien Ace, Bosch (тот же Buderus).
Она есть практически в каждом котле вменяемого ценового диапазона, ну того, что применяют пользователи этого сайта.

В общем, это перемычка! Понимаю, трудно поверить, кто сталкивается впервые, но это так.

И придумана она исключительно для того, чтобы все начинающие изучать Iskra JS по "экспериментам" или строители мерзких пианино на Ардуино не маялись фигней, а сразу управляли газовыми котлами, от чего до полета на Луну совсем недалеко.

Но, по-порядку.

Итак, вы победили наших газовщиков с немалыми усилиями, и все, на что у вас осталось денежек, это лишь котел и батареи в доме. Так работает? Конечно!



Вы управляете котлом через два объекта:
- вручную устанавливаете температуру подачи теплоносителя на батареи
- собственно, включаете и выключаете котел, если дом замерз/перегрелся.
Попутно подбираете правильную температуру подачи в линию, и это обеспечивает меньшее количество включений/выключений.

Наконец, вот вы задолбались ходить к нему, накопили деньжат и пошли в магазин покупать блок управления.
И что вы видите?



Или даже так:




Цена двух последних устройств явно превышают стоимость вашего котла.

Пока вы чешете затылок, какой-то, проходящий мимо газовик-установщик, говорит вам: "Да возьми вон тот и не парься", и указывает на:



Как-же так? У вас котел марки "СуперПуперГазКотел", и тут, даже не зная этого крутейшего факта, вам советуют какой-то дешманскимй пульт?

Да все потому, что вы и не знали, а газовик - знает про ту волшебную перемычку, чье почетное фото прилеплено первым к этому посту!

Берем эту неказистую железку, находим и удаляем перемычку (ОПАСНО! Может быть 220v! Читать документацию к котлу!) и вместо нее соединяем:



Теперь обычная термопара будет за вас включать и выключать котел по температуре. Вам останется разок установить температуру подачи более менее подходящей и все будет работать вполне сносно.

Таки образом, перемычка есть просто замкнутый выключатель!




И здесь появляется простор для ардуинопоклонников:







Итак, перемычка - это выключатель, или что-то типа того...

Потому что, ... а за что там, собственно, требуют такие бабки в системах управления?

Дело в том, что вместо включения и выключения замыканием контактов, управляющее устройство может принять на себя все функции управления котлом по этим же проводам Опасно! (Vaillant - другие провода! ВСЕГДА Читать документацию!!!!!!), а именно:



То есть, пульт по собственному протоколу производителя котла управляет подачей, а на котле, в этом случае, задается ряд параметров, которые пульт превысить не сможет.

В частности нас интересует предельная температура подачи в линию. Она будет важна для нашего проекта.

Мы имеем уже плавное и (относительно )постоянное удержание температуры жидкости в системе:



Надо заметить, что не смотря на возможное замыкание/размыкание, котел выдает в эту же линию от 20 до 40 вольт, дергая которые пульт начинает теребить котел и управлять им.

Каждый производитель применяет свой протокол, но отдельные объединились в альянс OpenTherm и кое-что разъяснили не тему электронов в проводах. У меня как раз такой котел.

Как водится, тут-же в дело включился ардуинщик. Применять или нет его решения - дело ваше. Себе я ответил - нет.

И последнее, что нужно сказать в целом на тему отопления, существуют системы управления котлом по уличной температуре:




То есть, управляющее устройство измеряет температуру не внутри дома, а снаружи. Ориентируясь на нее, пульт устанавливает температуру подачи. Такие системы считаются более дорогими и продвинутыми.

Далее на все это могут наворачиваться дневные/недельные установки температуры, оповещения, дистанционное управление и т.п.

Но суть управления остается только такой, что описана выше, и, надеюсь, стала вам ясна.

По своему опыту скажу (у меня были оба варианта), что управление по внутренней температуре более эффективно для домов, построенных суровыми русскими (и т.п.) мужиками из бруса и дыр.

Наверно в Германии, где без проекта шагу никто не ступит, и будет соблюдать его неукоснительно, управление по заранее вычисленным и заложенным в пульт температурным кривым эффективно, но для наших домов, да на ветру, правильные кривые еще не придуманы.

Вторым, что следует заметить, (но это не относится к управлению котлом как таковым) в домах с несколькими этажами или сложных конструкций применяются распределительные коллекторы.



Суть в том, что хотя тепловой мощности котла вполне достаточно, его встроенный циркуляционный насос не может равномерно греть все помещения, вследствие разного сопротивления движению воды.

В результате, котел просто гонит теплоноситель по кругу в малом контуре что на фото, а циркуляционные насосы разбирают из него необходимое количество воды и отправляют куда надо. Это как раз мой случай, но раздач всего две - на дачку и в гараж.

Полагаю, на этом теоретическая часть исчерпана, но повторим вопросы безопасности.

Практически в каждом котле есть ПЕРЕМЫЧКА.
Перемычка предназначена для дистанционного включения/отключения котла методом замыкания/размыкания - релейный режим.

В некоторых котлах вместо перемычки может быть включен пульт управления. В таких случаях в разрыве действует напряжение 20-40 вольт.

В других котлах на перемычке присутствует сетевое напряжение, и пульт производителя включается по-другому. При этом релейный пульт включается именно вместо перемычки.

Если энтузиазм победил здравый смысл и вы решили полезть внутрь котла - читать, читать и читать документацию!

Документацию следует внимательно изучить и для предполагаемого к покупке релейного/иного пульта управления, на предмет совместимости по принимаемому оным в работу напряжению.




Продолжение.

 

У меня в такие моменты огонь отрывается от горелки с бубуханием или вовсе гаснет, а котёл пытается снова зажечь горелку. Весь не сгоревший газ тянет в квартиру . Вот и wolf. Благо такое очень редко и только по вечерам на выходных.

 

Владимирская область. В любое время. Иногда приходится ночью ехать, чтобы нажать кнопку :-(

 

Может как то удаленно ее можно нажать?

 

Никак. Суть в том, что при падении давления котел предполагает (он же тупой, немецкий!) что произошла утечка газа. (Действительно, а разве может быть хоть одна другая причина? )
Поэтому, пока человек не нажмет кнопку сброса да на 5 секунд (то есть пришел и убедился что газа вокруг нет) - котел не включится. Отключение от сети не проходит.

 

А сервопривод, или мощный соленоид?

 

Вместо этой перемычки ставить ТОЛЬКО электромагнитное реле!!!

 

У меня котел beretta ciao с такой же перемычкой был.
Уже больше года под управлением Arduino Nano работает.

 

Можно. Но газовщики не одобрят. Да и я здесь производителю котла все таки доверяю. А ну, если правда утечка?

 

Иначе он сертификацию не пройдёт. Ну и нужно быть полным мудаком, чтобы удаленно выводить котел из ошибки.

 

Ранее.

Теперь, в чем суть устройства.

Как явствует из теоретической части, управление отоплением до тупизны просто - включай/выключай или котел или насос по температуре.

Моя задача греть гараж, когда это нужно, а в остальное время не опускать температуру в нем ниже одного-двух четырех/пяти градусов. Любой прилежный ардуинщик решит ее на втором же занятии.

--------------
По сути, какой-нибудь пример с датчиком температуры уже есть готовый проект минимального управления котлом при соответствующем железе.

Этот проект - не исключение.

Все что нужно сделать, чтобы греть гараж - включить насос разогрева бойлера и насос подачи теплоносителя из него в радиаторы гаража.

Если температура превысит установленную - выключить насос подачи теплоносителя в радиаторы (но по факту такого еще ни разу не произошло - температура выше 16 градусов не поднималась. Это вполне комфортно для работы, но целевая - 20, не достигалась никогда).

А зачем тогда в устройстве висит на замкнутом реле насос дома, спросите вы? Как он связан с отоплением гаража?

А вот как.

Выше я писал, что пульт управляет погодой в доме путем изменения температуры носителя на выходе. Эта температура подстраивается для поддержания комнатной.

Если моя железка на некоторое время отключит насос дома, и получит команду на поддержание насосом температуры в доме, например, на полградуса ниже текущей (той, что держит пульт котла) , то пульт с необходимостью будет поднимать температуру теплоносителя вплоть до максимально возможной.

Это то нам и нужно. В гараж (хуже теплоизолированное и холодное помещение) пойдет более горячий антифриз, что обеспечит его быстрый прогрев и удержание более высокой температуры.

Вот из-за этого фокуса я и объяснял выше азы управления газовым котлом!

--------------

Также, добавим в устройство несколько полезных фич.

Электрически соединил так:



Так как Sonoff 4ch всегда нормально разомкнут, добавил нормально замкнутое промежуточное реле.
В выключенном состоянии устройство подает питание на насос дома и обесточивает насосы отопления гаража.

Также к Sonoff подключены три датчика DS18b20. Сюда (IO2, VCC33, GND):




Окончание.

 

там водяра в контур залита?

 

Антифриз.

 

Для немецкого котла, который именно так себя ведет, встречал решения в котором в газовую магистраль включается датчик-реле давления газа для бытовых отопительных котлов. В случае снижения (или превышения) давления в магистрали, котел просто обесточивался и не успевал детектировать аварию, когда давление приходило в норму, котел снова включался. Вот такой обман немецких котлов.

 

Вайаланты к сожалению не хотят не рекомендуют использовать антифризы, за воду всё боюсь как бы не разморозить в случае аварии. За 10 прошлых лет, тьфу тьфу.. только раз остался без газа на день в январе. Температура на улице -7..-9 в помещении утром +22 к вечеру, когда с работы пришел, упала до +10 и тут я первый раз нажал на кнопку сброса аварии.

 

Более того, при применении антифриза они гудят как ракетные двигатели. Тем не менее, у меня он отработал 9 лет и был заменен.

Остался блок управления - могу отдать по-дешевке.

 

у меня категорически антифриз запрещен.
Только водяра. Только на этиле.

 

Поставить GSM-сигнализацию. Стоит такая в загородном доме. Присылает смс если отключают свет или температура падает ниже +10

 

А толку от смс? Если нет света и газа, то по любому после работы генератор заводить и чугунку растапливать, а нет смс-ов и до вечера как то спокойно, а есть смс-ы весь на измене…