Abington-instituutti on ollut kylän keskeinen kohtaamispaikka sen avaamisesta vuonna 1909 lähtien. Nyt, vuonna 2017, oli aika vaihtaa vanha lämmityskattila ja asentaa älykäs lämmitys ohjausjärjestelmä, jonka avulla kylätalolla on mukava olla, mutta energiaa ja rahaa säästyy.
"Tarvitsimme parannetun ja energiatehokkaan lämmitysjärjestelmän, jotta instituutti voisi palvella kyläläisiä ja säästää rahaa."... Johtoryhmä |  |
Johdanto – miksi rakensimme lämmityksen ohjausjärjestelmän?
Abington-instituutin johtoryhmä käytti huomattavasti aikaa tutkiakseen vaihtoehtoja fossiilisia polttoaineita käyttäville kattiloille instituutin lämmityksessä. Vaihtoehtoja on lukuisia, ja niihin liittyy erilaisia kompromisseja, kustannuksia, mahdollisia takaisinmaksumalleja, tilan-/maan tarpeita jne. Lisäksi hallitus muuttaa takaisinmaksujärjestelmiä nopeammin kuin johtoryhmä ehtii saada tarjouksia, tarkistaa niitä, vastata niihin ja panna ne täytäntöön, joten oikean ratkaisun löytäminen tuntui mahdottomalta.
Mielenkiintoista kyllä, pyytämässämme riippumattomassa kyselyssä meillä oli todennäköisemmin tapana säästää rahaa (ja olla ympäristöystävällisiä) ei tuhlaa lämpöä, mutta sitä syntyi, joten vanha, liian monimutkainen ja ongelmallinen kattila (jota kukaan ei osannut korjata) korvattiin fyysisesti pienemmällä, mutta samalla lämmitysteholla varustetulla kattilalla, jonka oli valmistanut tunnettu kattilavalmistaja, jonka päteviä huoltoasentajia löytyy helposti 8 kilometrin säteeltä.
Vanhassa kattilassa oli yksi nerokas (joskin tehoton) kikka: se käynnistyi, jos ulkona kylmeni, ja silloin jokaisen huoneen patteritermostaatti sääti huonelämpötilaa. Uudessa kattilassa on vain YKSI (sisä)termostaatti, joten se ei voi oikeastaan tietää, milloin koko rakennusta lämmitetään. Siksi sen lisäksi, että kattila oli päällä useammin kuin tarpeen, käyttäjät saapuivat kylmiin huoneisiin, koska patteritermostaatit oli käännetty alas (kuten yleensä on tapana säästää rahaa), ja joskus, mikä pahinta, patteritermostaatin kääntäminen ylös ei vaikuttanut, koska kattila oli pois päältä saavutettuaan yhden huonetermostaatin kohdelämpötilan.
Tämän voittamiseksi kodin automaatio
Järjestelmä on kehitetty ja asennettu, ja se pystyy ohjaamaan jokaisen patteritermostaatin asetusarvoa erikseen radio-ohjauksella. Keskusohjain lataa instituutin verkkosivuilta odotetun rakennuksen käyttöastematriisin ja kytkee patterit päälle haluttuun lämpötilaan käyttöryhmälle ennen kunkin huoneen käyttöjaksoja ja laskee lämpötilaa, kun käyttö päättyy."Näin ollen lämmitämme vain niitä huoneita, jotka sitä tarvitsevat, ja mahdollisimman lyhyen aikaa. Tarjoamme parasta mukavuutta alhaisimmilla energiakustannuksilla ja mahdollisimman vähäisellä ihmisen panoksella.""
Ominaisuudet ja edut
| Ominaisuus | Hyöty |
|---|---|
| Asettaa huoneet oikeaan lämpötilaan varatulle ryhmälle | Ryhmä saapuu etsimään käyttövalmiita huoneita |
| Asettaa huoneet taustalämpötilaan, kun ne ovat tyhjiä | Instituutti ei tuhlaa rahaa tyhjien huoneiden lämmittämiseen |
| Toimii ilman väliintuloa (varauksista) | Kenenkään ei tarvitse mennä sisään aikaisin laittaakseen patterit päälle |
| Mahdollistaa manuaalisen ohjauksen seinätermostaatilla | Antaa ryhmille mahdollisuuden säätää lämpötilaa |
| Jokaiselle ryhmälle/huoneelle asetetaan eri lämpötilat | Eri aktiviteettien sovittamiseksi huoneisiin kullekin ryhmälle |
| Tietää jokaisen huoneen lämmitysnopeuden | Voi kytkeä lämmityksen päälle juuri oikeaan aikaan huoneeseen |
| Voidaan ohjata verkkosivun tai puhelinsovelluksen kautta | Myöhästyneitä muutoksia voidaan hallita etänä |
| Tietää, että osat rakennuksesta ovat yhteisiä | Voi myös varmistaa, että eteinen ym. lämmitetään tarvittaessa |
Käytetyt laitteet
| Varustekohta | Määrä |
|---|---|
| 1 | |
| Raspberry Pi v3 | 1 |
| Qubino | 1 |
| 2 | |
| Komeetta | 2 |
| 6 | |
| Danfoss | 4 |
| Erilaisia MK Grid -sähköosia: hetkelliset kytkimet, merkkivalot, sulakkeet | - |
Kokonaiskustannukset Merkittävässä rakennuksessa, jossa on neljä päähuonetta (sekä muita vähemmän käytettyjä huoneita), laitteiston hankintameno oli alle 1 000 puntaa, ja odotamme saavamme sen takaisin parissa vuodessa vähentämällä 3 kilopunnan vuosittaista lämmitysöljymenoamme. Se oli huomattavasti vähemmän häiritsevää ja halvempaa kuin rakennuksen putkiremontti, jossa yksi lämmitysvyöhyke (vain yksi meno-/paluujohto syöttää kaikille pattereille ja lämmönvaihtimille) muutettiin kuuteen vyöhykkeeseen.
Kaikki laitteet ovat toimineet moitteettomasti, mutta pystyn antamaan niistä paremman kuvan, kun ne on yhdistetty takaisin nykyiseen vakaaseen järjestelmään.
Kaksi
Qubinoa käytetään lämmitysjärjestelmän keskuslämmitysventtiilin ohjaamiseen, koska siinä on potentiaalivapaat koskettimet, joiden avulla voimme keskeyttää syötön olemassa olevasta keskuslämmitys- ja lämmityssäätimestä (joka on nyt asetettu päälle 24/7). Tämä oli parempi vaihtoehto kuin olemassa olevan säätimen poistaminen, koska se ohjaa myös käyttövettä, jota meidän ei tarvinnut muuttaa, ja se mahdollistaa paluun vanhaan järjestelmään, jos uuden järjestelmän kanssa ilmenee ongelmia.
Sähköisten osien oli tarkoitus tehdä kunnollinen johdotustyö
Käytetty ohjelmisto
Päätimme käyttää RaspBerry Pi (v3) -levyä, jossa on ohjelmisto, jotta pystyimme ohjelmoimaan juuri sen, mitä tarvitsimme.
- Domoticz-automaatiopalvelin Linuxille Raspberry Pi:llä
- Mukautettu Python-skripti vuorovaikutuksessa instituutin varaussivuston käyttöasteen tietojen kanssa, nimeltään BkinTRVCtrl.py
- PHP-sivu varaussivustolla tuottaa 7 päivän liukuva aikataulu käyttöastetiedoista JSON-muodossa
Domoticz ja BkinTRVCtrl.py molemmat käynnistetään käynnistyksen yhteydessä.
Dynaaminen DNS
Käytämme myös freedns.afraid.org voidakseen käyttää Domoticzia ja SSH:ta Pi:hen verkkotunnuksella, koska BT on internet-palveluntarjoajamme eikä tarjoa staattisia IP-osoitteita. Koska verkkotunnuksen IP-osoitteen tarkistus kuitenkin suoritetaan viiden minuutin välein, on hyvin harvinaista, että yhteyttä ei muodosteta välittömästi.
Yleisen tason kaavio varausjärjestelmästä ja lämmityksen ohjauksesta
Abington-instituutin varaukset ja laskutus hoidetaan jo olemassa olevalla verkkovarausjärjestelmällä, joka on rakennettu PHP:llä ja MySQL:llä. Se tarjoaa seuraavan 7 päivän varausaikataulun JSON-tiedostona, jonka instituutin RaspBerry Pillä toimiva Python-ohjelma kerää päivittäin.
Kuvio 1Abingtonin lämmityksen ohjauskytkentäkaavio.
Pi käyttää myös Domoticzia, joka tarjoaa yksityiskohtaisen käyttöliittymän (sovelluksen tai verkkosivun kautta) kaikille
Jotta Domoticzille jne. sallitaan ulkoinen internet-yhteys, käytämme freedns.afraid.org voidakseen käyttää Pi:tä xxx.xxx.org.
Domoticz mahdollistaa järjestelmän kaikkien osa-alueiden konfiguroinnin ja hallinnan ja tarjoaa kaiken tarvittavan kaikkien laitteiden, kuten termostaattisten venttiilien, seinätermostaattien ja päähallin puhallinkäyttöisten lämmönvaihtimien ja kattilan ohjaamiseen tarkoitettujen kytkimien, asettamiseen, ohjaamiseen ja tilan valvontaan.
Tässä on kojelauta, joka sisältää kehittäjälle/asentajalle tärkeitä arvoja:
Kuva 2Domoticz-ohjelmistorajapinta.
Se mahdollistaa myös pohjapiirroksen näyttämisen niin monella tai vähällä avainyksityiskohdalla kuin haluat. Käytämme tätä jälleen yksityiskohtaisen kuvan saamiseksi tapahtumista tarvittaessa, mikä on ollut erittäin hyödyllistä Python-ohjelman kehityksen aikana.
Kuva 3Domoticzin pohjapiirros.
Pohjapiirroksessa näytämme kaikki laitteet. Jos voisimme muuttaa Danfossin seinätermostaattien kuvaa, se erottaisi ne muista...
Kuva 4Domoticzin lämmityskaavio.
Domoticz on myös erittäin hyödyllinen kunkin huoneen lämmitysnopeuden arvioinnissa, mikä on tärkeää tietoa, jotta voidaan laskea kellonaika, jolloin huoneen lämmitys aloitetaan. Jotkut huoneet ovat melko suuria ja lämpötilan saavuttaminen kestää melko kauan. Seuraava askel Python-ohjelmalle on tietenkin tallentaa lämmitysnopeus itselleen, jotta se voi oppia, miten se vaihtelee aloituslämpötilan mukaan, mutta se on tulevaa iteraatiota varten.
Lopulta luultavasti käytämme Domoticzia näyttämään Danfossin seinätermostaattien lämpötilan ja asetusarvot neljässä päähuoneessa ja
Myös Domoticz mahdollistaa hyödyllisesti pääsyn alimmalle tasolle
Kuva 5Openzwave-laitteen hallinta.
Tässä näet, että olemme asettaneet käyttäjien pyytämän enimmäislämpötilan 22 °C:een loitolla kärsimättömistä käyttäjistä, jotka uskovat, että mitä korkeampaa lämpötilaa pyydät, sitä nopeammin huone lämpenee. Luulen, että se johtuu vuosituhansien puun polttamisesta; mitä enemmän laitat lämmitystä, sitä nopeammin huone lämpenee, ja tämän ominaisuuden poistaminen väestöstämme vie ainakin sukupolven.
Yksinkertainen verkkokäyttöliittymä
Vaikka Domoticz tarjoaa kaiken, mitä kehittäjä voi haluta, meistä tuntui, että tarvitsimme erittäin selkeän ja yksinkertaisen käyttöliittymän, joka näyttää:
- Nykyinen aika
- Huoneet
- Kenen miehittämiä ne ovat, jos kukaan
- Kyseisen käyttäjän oleskeluajat kyseisessä huoneessa
- Tulevat varaukset
- Kunkin huoneen todellinen lämpötila
- Kunkin huoneen pyydetty lämpötila
- Akun tila
- Onko kattila päällä vai pois päältä
Tämä on vapaaehtoisten ylläpitäjien ryhmällemme helpoin valvontaliittymä.
Kuva 6Pääverkkolämmitysliitäntä.
Jos ylläpitäjä haluaa muuttaa huoneen pyydettyä lämpötilaa, hän voi syöttää uuden arvon napsauttamalla pyydettyä lämpötilaa:
Kuva 7Yksittäisen jäähdyttimen verkkokäyttöliittymä.
Jos todellinen lämpötila näkyy punaisena, se on edelleen pyydetyn lämpötilan alapuolella; jos se on vihreä, lämpötila on saavutettu. Yllä olevassa pääkuvassa näet, että päähalli on edelleen nousussa ja teoriassa lämpötila on 21 °C, kun WI tapaa tunnin ja kolme varttia myöhemmin klo 19.00. Rakennuksen yhteinen tila, aula, on jo saavuttanut halutun lämpötilan, koska sitä käytettiin aiemmin päivällä kahvilan toimintaan. Sivu on rakennettu AngularJS:llä ja toimii JSON-syötteiden ja http-pyyntöjen avulla.
Yhteenveto
Joten harkittuamme kaikkia saatavilla olevia järjestelmiä, aina valmiista termostaattisten venttiilien ohjausjärjestelmistä, joilla valitettavasti ei ole kykyä ottaa vastaan tietoja muista järjestelmistä, aina useiden PiZerojen ohjaamiin verkkovirtakäyttöisiin termostaattisiin venttiiliin, päätimme valita
Olemme rakentaneet järjestelmän ja se toimii. Instituuttia käyttävät ryhmät ovat ihmetelleet huomatessaan kaiken olevan heille lämmintä, jopa heti aamulla. Meillä on yksinkertainen valvonta- ja ohjausjärjestelmä, ja se lähettää ihmisille sähköpostia, kun jokin menee pieleen tai paristot ovat vähissä. Lämmitystä ei pitäisi enää koskaan jättää päälle huoneeseen kolmeksi päiväksi ennen kuin joku huomaa sen.
Viiden vuoden kuluttua tällaiset asiat ovat normi, mutta kannustaisin vanhempien julkisten rakennusten, joissa on yksinkertaiset lämmitysjärjestelmät, ylläpitäjiä omaksumaan ajatuksen, että tällaisia järjestelmiä voidaan päivittää älykkäämmiksi huomattavan helposti ja käytännössä ilman häiriöitä.
Vesternet Case-tutkimukset
Lue kaikki oikeiden käyttäjien tapaustutkimuksemme Tässä
