Pogodówka do pieca C.O. za paliwo stałe

Witam
To mój ostatni projekt nad którym pracowałem więc może kogoś zaciekawi temat.

Temat pogodówki do pieców C.O. na paliwo stałe jest trudny,
a sterowniki do pieców z ręcznym zasypem praktycznie nieosiągalne.
Głównym celem było zabezpieczenie pieca przed nadmiernym wzrostem temperatury w sezonie letnim !!!
Tak, w letnim, bo właśnie wtedy zamykam zawór sterujący i używam pieca do podgrzewania C.W.U.

Aby zrozumieć zasadę działania przedstawię schemat hydrauliczny mojej instalacji C.O.
Najłatwiej przy pomocy obrazka:


Jako sterownik użyłem platformę ALIX 1C, bo normalnie służy jako router dla 80-hostów, serwer www, ftp, plików, a pogodówka jest tu dodatkiem.
Pozatym ma mały pobór prądu (około 7-10W) i działa na 12V bez dodatkowych zasilaczy.

Sterownik odczytuje temperaturę z kilku czujek (DS1820) i na tej podstawie włącza pompę C.W.U. oraz otwiera zawór sterujący (czyli puszcza wodę w kaloryfery)

Zawór sterujący jest wykonany na zwykłym silniczku który napędza śrubę z ruchomą nakrętką. Wygląda to tak:


Ponieważ wszystko musi być bezpieczne, sterownik można jednym ruchem ręki zdemontować.

Widok od dołu (widać wyłączniki krańcowe)


Widok z boku


Mocowanie na zaworze


A oto mój piec:


Sterowanie odbywa się przy pomocy zmiany polaryzacji silnika i odcięcie zasilania.
Precyzyjne otwieranie zaworu realizuje przez włączanie silnika na krótki okres czasu (1s).
Całkowite otwarcie trwa 80s, więc sterownik zapisuje sobie aktualną pozycję na tej podstawie.
Algorytm jest stale dopieszczany więc pewnie jeszcze to nie jest wersja ostateczna.
Dodatkowo będzie niezależny układ który będzie pilnował aby po przekroczeniu temperatury alarmowej na piecu, otworzył zawór na max.

A pozatym dostaję informację smsem (przez darmową bramkę) o: przekroczeniu żądanej temperatury, wygasaniu w piecu, mogę również regulować temp przez smsa oraz przez stronę www (wap).

Tak wygląda wygenerowany wykres:



Na razie tyle, później mogę opisać więcej.

Świetna sprawa, a mógłbyś napisać więcej o samym sterowniku ? Jak to wygląda, w czym program ?

PS. pod tym UPSem masz akumulatory ?

Na ile dobrze Cię zrozumiałem, to nie jest to pogodówka, w klasycznym wydaniu i nie sterujesz temperaturą wody zasilającej zbiornik CWU oraz kaloryfery. Owszem opisany układ umożliwia Ci wgląd w temperaturę założonych przez Ciebie punktów pomiarowych, i podejmowanie (autonomiczne?) decyzji o załączeniu/odcięciu obwodu grzejników w zależności od temperatury w domu/ na zewnątrz? Napisz coś więcej o sofcie? W czym go piszesz? Co steruje silnikiem, jak?

Cytat:

mogę również regulować temp przez smsa oraz przez stronę www (wap)

Regulować temperaturę czego? Otwarcia obwodu kaloryferów?

A mnie interesuje ten silniczek napędzający zawór. Napisz o nim coś więcej - jaki to model i jakie są przełożenia.

ja zrozumiałem tak, że sterowanie jest tylko temp c.w.u, na wykresie brąz (?)

jeżeli tak to nad sterowaniem trzeba jeszcze popracować, na wykresie widać wyraźny błąd tj, w stanie ustalonym od 8.00 temperatura trzyma się na mniej-więcej tym samym poziomie i taki był cel, ale widać wyraźne oscylacje wokół tego pkt 'zerowego' i mimo że wypadkowa temp jest poprawna to te oscylacja są za duże i co gorsze za gęste !
na moje wyczucie, ten zawór prawie non stop otwiera się oraz zamyka, powodując zwiększony i zmniejszony przepływ wody, popracuj nad sterowaniem, użyj jakiegoś kontrolera (PID ?) do ustabilizowania, wygładzenia, ustalenia stałej temp na wyjściu.

kontroler można wykonać programowo bądź sprzętowo, a nawet kupić gotowca info na elektrodzie w automatyce

To przełożenie na plastikowych zębatkach nie wygląda zbyt solidnie;p może sie szybko zużyć...
Dobry pomysł z tym pozycjonowaniem ;]
akumulator pod UPSem a tak swoją dorgą to czytałem gdzieś, że nie można zasilać pompy CO z UPSa bo on generuje przebieg trapezowy, a pompa potrzebuje sinusa... ale moge sie mylić ;p

Haha znam ten "sterownik" ;D

Dokładnie rzecz ujmując to jest prawie zwykły PC ... na załączonym zdjęciu wstępna wersja mojego projektu ... Płyta Alix1.c + flash = PC , zasilanie 12V, na pokładzie AMD Geode 500 Mhz, 256Mb RAM ... etc ..



Ciekawi mnie tylko co autor wykorzystał do komunikacji z czujnikami ... oraz w czym napisał program sterujący.
Chętnie zobaczył bym kod obsługujący GPIO na tej płycie ..

PS.
UPS ... świetna sprawa .. też mam coś podobnego ... z tym że mój APC ma trafo pracujące w 2 strony więc nie mam problemów z większą paczką akumulatorów ... w nowe UPSy nie chciały mi dobrze ładować Akku. ale to inna bajka ;D

Jeśli zakres pracy zaworu będzie przez dłuższy czas nieduży a po jakimś czasie sterownik zechce go otworzyć na full to może się okazać że nagromadzony kamień na nieużywanej powierzchni kuli zaworu uniemożliwi to powodując duże naprężenia w tej konstrukcji i wadliwe działanie do rozsypania się włącznie.To samo dotyczy przerw w użytkowaniu zaworu , te zwory mają to do siebie ze często wymagają dużej siły początkowej do ponownego obrócenia go. Myślę że za jakiś czas autor zastosuje profesjonalny zawór z siłownikiem sterowanym napieciem 0-10V których na rynku jest dużo tylko niestety troszkę kosztują .
Ogólnie konstrukcja pomysłowa.

Witam
ja bym zastosował silnik od wycieraczek samochodowych, taki jak jest w maluszku
i mamy tam od razu krańcówkę i nie potrzeba przekładni

Nie wiem czy to aby do końca jest takie bezpieczne. Prostsze wydaje się kupno elektrozaworu normalnie otwartego wtedy nie masz problemu z przekładnia itd. Brak napięcia zawór otwarty. Masz nawet zabezpieczenie na wypadek braku prądu nie potrzebujesz UPS itd. Co najwyżej nie będziesz miał gorącej wody tylko ciepła.

No faktycznie ta płytka sterownika to prawie pecet
Dlatego dołożenie dodatkowego sterowania to żaden kłopot. Np w celu zabezpieczenia przed zapieczeniem zaworu kulowego można kazać mu najpierw przejść w pozycję krańcową (pełne otwarcie albo pełne zamknięcie) a dopiero potem kazać ustawić dokładną (jak na statku parowym kiedy kapitan robił małą naprzód). W znanym mi (ale droższym rozwiązaniu) za zawór robi pompa CO która jest jego miejscu. Sterowanie tą pompą jest proste wł/wył w zależności od temperatury.

Z tego co wiem to zawory kulowe nijak nadają się do regulacji przepływu wody, po prostu przepływająca ciecz wypłukuje metal i zawór robi się nieszczelny. lepiej było by zastosować zawór grzybkowy, który ma kilka obrotów do zamknięcia i otwarcia.

odpowiem od końca:
@kambal - czy kulowe wypłukuje ciecz to jest chyba tylko gdybanie, faktem jest natomiast że maja najmniejsze opory przepływu dla cieczy i są szeroko stosowane w instalacjach C.O.
Pozatym ten zawór był już zainstalowany a ja nie chciałem ingerować w instalację (przynajmniej na razie)

@powerm - zgadza się ALIX 1C to właściwie PCet, dołożenie jakiejkolwiek funkcji nie stanowi żadnego problemu.
problem z drugą pompą jest taki że: ekstra wydatek, pobiera dodatkową moc, nie mozna aż tak precyzyjnie regulować przepływu.

@janek1815 - co do bezpieczeństwa, nowe instalacje C.O. muszą mieć stałe zasianie pompy obiegowej, w innym przypadku woda i tak się zagotuje...a to jest niebezpieczne.
W mojej okolicy często wyłączają prąd, zwłaszcza w nocy, dlatego zastosowałem UPSa dla pompyCO , opisany sterownik na niezależnym UPSie mierzy temperaturę na piecu, oprócz sterowania zaworem, najpierw wysyła smsy o przekroczeniu alarmowych temperatur, później dzwoni na telefony domowników, na koniec włącza alarm w domu.
Pozatym pragnę zauważyć że zawór jest zainstalowany na powrocie wody z kaloryferów, natomiast na zasilaniu kaloryferów, bojlera nie ma nic.
Gdyby woda się zagotowała para ma możliwość swobodnie ucieć przez zbiornik wyrównawczy.

@tokrzych - zgadza się zawór rzeczywiście wymaga dużej siły aby go otworzyć dlatego pozatym że zastosowałem przekładnię śrubową, która sama daje dużo siły, dodatkowo zainstalowałem ją na końcu ramienia zaworu.
Zastanawiałem się nad kupnem, nie wykluczam, ale jak na razie obecne rozwiązanie nic mnie nie kosztowało, a działa.

@__Maciek__ - na tym mikropececie jest zainstalowany linuks, distro NND, bo jak już wcześnie wspominałem służy on głównie jako router, serwer.
Do odczytu czujek na magistrali 1-wire używam pakietu digitemp,
Sterowanie pomp jest narazie podłączone pod port LPT - docelowo 1-wire.
Cały program napisany jet w BASHu jako skrypt,a odpalany z crona...czyli żadna filozofia, nawet laik sobie poradzi.
Oczywiście sterownik można by zrobić na jakimś mikrokontrolerze.

@fibu - tylko plastikowe miałem. Jako ciekawostke mogę powiedzieć że plastikowe są fajne bo nie wymagaja smarowania i są często używane np w napędach kosiarek spalinowych, silniczkach wycieraczek, mikserach - chyba prawie wszędzie...

@acid12, spoli - kształtowana jest temperatura w domu - czyli żółta linia.
W piecach CO z ręcznym zasypem, problem polega na tym, że zaraz po uzupełnieniu paliwa, piec potrafi sie "rozbujać" do wysokiej temperatury.
To widac na wykresie, póżniej powoli spada.
Jest to spowodowane wieloma czynnikami i niestety nie można tego w żaden sposób efektywnie kontrolować.
Duszenie paleniska przez odcięcie powietrza powoduje że reakcja spalania przebiega w nie efektywny sposób.
Z czasem piec i tak trochę się rozszczelni i wtedy wydobywające się gazy zaczynają palić się albo w piecu albo, co gorsza, w kominie.
W domu na większości kaloryferów mam zawory termostatyczne, ale nie wolno ich zakładać na wszystkie kaloryfery, bo mogą się zamknąć i wtedy woda w instalacji zagotuje się. Z drugiej strony nadmiar ciepła który uzyskujemy zaraz po uzupełnieniu paliwa jest marnowany w kaloryferach bez termostatu.
Opisany przezemnie sterownik pozwala temu zapobiec.
To jest tez powód dla którego nie da się zrobić takiego regulatora który ustawia temperaturę pieca na podstawie krzywej pogodowej, jako to ma miejsce w piecach na gaz

W tym miejscu musze trochę więcej napisac o programie sterującym.
Skrypt uruchamia się co dwie minuty i wykonuje taką sekwencję:
-odczytuje stan temperatury z wszystkich czujek
-jeśli temperatura na piecu przekracza 87°C to otwiera zawór na max i kończy skrypt
- jeśli temp na dworze jest większa niż 18°C to zamyka zawór i kończy skrypt
-jeśli temp. w domu jest wieksza niż 23,5°C to zamyka zawór o 1 krok
-jeśli temp. w domu jest mniejsza niż 21,5°C to otwiera zawór o 1 krok

Jest jeszcze jeden podprogram który reguluje pracą pompy C.W.U:
- odczytuje temperaturę na piecu,
- jeśli jest wieksza niż 85°C to włącza pompę na stałe i kończy skrypt
- jeśli jest większa niz 35° C to włącza pompę na 5min

Podprogram jest odpalany z crona z różną częstotliwością co widac na wykresie - różowa linia.

Pozatym przy pomocy smsa lub strony www mogę włączyć pompę C.W.U. gdybym np chciał mieć ciepła wodę o 2 w nocy bo właśnie wróciłem do domu lub za długo siedzę przed kompem.
Mogę również zmienić wartości progowe otwierania i zamykania zaworu.

Z obserwacji pracy zaworu mogę dodać że nie pracuje on skokowo tylko liniowo.
Widać to na wykresie - czarna linia. Sterownik po pewnym czasie "uczy sie" jaki jest optymalny kąt otwarcia zaworu i nieznacznie go koryguje.

@terminux - ten silniczek jest z jakiejs zabawki na zdalne sterowanie - tyle mogę o nim powiedzieć, tu radziłbym poeksperymentować z różnymi silniczkami

Cytat:

@__Maciek__ - na tym mikropececie jest zainstalowany linuks, distro NND, bo jak już wcześnie wspominałem służy on głównie jako router, serwer.

Sorry może za off topic, ale możesz podać więcej informacji odnośnie tego mikro komputera, jakie ma parametry, co obsługuje, skąd go wziąć, może jakiś link do www. Będę zobowiązany.
Pozdrawiam...

Google !!! i hasło Alix1.c znajdziesz wszystko czego trzeba.
W razie nagłej potrzeby priv.

@pektosol - No niewiem :? ... w bashu co najwyżej podstawowe komendy znam ... ( mnie brat postawił na tym debiana z X-ami a dalej to ja wojuje we freepascalu ) .

@sztorm - fajny opis tu:
http://www.interprojekt.pl/wiki/Wiki.jsp?page=ALIX.1C__miniITX
a dobrą cenę np tu
http://www.ted.net.pl/product_info.php?products_id=737
jest jeszcze kilka innych platform.
Plusem w/w modelu jest zasilanie tylko 12V oraz dostępność wszystkich wyjść I/O....no i oczywiście mały pobór prądu

@__Maciek__ - jeśli wojujesz na pascalu a nie znasz basha to przeczytaj to: http://www.ournet.pl/kursbasha/main.html

Wypłukiwanie zaworów to fakt, mam hurtownie hydrauliczna i wiele jest przypadków że klient reklamuje cieknący zawór a jak się potem okazuje zawór był używany do regulacji przepływu wody w termie C.W.U.

"co do bezpieczeństwa, nowe instalacje C.O. muszą mieć stałe zasianie pompy obiegowej, w innym przypadku woda i tak się zagotuje...a to jest niebezpieczne" - a gdyby tak przepustnica zamykała się automatycznie po wyłączeniu zasilania?

Powinna się otwierać bezprądowo, gdy nie ma prądu.
Ale i tak jest to raczej bez sensu bo obecne instalacje C.O. mają wymuszony obieg wody.
Czyli jeśli pompa C.O. nie bedzie pracować, to stan zaworu nic nie zmieni.
Dlatego stosuje UPSa

Sory za pytanie z trochę innej beczki ale jak się ma zasilanie pompki CO z UPSa?

tW piecach CO z ręcznym zasypem, problem polega na
ym, że zaraz po uzupełnieniu paliwa, piec potrafi sie "rozbujać" do wysokiej temperatury.
To widać na wykresie, później powoli spada

tez miałem taki problem ale rozwiązanie jest bardzo proste i nie potrzeba do tego żadnych sterowników ani Elektroniki proces spalania można regulować poprzez ustawienia dostępu powietrza do spalania problem ten juz dawno został rozwiązany w piecykach garażowych typu "czartek" sprzedawanych w sklepach ogrodniczych dziwie sie ze nie ma tego typu rozwiazań w piecach CO, może dlatego że bardziej opłaci się zarabiać na drogich sterownikach i elektronice a potem na serwisie

na czym to polega ? jest to spalanie w procesie pirolizy wegla węgiel najpierw odgazowuje paląc się z góry do dołu powstaje koks następnie koks pali się z dołu do góry

spalenie przebiega praktycznie cały czas z tą samą temperaturą mozna w ten sposób palić w praktycznie każdym piecu ja palę nawet w tradycyjnej kozie wiadro wegla pali mi się 48 a nawet więcej godzin co ważne cały czas jest temperatura jaką ustawie za pomocą dostępu powietrza jak sobie wyreguluje na 22c to cały czas tyle jest

jak to wygląda w praktyce sypiemy do pieca wiadro węgla na więżchu układamy drewno papier na to troszkę węgla szufelkę i podpalamy z góry!, otwierając jednocześnie dolne drzwiczki , na początku dopóki nie rozpali nam sie drewno, górne drzwiczki też musza być lekko uchylone jakieś dwie minuty, kiedy nam się dobrze rozpali przymykamy dolne drzwiczki prawie całkiem musza byc one szcelne nimi rególujemy dostep powietrza do spalania musza byc one szcelne aby wyrególowac dostęp powietrza wystarczy mała szczelinka 1 mm dolnymi drzwiczkami reguluję temperaturę spalania węgiel teraz ulega niepełnemu spalaniu (odgazowuje) tworzy się koks proces ten trwa około 12 godzin w mojej "kozie "następnie bez naszej ingerencji koks będzie sie palił następne 12h oczywiście spalanie można przyspieszyć uchylając nieco drzwiczki dobrze jeśli w piecu w górnych drzwiczkach mamy otwory słózące do dopalania gazu wtedy możemy spalić gaz powstający w pierwszej fazie zakoksowania ja mam w swojej kozie takie otworki które uchylam przez pierwsze trzy godziny spalania na wierzchu w piecyku wtedy pali się pięknym prawie niebieskim płomieniem

dla niedowiarków bojących się zaczadzenia ( oczywiście przewody kominowe należy czyścić ) palę w ten sposób w swoim 30m nieocieplanym mieszkanku juz prawie pięć lat węgiel spala się dużo lepiej zużywam go mniej w tamtym roku 800kg Piecyk stoi w pokoju najlepiej jeśli róra odprowadzajaca spaliny z piecyka jast wyprowadzona u góry pieca a nie z boku czy tyłu wtedy pod wierzchem piecyka nie zbiera się gaz i piecyk nie strzeli nam jak to sie dzieje nieraz w piecach miałowych

dlatego dobrze że jest te forum bo można dowiedzieć się czegoś nowego.

Generalnie podobają mi sie proste rozwiazania,
tylko nie wiem czy taki proces spalania sprawdzi się w moim przypadku.
Niestety ale obsługą mojego pieca zajmuje się kilka osób (ja,żona, dziadek) i nie każdy potrafi zrozumiec taką zasadę działania.
Drugą sprawa polega na tym że w moim piecu pali się ciągle, czyli przypuszczam że ogień zgaśnie dopiero w przyszłym roku.
No chyba że wcześniej zapomnę dołożyć węgla.
Do tej pory (ostatnie dwa lata) dosypywałem wegla co 12h w zimie i co 3-4dni w lato.
Do ogrzania 160m2 wraz z CWU używam około 2,5-3t węgla.
Po zainstalowaniu sterownika-zaworu narazie rzadziej dosypuję wegla i temperatura w domu bardziej się ustabilizowała.
Mam też wyższą temperaturą CWU.
Zastanawia mnie jednak efekt "wypłukiwania zaworów" dlatego gdyby taki efekt pojawił się chyba zastosuje druga pompę CO

Miarodajne opinie dpiero za rok, dwa.

[Rzeczywiście z pozoru jest to skomplikowane  ( jak węgiel może się palić z góry na dół ) sam z początku nie dowierzałem…… ten sam proces wykorzystywany jest w koksowniach tylko gaz powstały z węgla kiedyś wykorzystywano w latarniach jako gaz świetlny a koks nie spalano tylko gaszono i sprzedawano, w praktyce bardzo proste zalety to stała temperatura i to ze nie trzeba wstawać w nocy czy rano i podkładać rusztować itp. Można tez palić drobnym tanim węglem a nawet dosypywać jeszcze miału . widziałem tydzień temu na allegro taki piecyk reklamowany jako bezobsługowy jak będzie trochę chłodniej to rozpale węglem , zrobię filmik instruktażowy i puszcze na youtube

fakt nie chce mi się wierzyć żeby w każdym piecu (bez jakiejkolwiek automatyki) można było takim prostym sposobem utrzymywać stała temperaturę dlatego z niecierpliwością czekam na filmik

jeszcze kilka dni bo teraz jest za gorąco pozdro...

ja sprawdziłem przedstawiony wyżej sposób, i rzeczywiście pozwala aby temperatura nie rozbujała się tak na początku spalania.
Dzięki temu spalanie jest bardziej efektywne i paliwo wystarcza na dłużej.

Ale po co filmik? przecież cała filozofia polega na tym aby zasypać piec węglem i zapalić ogień na górze zasypanego paliwa.
Potem tylko otwieramy minimalnie dolne dzwiczki z pieca.

Nie zgodzę się jednak że jest to sposób na utrzymanie stałej temperatury.
W ten sposób można regulować tylko wtedy jeśli w sposób ciągły jest od niego pobierana ta sama moc. Tak jak to ma miejsce w piecach ogrodowych i innych "kozach".
Jeśli odbiorniki ciepła są w jakiś dodatkowy sposób regulowane (np termostaty, C.W.U.) to temperatura zachowuje sie różnie.

Oto wykresy temperatur jakie otrzymałem po takim sposobie spalania:
Tu ostatnie 24h


Tu ostatni tydzień


Widać jak temperatura potrafi skakac.
Po zamknięciu zasilania kaloryferów (na wykresie czarna linia - spadek temp.),
wzrasta temperatura na piecu (czerwona lina)
nocne wyłączenie cyrkulacji C.W.U (różowa linia) temperatura również rośnie.
Natomiast przy pełnym obciążeniu pieca (pierwszy wykres godz 20:00)
działa cyrkulacja C.W.U., zasilane są kaloryfery, wtedy temperatura na piecu jest utrzymywana przez wentylator (czerwona linia - temperatura utrzymana na poziomie 50°C ).
Gdyby jednak nie było żadnej regulacji to temperatura w domu (żółta linia) z całą pewnością zależała by od pracy cyrkulacji i temperatury na dworze (niebieska linia) i była by ich wypadkową.
Więc nie można mówic że dodatkowe sterowanie jest zbędne.

Na drugim, tygodniowym wykresie, widać jak się zachowuje piec gdy dosypiemy prędzej paliwa.
O północy między niedzielą i poniedziałkiem dosypałem nieco węgla bo obawiałem się że do rana wygaśnie - na skutek czego temperatura na piecu wzrosła do 85° i awaryjnie została włączona cyrkulacja C.W.U by wychłodzić piec.

tu są filmiki nic skomplikowanego po prostu trzeba spróbować mi tez na początku wydawało się to co najmnaiej dziwne odpalanie z góry ? jeszcze dodam jeden strasznie wolno idą na youtube a w dodatku karta w aparacie mi się z... pozdro

http://pl.youtube.com/watch?v=qy60MU99aUI
http://pl.youtube.com/watch?v=bEUdOZ-LSX0
http://pl.youtube.com/watch?v=VIiRmn46d00