L'Abington Institute è stato un punto d'incontro centrale per il villaggio sin dalla prima apertura nel 1909. Ora, nel 2017, il tempo era arrivato a sostituire la vecchia caldaia di riscaldamento e aggiungere un sistema di controllo intelligente del riscaldamento per consentire al villaggio di essere confortevole ma salvato energia e denaro.
"Avevamo bisogno di un sistema di riscaldamento migliorato ed efficiente per consentire all'Istituto di servire i nostri abitanti del villaggio e risparmiare denaro"... Comitato di gestione |
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Introduzione - Perché abbiamo costruito il sistema di controllo del riscaldamento?
Il comitato di gestione dell'Istituto Abington ha trascorso alcuni notevoli tempo indagando le alternative alle caldaie a combustibile fossile per riscaldare l'Istituto. Ci sono una moltitudine di scelte tutte con vari compromessi, costi, potenziali schemi di rimborso, esigenze di spazio / terra ecc. Aggiungere a che il fatto che il governo cambia i regimi di rimborso più velocemente del comitato di gestione può ottenere citazioni, revisione, risposta e attrezzo E sembrava impossibile trovare la soluzione giusta.
È interessante notare che in un sondaggio indipendente abbiamo richiesto, eravamo più propensi a risparmiare denaro (ed essere verde) da Non sprecare calore, tuttavia è stato generato, così la caldaia antica, sovraffollabile, fastidiosa (che nessuno potesse riparare) è stato sostituito con uno fisicamente più piccolo con la stessa capacità di riscaldamento realizzata da un noto produttore di caldaie per il quale ingegneri di servizi competenti possono essere prontamente trovati entro 5 miglia.
La vecchia caldaia aveva un trucco intelligente (se inefficiente); Accendere se il tempo all'esterno è diventato freddo e poi le statistiche del radiatore in ogni stanza controllano le temperature della stanza. La nuova caldaia ha solo un termostato (interno), e quindi non può davvero sapere quando riscaldare l'intero edificio. Pertanto, oltre alla caldaia che è su più di quanto sia necessario che gli utenti arrivassero a stanze fredde perché le statistiche del radiatore erano state abbassate (come la regola, per risparmiare denaro) e talvolta, per aggiungere insulto alla ferita, girando il radiatore Le statistiche non avrebbero avuto alcun effetto perché la caldaia sarebbe spenta, avendo raggiunto la temperatura target in cui era il termostato della camera singola.
Per superare questo sistema è stato sviluppato e installato che può controllare la temperatura del setpoint di ogni statistico del radiatore individualmente, tramite il controllo radio, e un controller centrale scarica la matrice di occupazione di costruzione prevista dal sito Web dell'Istituto e trasforma i radiatori, al Temperatura desiderata per il gruppo di occupazione, in anticipo dei periodi occupati di ciascuna stanza e trasforma la temperatura quando finisce l'occupazione.
"Così saliamo solo sale che lo richiedono e per il più breve tempo possibile. Fornire il miglior comfort per il costo di energia più basso, con la minima quantità di input umani".
Caratteristiche e vantaggi
| Caratteristica | Beneficio |
|---|---|
| Imposta le camere per correggere Temp per il gruppo prenotato | Il gruppo arriva per trovare la camera (s) pronta per l'uso |
| Imposta le stanze per lo sfondo Temp quando vuoto | Istituto non sprecare denaro riscaldando le stanze vuote |
| Corre senza intervento (dalle prenotazioni) | Nessuno deve andare presto per accendere i radiatori |
| Consente l'intervento manuale tramite il termostato a parete | Consente ai gruppi di regolare la temperatura |
| Temps diversi sono impostati per ogni gruppo / stanza | Per adattarsi a diverse attività per camera per ogni gruppo |
| Conosce il tasso di riscaldamento per ogni stanza | Può accendere il riscaldamento appena in tempo per una stanza |
| Può essere controllato tramite una pagina web o un'applicazione del telefono | Qualsiasi modifica tardiva può essere gestita da remoto |
| Conosce parti dell'edificio sono comuni | Può anche garantire che il foyer ecc. Riscaldato quando richiesto |
Equipaggiamento utilizzato
| Articolo per apparecchiature | Quantità |
|---|---|
| Aeotech Z-Stick Regolatore USB Z-Wave | 1 |
| Raspberry PI V3. | 1 |
| Tbino Z-Wave 1D Relay | 1 |
| Fibaro Z-Wave Single Switch 2 | 2 |
| Valvole del radiatore termostatico delle onde z (TRV) | 2 |
| Valvole del radiatore termostatico della onda z-popp (TRV) | 6 |
| Sensori di temperatura Danfoss Z-Wave | 4 |
| Assortiti MK Grid Grid Electrical Bit: interruttori momentanei, indicatori, fusibili | - |
Il costo totale dell'hardware per un edificio di dimensioni considerevoli con quattro sale principali (più altre sale meno usate) era inferiore a £ 1000 che ci aspettiamo di recuperare tra un paio d'anni riducendo la nostra spesa per il riscaldamento di £ 3KPA. Era estremamente meno distruttivo e meno costoso che ri-imparenante l'edificio per cambiare la singola zona di riscaldamento (solo un flusso / restituzione di alimentazione tutti i radiatori e gli scambiatori di calore) per avere 6 zone.
Tutte le attrezzature si sono esibite in modo impeccabile, ma potrò dare una visione migliore su coloro che una volta sono ri-incorporate nel sistema stabile che abbiamo ora.
I due interruttori Fibaro devono controllare gli esistenti due scambiatori di calore a ventola che vengono utilizzati (insieme a un radiatore) per riscaldare la sala principale, uno spazio di circa 300m3.
Il Qubino viene utilizzato per controllare la valvola di riscaldamento centralizzata sul sistema di riscaldamento perché dispone di contatti privi di volt che ci consentono di interrompere l'alimentazione dal controller C / H esistente (che è ora impostato su 24/7). Ciò era preferenziale per rimuovere il controller esistente perché controlla anche l'acqua calda che non avevamo bisogno di modificare e consente di tornare a cadere al vecchio sistema dovremmo avere un problema con il nuovo sistema.
I pezzi elettrici e i pezzi erano quello di effettuare un corretto lavoro di cablaggio nei dispositivi Fibaro e Qubino, per aggiungere un interruttore di controllo manuale (anche molto utile per l'iscrizione!) E un indicatore luminoso e un fusibile.
Software utilizzato
Abbiamo deciso di utilizzare un software Raspberry PI (V3) per consentirci di programmare esattamente ciò di cui avevamo bisogno.
- Domoticz Automation Server. per Linux sul lampone pi
- Uno script Python personalizzato Per interfacciarsi con i dati di occupazione dal sito di prenotazione dell'Istituto chiamato Bkintrvctrl.py
- Una pagina PHP sul sito web della prenotazione Per produrre 7 giorni di rotazione dei dati di occupazione come JSON
Domoticz e Bintrvctrl.py sono entrambi iniziati all'avvio.
DNS dinamico
Utilizziamo anche Free Freedns.afraid.org per poter accedere a Domoticz, e SSH a, il PI utilizzando un nome di dominio poiché BT è il nostro ISP e non fornisce indirizzi IP statici. Tuttavia, con l'indirizzo IP check per il dominio che esegue ogni 5 minuti, è molto raro per non creare una connessione immediata.
Schema di alto livello del sistema di prenotazione e controllo del riscaldamento
Il sistema di prenotazione online esisteva già, costruito in PHP e MySQL e maneggia le prenotazioni e la fatturazione per l'Istituto Abington. Offre il prossimo programma di prenotazione di 7 giorni come file JSON che viene raccolto ogni giorno dal programma Python in esecuzione sul Raspberry PI che è presso l'Istituto.
Figura 1: Schema di controllo del riscaldamento di Abington.
Il PI è anche in esecuzione Domoticz che fornisce un'interfaccia dettagliata (tramite APP o pagina Web) a tutti gli elementi Z-Wave in uso e accetta i comandi HTTP per controllare tali dispositivi. Quindi, il programma Python invia comandi HTTP a Domoticz quando le camere devono iniziare il riscaldamento pronto per una prenotazione o per trasformare il riscaldamento come estremità della prenotazione.
Per consentire l'accesso esterno a Internet a Domoticz, ecc. freelyns.afraid.org. Per poter accedere al PI su xxx.xxx.org.
DOMICCZ consente la configurazione e il controllo di tutti gli aspetti del sistema e fornisce tutto ciò che è necessario per configurare, controllare e monitorare lo stato di tutti i dispositivi che includono TRV, termostati a parete e interruttori per controllare gli scambiatori di calore guidati dalla ventola nella sala principale e la caldaia .
Ecco una dashboard di alcuni valori cruciali per lo sviluppatore / installatore:
figura 2: Interfaccia software DOMICKZ.
Permette anche la visualizzazione di un piano di pavimento con tanti o pochi dettagli chiave come si potrebbe desiderare. Ancora una volta, lo usiamo per una vista dettagliata di ciò che sta accadendo se ne abbiamo bisogno, che è stato molto utile durante lo sviluppo del programma Python.
Figura 3.: Piano da pavimento Domoticz.
Sul piano pavimento stiamo mostrando ogni dispositivo. Se potessimo cambiare l'immagine utilizzata per i termostati della parete Danfoss, distinguerli dal Popp TRV e dal diagramma di stato sarebbe molto più chiaro; Ancora un altro oggetto in una lista senza fine di cose da fare. Almeno c'era una buona icona di una grande ventola rossa disponibile per gli scambiatori di calore e il falò per la caldaia. Articoli con uno stato ON / OFF Turn Monochrome per significare che sono spenti.
Figura 4.: Domoticz Riscaldamento grafico.
Domoticz è anche molto utile per valutare il tasso di riscaldamento di ogni stanza, che sono dati vitali per poter calcolare il tempo in cui iniziare a riscaldare la stanza. Alcune delle camere sono abbastanza grandi e impiegano un po 'di tempo per arrivare alla temperatura. Naturalmente, un prossimo passo per il programma Python è registrare il tasso di riscaldamento per sé in modo che possa imparare come varia in base alla temperatura di avvio, ma è per una futura iterazione.
In definitiva, probabilmente useremo Domotzz per mostrare la temperatura e i punti set-punti dei termostati della parete Danfoss nelle quattro sale principali e il Popp TRV in altre camere meno importanti, poiché sono montate, ma Domoticz è meraviglioso, vedi tutto, Fai tutto lo strumento per sedersi nel mezzo del sistema e si è dimostrato molto affidabile. Non ho toccato la maggior parte delle sue capacità qui, ma ci sono molti sistemi simili là fuori.
Inoltre, molto utilmente, Domoticz consente l'accesso al livello inferiore della comunicazione Z-Wave, in questo caso Openzwave, dove è possibile accedere a tutte le Nitty Gritty per ogni dispositivo.
Figura 5.: Controllo del dispositivo Openzwave.
Qui è possibile vedere che abbiamo impostato la temperatura massima che gli utenti possono essere limitati a 22 ° C per ingannare gli utenti impazienti che credono che la temperatura più alta che si richieda, più velocemente la stanza si riscalderà. Immagino che venga da millenni di legno bruciante; Più ti metti, più veloce diventerà caldo e ci vorrà almeno una generazione per rimuovere quel tratto dalla nostra popolazione.
Semplice interfaccia web
Tuttavia, mentre Domoticz offre tutto ciò che potrebbe volere come sviluppatore, abbiamo sentito che avevamo bisogno di un'interfaccia ultra-chiaro che mostra:
- L'ora corrente
- Le stanze
- Chi sono occupati da, se qualcuno
- I tempi di occupazione per quell'utente in quella stanza
- Prossime prenotazioni
- La temperatura effettiva di ogni stanza
- La temperatura richiesta per ogni stanza
- Stato della batteria
- Se la caldaia è accesa o spenta
Questa sarà l'interfaccia di monitoraggio più semplice per il nostro gruppo di amministratori di volontari.
Figura 6.: Interfaccia di riscaldamento del web principale.
Se l'amministratore deve sentire la necessità di modificare la temperatura richiesta in una stanza, facendo clic sulla temperatura richiesta consente l'ingresso di un nuovo valore:
Figura 7.: Interfaccia Web del radiatore individuale.
Se la temperatura effettiva è mostrata in rosso, è ancora inferiore alla temperatura richiesta; Se è verde, è stata raggiunta la temperatura. Nello scatto principale sopra, puoi vedere che la sala principale è ancora in arrivo, arriva teoricamente a 21 ° C quando il tempo si incontrano, un'ora e tre quarti più tardi alle 19:00. Il foyer, un'area comune dell'edificio ha già raggiunto la temperatura perché è stata utilizzata all'inizio del giorno per il caffè. La pagina è integrata in angolari e funziona utilizzando feed JSON e richieste HTTP.
Sommario
Quindi, aspettando ogni sistema disponibile, dai sistemi di controllo del trv off-the-shelf che sono, purtroppo, privi di qualsiasi capacità di ingerire i dati da altri sistemi, attraverso il TRV di rete a rete controllata da più pipanizzazioni, abbiamo deciso di andare con Z- Wave e un lampone centrale pi. Finora, sembra essere stata una buona decisione, non meno importante che il supporto Vesternet Per i dispositivi Z-Wave è stato (e rimane) eccezionale.
Abbiamo costruito il sistema e funziona. I gruppi che utilizzano l'Istituto hanno esclamato nella meraviglia di trovare tutto il caldo per loro, anche la prima cosa al mattino. Abbiamo un semplice sistema di monitoraggio e controllo in posizione e e-mail le persone quando qualcosa va storto o le batterie sono basse. Mai più il riscaldamento dovrebbe essere lasciato in una stanza per tre giorni prima che qualcuno lo scopre.
In 5 anni, tali cose saranno la norma, ma incoraggeremo gli amministratori di edifici pubblici più anziani con semplici sistemi di riscaldamento per abbracciare l'idea che tali sistemi possano essere aggiornati per essere più intelligenti con una facile facilità e praticamente senza interruzioni.
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