Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Metal Work Pneumatic
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterownik Pompy Ciepła

michcior 05 Lip 2011 09:41 21334 16
  • Sterownik Pompy Ciepła
    Witam,

    Sterownik pompy ciepła. Żeby tanio grzać trzeba nie tylko posiadać dobra pompę, ale bardzo sprytnie nią sterować. Ponieważ na rynku w ogóle nie ma sterowników, które choć trochę spełniałyby moje wymagania, wykonałem swój własny. W zaszłym sezonie dwa takie urządzenia pracowały przez całą zimę z bardzo dobrym rezultatem w domach o powierzchni ok. 200mkw.

    Wymagania, jakie chciałem, aby spełniała moja konstrukcja (i spełnia):
    - sterowanie sprężarką i pompami obiegowymi
    - działanie jako zabezpieczenie pompy
    - odczyt i przetwarzanie niezbędnych dla działania pompy, jak i dodatkowych temperatur z duża dokładnością.
    - sterowanie pracą pompy w zależności od temperatury zewnętrznej jak i temperatur wewnętrznych
    - grzanie w niskiej taryfie i grzanie do określonej godziny (stała godzina zatrzymania pracy)
    - zapis w pamięci nieulotnej wszystkich zdarzeń (włączenia wyłączenia, awarie i błędy) i statystyk (dobowe temperatury, zużycie energii)
    - sterowanie piezoelektrycznymi zaworami CO
    - sterowanie poprzez sieć

    Założone wymagania zostały zrealizowane w całości. Dodatkowo, w trakcie sezonu, sterownik został wzbogacony o cały szereg dodatkowych funkcji wynikających z potrzeb. Np. na zakończenie dodana została możliwość zaprogramowania pracy tylko pomp obiegowych, które powinny co jakiś czas popracować nawet w okresie letnim.
    Ponieważ sterownik posiada bardzo dużą liczbę funkcji, postaram się tu opisać to, co uważam za najważniejsze, jeśli będzie zainteresowanie ze strony użytkowników forum, chętnie odpowiem na pytania o inne możliwości mojego sterownika.

    Część A, Funkcjonalność
    Zabezpieczenia: Sterownik współpracuje z zewnętrznymi czujnikami ciśnienia (presostaty) , czujnikiem zaniku i kolejności fazy. W razie zadziałania któregoś z tych czujników sprężarka wyłączana jest poprzez zewnętrzny stycznik natomiast mikroprocesor dodatkowo odcina triak sterujący sprężarką. Jest to w pewnym sensie podwójne zabezpieczenie. Wszystkie zabezpieczenia temperaturowe są sterowane tylko przez mikroprocesor.
    Programy grzania: Sterownik realizuje jeden z 16 programów grzania, każdy program grzania składa się z maksymalnie 32 pozycji a każda pozycja to zaprogramowana o danej godzinie i dniu tygodnia czynność taka jak np. rozpoczęcie grzania. Dodatkowo każda czynność może być uzależniona od temperatur i stanu wejść. Długość grzania może być zależna od temperatur. Najważniejszą cechą mojej konstrukcji w tym punkcie jest grzanie „do godziny” co przy niskiej taryfie ma kluczowe znaczenie. Rano pompa wyłącza się dokładnie o godzinie, o której kończy się niska taryfa. Każda czynność może załączyć jedno z 5 wejść sterujących obwody AC (230V) lub 8 optostyczników AC/DC . Dzięki temu na zakończenie czynności można załączyć cześć zaworów (normalnie rozwartych) na rozdzielaczach i dogrzać np. łazienkę. Jeden program jest stały, to znaczy zawsze się wykonuje i używany jest do zaprogramowania np. taryfy czy innych urządzeń. Sterownik wyposażony jest też możliwość regulacji „termostatycznej” w przypadku używania pompy do grzania CWU.




    Sterowanie: Jak każdy przyzwoity sterownik, moje urządzenie wyposażone jest w wyświetlacz. Na poniższych rysunkach pokazany jest szereg różnych funkcji tego wyświetlacza. Do sterowania używane są cztery przyciski. Za pomocą tego interfejsu, oprócz czynności związanych z normalną pracą pompy jest też klika funkcji serwisowych, np. ręczna regulacja obwodów sterujących czy ręczne załączanie pomp obiegowych.
    Główne programowanie, konfiguracja i czynności serwisowe jak np. odczyt „logów” odbywa się poprzez narzędzie konsolowe (Linux/Windows/MAC). Ustawienia i programy grzania zapisana są postaci dość przejrzystych plików XML. Narzędzie konfiguracyjne odczytuje te pliki XML i konfiguruje sterownik. Dodatkowo wszystkie informacje uzyskiwane ze sterownika mogą być prezentowane w postaci „ludzkiej” lub XML. Stosowanie interfejsu XML ma na celu głownie integrację ze serwerem WWW. W moim rozwiązaniu, za względów bezpieczeństwa, nie zdecydowałem się na umieszczenie strony WWW w sterowniku. Nie dlatego bym bał się jakiegoś ataku tyko po to by sterownik zajmował się tylko sterowaniem pompy, zabezpieczeniami i robił to bardzo pewnie. Moim rozwiązaniem na przyjazny interfejs jest serwer WWW w sieci domowej, który wykorzystuje narzędzie konfiguracyjne podczas generacji stron do uzyskania informacji w postaci przyjaznej strony WWW. Dodatkowo, cyklicznie domowy serwer generuje za pomocą narzędzia plik statusu XML i przesyła go na zewnętrzny serwer poprzez FTP, który dostępny jest publicznie wraz ze stroną WWW,, (zobacz obraz poniżej).
    Część B, Konstrukcja
    Sercem sterownika jest moduł z mikroprocesorem ST STR912FAW44 (ARM966E-S). Moduł posiada wbudowany interfejs Ethernet, 8MB pamięci flash SPI. Oprogramowanie napisane jest w C, a system operacyjny to fantastyczny FreeRTOS. Jako stos IP wykorzystałem uIP (ten akurat jest bardzo mało fantastyczny).
    Jako czujniki temperatury wykorzystane są DS1820. Nie zdecydowałem się na DS18B20 ze względu na złą sławę odnośnie stabilności. DS1820 wraz z poszerzoną dokładności dają odczyt z dokładnością do 1/16C. Czujników może być maksymalnie 12 i podłączone mogą być do trzech różnych portów. Dwóch 1W na płytce i jednego RS232C (RS232C jako transmisja i mały adapter przy samym czujniku).
    Sterowanie układami zewnętrznymi odbywa się poprzez układy ULN2803 które złączają diody LED w optoizolatorach. Pierwsze osiem wyjść to odseparowane za pomocą optotriaków MOC3063 triaki. Z tych wyjść zasilany jest przekaźnik sprężarki i bezpośrednio pompy obiegowe. Drugie osiem wyjść to optostyczniki AQV214 lub AQV414 (normalnie zwarty), prąd maksymalny 0.12A w zupełności wystarcza do wysterowania piezoelektrycznych 5-cio watowych zaworów. Obwody wejściowe, przy założonym napięciu obwodów kontrolnych 24V, to dwa czterowejściowe transoptory PS2501-4.
    Całość zasilana jest układem LM2672(5V), oraz LM2937(3.3V).

    Dość sporo napisałem ale i konstrukcja jest bardzo rozbudowana. Mam nadzieję, iż będzie choć trochę inspirująca tym bardziej, że domowej roboty pompy ciepła to bardzo atrakcyjny temat.

    Sterownik Pompy Ciepła Sterownik Pompy Ciepła Sterownik Pompy Ciepła Sterownik Pompy Ciepła


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • Metal Work Pneumatic
  • #2 05 Lip 2011 12:29
    mixsnow
    Poziom 9  

    Fajna sprawa ten sterownik :) Kosztowało Cię to na pewno dużo pracy. Gdybyś kolego jeszcze umieścił schemat ideowy sterownika było by świetnie. Mam pytanie odnośnie pompy ciepła, mianowicie jak ją zrobiłeś i ile Cię ona kosztowała? Oraz jaki wychodzi koszt ogrzewania domu w skali miesiąca przy skrajnie niekorzystnych warunkach atmosferycznych? Ewentualnie jakieś fotki pompy ciepła.

  • #3 05 Lip 2011 12:42
    michcior
    Poziom 30  

    Obudowa to skrzyneczka do jakiś przeciwpożarowych urządzeń, dostałem to za grosze w pewnej hurtowni gdzie robiło za egzemplarz demonstracyjny. W sumie bardzo solidna i dobrze wykonana jest ta obudowa jak na plastik.

    Odnośnie samej pompy i jej parametrów. W sumie to temat rzeka, na elektrodzie jest specjalny wątek na ten temat. Moja musiała chodzić 12h na dobę przy najsroższych mrozach. W sumie, za cały sezon zużycie to u mnie 3200kWh. Mam oddzielny licznik więc wiem dokładnie ile pobrała. Zestyk licznika jest wprowadzony w sterownik który pokazuje bieżące zużycie prądu (widać na jednym z obrazków 2400W) oraz zlicza dla statystyk dobowych.

    Schemat będzie jutro bo muszę go trochę obrobić.

  • Metal Work Pneumatic
  • #4 05 Lip 2011 14:36
    erkenbrand
    Poziom 1  

    Witam.
    A mi nasuwa się takie spostrzeżenie. 3200kWh razy powiedzmy 0,50 PLN to 1600 PLN. W moim przypadku to 3/4 ceny węgla na cały sezon. Czy oprócz pompy ciepła jest jakieś dodatkowe ogrzewanie? Czy tylko pompa wystarczy? Interesuje mnie sens ekonomiczny posiadania pompy ciepła.

  • #5 05 Lip 2011 14:47
    michcior
    Poziom 30  

    Nie 0,5 zł a 0,3 zł! Na tym polega sedno by grzać w niskiej taryfie. To na prawdę tak wychodzi. Z resztą temat jest mocno rozpracowywany tutaj:
    Pompa ciepła - działanie, eksploatacja - połączenia z innym
    Nie ma dodatkowego ogrzewania, dla nastroju kominek ale spaliłem 3.5m sześciennego drewna więc dużego wpływu nie było. Sens ekonomiczny jest jak się zrobi pompę samemu. Jak się zatrudni firmę i kupi nawet polską pompę to sensu coraz mniej. Rachunki dalej są niskie tylko inwestycja zwraca się latami.

  • #6 05 Lip 2011 17:43
    edenlubawa
    Poziom 15  

    A może zaprezentujesz tu w diy swoją pompę?
    Chyba nikt tego jeszcze tu nie prezentował.

  • #7 05 Lip 2011 19:48
    rafał0507
    Poziom 11  

    Interesuje mnie taka konstrukcja:D Ja potrzebowałbym sterowanie 2 zaworami. 1 od wężownicy bojlera, a drugi od przełączania CWU z wodą z przepływowego ogrzewacza. Następnie sterowanie czujnikiem przepływu cieczy, który załączałby pompkę podającą ciepłą wodę oraz do tego sterowanie czujnikami temperatury, które by czuwały nad wszystkim.
    Z tego co czytam u kolegi to ten układ by się nadawał, a nawet by przerastał to co ja potrzebuję.
    Wiem że przy tym było pracy od ch.......ry, ale fajnie by było jakbyś się z nami podzielił swoją konstrukcją i umieścił schemat, płytkę i kod.

  • #8 05 Lip 2011 22:03
    r-maniac
    Poziom 14  

    Do jakiego rodzaju pompy ciepła zastosowany jest ten sterownik, czy jest to pompa typu powietrze woda, czy może z wymiennikiem gruntowym?

  • #9 06 Lip 2011 00:06
    a.bakus
    Poziom 15  

    Powiedz coś na temat twojej pompy. Jaki producent i model i jeśli nie z Polski to skąd ją taniej załatwiłeś.

  • #10 06 Lip 2011 10:24
    michcior
    Poziom 30  

    a.bakus
    To pompa DIY.

    r-maniac
    Wymiennik gruntowy, poziomy.

    rafał0507
    Schemat udostępniam prywatnie, proszę o maila. Reszta, jeśli będzie zainteresowanie będzie rozwijana jako projekt otwarty lub półotwarty. W każdym razie musi zostać przygotowany jako że nie jest to mały projekt ani kod i zawiera zewnętrzne IP (Intelectual Property).

    edenlubawa
    mixsnow
    Raczej nie, bardziej nadawała by się do działu "niedokończone...". Zresztą, to w sumie żadna filozofia, we wspomnianym wcześniej wątku jest wszystko na ten temat. To co w mojej konstrukcji jest innowacyjne to właśnie sterowanie.

    mixsnow
    Kosztowało to ponad 10tys, razem z kolektorem ziemnym (700m). Głównie materiały i koparka. Sama pompa nie jest droga ale do tego jeszcze kolektor (wymiennik gruntowy) glikol, woda destylowana, rurki, instalacje itd. Nazbiera się.

    Na razie.

  • #11 06 Lip 2011 15:59
    reaven22
    Poziom 27  

    Dla kogoś poważnie zainteresowanego Pompą Ciepła DIY wątek podany wyżej (Pompa ciepła - działanie, eksploatacja - połączenia z innym) jest kopalnią wiedzy łącznie z gotowymi podanymi na talerzu przepisami na budowę urządzenia.
    Ale samo urządzenie to 20% sukcesu, reszta to instalacje GZ i DZ i przystosowanie domu do współpracy z PC, i najważniejsze dobre docieplenie domu.

  • #12 06 Lip 2011 18:56
    Novile
    Poziom 32  

    michcior napisał:
    spaliłem 3.5m sześciennego drewna więc dużego wpływu nie było
    Widzę że kolega bagatelizuje sprawę, widocznie kolega nie posiada wiedzy o aktualnych cenach drewna opałowego. Proszę zauważyć iż koszt 1metra sześciennego np. buka kosztuje 150-160 zł w tzw."metrówkach " , które aby palić je w kominku należy jeszcze pociąć dodatkowo na mniejsze kawałki.
    tak więc kolega spalił 3.5 m3 * 160zł =560zł dodatkowo przy moich cenach kolega bierze za pocięcie takiej ilości na mniejsze kawałki ok. 50 zł czyli 560+50 = 610zł
    nie licząc transportu tego drzewa z wystawki pod dom, bo to by było kolejne 200zł , ale czasem ktoś oferuje za to 160 zł ceny metra wraz z transportem dlatego to pomijam.
    Więc realnie ten koszt 1600 zł należy powiększyć o 610 zł co daje razem 2200 zł.

    Sam sterownik wykonany przez kolegę - faktycznie genialny! Jak czytam takie opisy to dopiero widzę co ludzie potrafią a czego ja nie potrafię. Naprawdę piękne zestawienie wiedzy i praktyki , aż szkoda że nie trafi to cudo do masowej produkcji i nadal będziemy męczyć sie z tymi tanimi sterownikami made in China , wykonanymi z najtańszej elektroniki , których awaryjność zapewnia nam bezsenne noce a serwisom doskonałe dochody.

  • #13 06 Lip 2011 19:36
    tomasga
    Poziom 11  

    Novile napisał:

    Więc realnie ten koszt 1600 zł należy powiększyć o 610 zł co daje razem 2200 zł.


    Nie 1600 zł tylko 960zł + 610 = 1570zł

  • #14 27 Lip 2011 12:23
    piotrus_pan
    Poziom 8  

    Witam,

    a jak jest rozwiązane sterowanie takiej pompy ciepła. Zatem kiedy włącza się pompkę Źródła Dolnego, kiedy kompresor, kiedy pompki źródła górnego.

    W przypadku jakichś awarii rozumiem, że są zabezpieczenia. Czy wyłączają one wszystko, czy pozostawiają włączone odpowiednie pompki, te których np. awaria nie dotyczy.

    Przydał by mi się schemat sterowania taką pompą ciepła lub konkretny opis w jakim przypadku, jakie urządzenia działają, a które nie muszą.

  • #15 27 Lip 2011 12:36
    michcior
    Poziom 30  

    Sprawa jest dość prosta. Pompy obiegowe włączane są na chwilę przed sprężarką. U mnie się to ustawia. Po tym czasie, sprawdzane są temperatury i jeśli jest wszystko OK uruchamiana jest sprężarka. Po odłączeniu sprężarki, pompy jeszcze przez chwilę się kręcą. Też się to ustawia ile maja się kręcić. Ja sobie ustawiłem pompę kolektora na ciągła pracę żeby wyrównywała rozkład ciepła w ziemi i też było dobrze. W razie awarii, zwykle pomp się nie wyłącza tylko pozwala im się chodzić jeśli problemem były ciśnienia bądź temperatury.

    Pzd:
    Piotr.

  • #16 27 Lip 2011 13:02
    piotrus_pan
    Poziom 8  

    Myślę, że ciągła praca pompki kolektora to przesada. Żeby przetoczyć całość płynu w źródle dolnym powinno wystarczyć 10min (w zależności od pojemności układu źródła dolnego oraz wydajności pompki). Gdy pompka pracuje cały czas to tylko tracisz energię, a można by obniżyć rachunki :)

    Pozdrawiam
    Piotrek

  • #17 04 Sty 2013 09:31
    michcior
    Poziom 30  

    Pompa Ciepła - Sterownik DIY.
    Witam!
    Jakiś czas temu prezentowałem na elektrodzie swój projekt sterownika. Trochę trwało zanim udało mi się doprowadzić projekt do założonego stanu i wyposażyć go we wszystkie planowane funkcje a nie tylko te, które sam potrzebuję.

    Tak więc, postanowiłem udostępnić projekt dla wszystkich. Jest on dostępny pod adresem:
    code.google.com

    Zapraszam.

  Szukaj w 5mln produktów