Контроллер насоса рециркуляции горячей воды – Блог Питера Вильджоена

В нашем доме используется проточный водонагреватель Noritz, работающий на природном газе, со специальной линией рециркуляции горячей воды. Проблема в том, что обогреватель установлен в гараже, а летом в гараже становится так жарко, что аквастат, управляющий рециркуляционным насосом, никогда не включается. Это оставляет нам холодную воду в линии рециркуляции, и нам приходится ждать несколько минут для горячей воды, что сводит на нет всю цель линии мгновенной горячей рециркуляции.

В нашем рециркуляционном насосе Grundfos используется термостатическое регулирование от 85F (29,4C) до 105F (40,6C). Циркуляционный насос включается, когда температура падает ниже 85F, поток воды включает нагреватель, и насос продолжает работать до тех пор, пока температура не превысит 105F. Летом температура в гараже часто превышает 85F, что удовлетворяет требованиям аквастата, а насос никогда не работает.

Одним из вариантов является периодическая циркуляция воды в линии, позволяющая аквастату измерять температуру воды в линии, а не только стоячей воды в гараже, которая достигает теплового равновесия с температурой окружающей среды в гараже.

Я выбрал Wi-Fi-релейный контроллер Sonoff Th20 на базе ESP8285/8266, запустил ESPHome на контроллере и контролировал с помощью Home Assistant. Я мог бы использовать Th26, но реле на 10 А в Th20 достаточно для питания циркуляционного насоса, и это делает блок меньше.

Код находится на GitHub, где я использовал контроллер Bang Bang в качестве термостата и интервальный таймер для периодического запуска насоса. Код достаточно прост, секция таймера заботится об изменении состояния реле только в том случае, если термостат еще не требует тепла.

Инструкции по сборке и установке:

• Предупреждение : Я не несу ответственности, продолжайте работу только в том случае, если вы имеете право работать с высоковольтными системами в жилых помещениях.
• Предупреждение : Не подключайте Th20 к сети переменного тока во время сборки или программирования!
• Предупреждение : Не подсоединяйте и не отсоединяйте штекер TRRS, пока Th20 включен!
• Снимите защитную крышку Th20, просто подденьте крышку, и она откроется со щелчком.
• Удалите винты, удерживающие печатную плату, припаяйте контакты к печатной плате и снова прикрепите печатную плату к корпусу.
• Я использовал брызгозащитный пластиковый корпус с прозрачной крышкой для размещения Th20 и проводов.
• Просверлите отверстие в корпусе и установите 9-миллиметровый кабельный сальник, используемый для четырех кабелей датчика температуры. Я пропустил все четыре кабеля через один сальник.
• Просверлите два отверстия в корпусе и установите 7 мм кабельные вводы для кабелей ввода и вывода питания.
• Припаяйте четыре водонепроницаемых датчика температуры Dallas 18B20 к 2,5-мм разъему TRRS, изолируйте и защитите их с помощью термоусадочной трубки. Проверьте конкретные цвета проводки кабеля TRRS.
  • GPIO14: TRRS Наконечник: TRRS Красный: Dallas Желтый
  • GND: TRRS Кольцо 2: TRRS Зеленый: Dallas Черный
  • 3,3 В: TRRS Экран: TRRS Черный: Dallas Красный
• Вставьте разъем TRRS с четырьмя датчиками температуры, прикрепленными через сальник, в корпус, закрепите сальник и вставьте разъем TRRS в Th20.
• Прикрепите Th20 без верхней крышки к внутренней части корпуса с помощью съемных полосок на липучке.
• Установите программатор FTDI на 3,3 В и подключите соответствующие контакты к Th20, удерживайте кнопку Th20 во время включения, чтобы войти в режим программирования.
• Скомпилируйте и загрузите прошивку проекта в ESPHome и запрограммируйте Th20 с помощью ESPHome Flasher. Проводное программирование требуется только один раз для замены заводской прошивки Sonoff на ESPHome, после чего можно применять OTA-обновления ESPHome.
• Продолжая использовать программатор FTDI для питания, убедитесь, что Th20 подключается через WiFi и работает в ESPHome и Home Assistant.
• Просмотрите выходные данные отладки, чтобы узнать конкретные адреса датчиков Dallas, внесите соответствующие исправления в раздел датчиков в файле ESPHome YAML и перепрограммируйте OTA.
• Используйте Home Assistant, чтобы контролировать температуру четырех датчиков, когда вы нагреваете каждый из них вручную, и маркируйте датчики соответствующими именами с помощью производителя этикеток.
• Я использовал два кабеля NEMA 5-15P – NEMA 5-15R, обрезав их до нужной длины, зачистив и залудив открытые концы.
• Вставьте вилку NEMA 5-15P через сальник в корпус, закрепите сальник и подключите к входу питания Th20.
• Вставьте вилку NEMA 5-15R через сальник в корпус, закрепите сальник и подключите к выходу питания Th20.
• Закройте и опечатайте крышку корпуса, закрепите на стене рядом с циркуляционным насосом и розеткой.
• Снимите аквастат с циркуляционного насоса, насос должен питаться и управляться только Th20.
• Прикрепите датчик температуры окружающей среды к внешней стороне корпуса.
• Прикрепите датчики рециркуляции, горячей и холодной температуры к соответствующим трубопроводам. Прикрепите теплопроводящую прокладку между датчиком и медной трубкой, оберните термостойкой изоляционной лентой и закрепите датчик на трубе кабельной стяжкой.
• Подключите вилку Th20 NEMA 5-15P к сети переменного тока, убедитесь, что Th20 подключается через WiFi и работает в ESPHome и Home Assistant.
• Подсоедините циркуляционный насос к разъему Th20 NEMA 5-15R.
• Контролируйте работу насоса и температуру трубопровода, при необходимости регулируйте значения температуры и таймера.

Фотографии сборки и установки:

Ниже приведен график, показывающий температуру и работу насоса за 6-часовой период. Было бы интересно сравнить летнюю модель с зимней, когда я ожидаю, что термостат сработает чаще, чем таймер.

Я замечаю некоторую нестабильность: контроллер случайным образом перезагружается из-за ошибки Информация о сбросе: фатальное исключение: 4 флаг: 1 (аппаратный сторожевой таймер) . К счастью, ничего страшного не происходит, таймер просто сбрасывается, но я продолжу расследование. Для удаленной отладки потребуется последовательное соединение, что немного сложно, но я могу попробовать установить ESP-01 с запущенным esp-link в том же корпусе, что и Th20, и использовать его для удаленной диагностики.

Я все еще хотел бы найти способ контролировать работу газового нагревателя, может быть, оптически контролировать состояние светодиода? И я действительно хотел бы контролировать скорость потока воды из Phyn, но, к сожалению, пользователь не имеет доступа к данным.

Нравится:

Нравится Загрузка…

ОпубликованоPieter 11 октября 2020 г. Опубликовано вhomeautomation, решениеTags:esphome

Просмотреть все сообщения Питера

Повышение эффективности теплового насоса: циркуляционный насос на Mitsubishi Ecodan — Приложения

richb99999 (Ричард Брукс) 31 марта 2023 11:08 1

Привет,
Я только что установил систему мониторинга на воздушном тепловом насосе Mitsubishi Ecodan, и сейчас я обдумываю все прекрасные данные.

Я был удивлен, увидев, что циркуляционный насос (который потребляет 150 Вт) работает всякий раз, когда температура наружного воздуха падает ниже 8 градусов Цельсия. Это было бы почти все время в разгар зимы. Я мог бы понять смысл этого, если бы в системе была чистая вода, но у меня должен быть антифриз, который снижает температуру замерзания до -11 градусов по Цельсию. Наш дом довольно дырявый, и в будние дни в нем никого нет, поэтому отопление отключено как минимум половину времени. Таким образом, циркуляционный насос, работающий так часто, кажется пустой тратой электроэнергии. Насос также довольно шумный, поэтому я склонен выключать его, если он не нужен. Я просто хотел проверить, не упускаю ли я из виду какой-то важный фактор. Кто-нибудь знает, есть ли способ отрегулировать это в обычной системе управления Ecodan?
PS Мой циркуляционный насос имеет фиксированный расход (~1,5 м3/час). Получу ли я лучшую эффективность, если она будет переменной? Моя интуиция такова, что если вам нужно много тепла, то лучше всего подойдет высокий поток. Но когда требуется меньше тепла, я бы подумал, что тепловой насос будет более эффективным при меньшем расходе. Так ли это, и поддерживает ли это обычная система управления Ecodan?
PPS Просто ради интереса, в установках ASHP обычно используется антифриз? Я предполагал, что да, но многие теплосчетчики, похоже, не откалиброваны на антифриз.

мджр (мджр) 31 марта 2023 11:14

2

богатыйb99999:

Я был удивлен, увидев, что циркуляционный насос (который потребляет 150 Вт) работает всякий раз, когда температура наружного воздуха падает ниже 8 градусов Цельсия

Мой нет. Я с удовольствием покопаюсь в настройках моего FTC5, если вы хотите поиграть в «найди отличия», но мне интересно, можно ли сказать экодану, что в контуре есть гликоль, настроить DIP-переключатель.

ричб99999:

Наш дом довольно дырявый, и в будние дни в нем никого нет, поэтому отопление отключено как минимум половину времени.

Я полагаю, вы действительно имеете в виду, что целевая температура снижена (установлена ​​обратно), чтобы нагрев не нагревался, или что-то подобное, а не то, что вы на самом деле отключили его по таймеру.

ричб99999:

поддерживает ли это обычная система управления Ecodan?

Не думаю, что для циркуляционных насосов, но могу ошибаться.

ричб99999:

PPS Просто ради интереса, в установках ASHP обычно используется антифриз?

‍ не знаю, извините.

зеленый мандарин (Ник Айрлэнд) 31 марта 2023 11:36 3

богатыйb99999:

Я был удивлен, увидев, что циркуляционный насос (который потребляет 150 Вт) работает всякий раз, когда температура наружного воздуха падает ниже 8 градусов Цельсия.

Ecodan имеет функцию Freeze Stat (в настройках работы в меню), которая по умолчанию включена и настроена на 5 градусов.

Вы можете отключить его, изменив пороговую температуру на «*», но только если у вас есть гликоль и его концентрация достаточна для устранения любого риска замерзания внешнего блока.

1 Нравится

богатыйb99999 (Ричард Брукс) 31 марта 2023 14:04 4

Спасибо за помощь.

Я немного стравлю один из радов и засуну его в морозилку, чтобы еще раз проверить, действительно ли мои установщики следовали спецификации и добавили гликоль. (Это будет впервые!)

2 лайков

Тимбоунс (Тим) 31 марта 2023 14:17 5

богатыйb99999:

Я немного стравлю один из радов

Он должен иметь очень заметный цвет, если он содержит гликоль…

MyForest (Дэвид Боуэн) 31 марта 2023 22:34 6

В качестве примечания: около месяца я запускаю свою помпу на уровне 3, а не на уровне 5.

На этом графике он обозначен как «медленный поток», но, конечно, требуется осторожность, поскольку у меня пока мало данных.

По оси x отложена средняя температура за день.

Сейчас не могу найти, но думаю, что моя помпа давала примерно 25 л/мин на уровне 3 (что совпадает с вашим) и 29 л/мин на уровне 5 (заметно шумнее).

Как вы, наверное, заметили в другом месте, я вмешиваюсь в свои темпы каждые пару минут, но я также выключаю весь блок.

С медленным потоком кажется, что он работает немного дольше, но это может быть статистической аномалией с коротким временным окном, в которое я это делал. Хотя это имело бы смысл. Конечно, все мои методы, основанные на вмешательстве, значительно уступают «оригинальным», когда FTC5 занимался своими делами.

1 Нравится

(Эндрю Маршалл) 1 апреля 2023 10:10 7

мджр:

Я полагаю, вы действительно имеете в виду, что целевая температура снижена (установлена ​​обратно), чтобы нагрев не нагревался, или что-то подобное, а не то, что вы на самом деле отключили его по таймеру.

Почему бы вам просто не выключить его? Минимальная температура потока, которую вы можете установить на экодане, составляет 25 градусов, что все еще может потреблять много энергии.

богатыйb99999 (Ричард Брукс) 1 апреля 2023 15:33 8

Рад, что проверил. Жидкость из радиатора была прозрачной и замерзала при 0°С. Мои установщики (Allseasons в Шеффилде) замечательные – у них должен быть контрольный список, чтобы гарантировать, что абсолютно каждый угол урезан! К счастью, теплосчетчик откалиброван по точным характеристикам антифриза, который они не использовали.

4 нравится

богатыйb99999 (Ричард Брукс) 1 апреля 2023 16:00 9

Спасибо за интересные данные @MyForest. Кажется, это подтверждает мое внутреннее ощущение, что когда на улице довольно тепло, КПД должен улучшиться, если вы снизите скорость насоса – так что это должно быть правильно!

Как изменить мощность насоса? Это через управление тепловым насосом или это настройка самого насоса.

Кажется, я где-то читал, что тепловые насосы работают наиболее эффективно, когда разница между подачей и обраткой составляет около 5 градусов Цельсия. Я получаю меньше радиации, но я думал, что снижение скорости насоса должно помочь. Кто-нибудь пробовал регулировать скорость насоса в зависимости от разницы расход/возврат?

1 Нравится

Рейчел (Рэйчел Ли) 1 апреля 2023 16:08 10

Я работаю над этим, но все, что я делаю, работает медленно! Я построил плату Arduino для контроля температуры и управления скоростью насоса Grundfos с помощью сигнала PWM, но я еще не запрограммировал ее. Я должен заставить его работать, как только наступит лето!

Рэйчел

1 Нравится

Мой Лес (Дэвид Боуэн) 1 апреля 2023 16:28 11

ричб99999:

Это происходит через систему управления тепловым насосом или это настройка самого насоса.

Печально мне приходится это делать на FTC5 в сервисных меню.

Как говорит Рэйчел, было бы неплохо иметь контроль над этим, но все мои автоматизированные средства управления осуществляются через MELCloud, потому что я не хочу беспокоить свою RHI / гарантию.

Как вы сказали, кажется, что было бы хорошо замедлить поток, когда dt низкий.

Я попытался переместить его на уровень 1, но это вызвало полный хаос – тепловой насос казался очень недовольным и продолжал циклически включаться и выключаться (как и следовало ожидать). На данный момент меня больше всего беспокоит, что будет недостаточный поток, когда будет «очень холодно» (как в Великобритании), поэтому мне придется вручную подталкивать скорость насоса.

Надеемся, что весь этот опыт и информация на Heatpumpmonitor.org помогут людям в будущем производить более совершенные контроллеры отопления, и мы перестанем возиться

1 Нравится

(Дэйв Уокер) 2 апреля 2023 07:50 12

Привет,
У меня есть эта установка, использующая комбинацию Node Red и промышленного ПЛК Siemens S7-1200. Я использую Node red для передачи всех данных, таких как температура подачи/возврата/внешняя температура, а также режим нагрева, т. е. отопление/горячая вода или защита от замерзания, в ПЛК через Modbus TCPIP, а затем использую ПЛК для ШИМ-управления насосом. Это работает очень хорошо. Мне удалось заставить мой Ecodan 8.5KW тикать между 800 и 9.00 Вт с очень небольшим количеством циклов, чего никогда не было до того, как я контролировал помпу. В режиме защиты от замерзания я снижаю скорость до минимальной, что снижает потребление более чем на 50%

Дэйв

3 лайков

DJI (Дэвид Инвуд) 4 апреля 2023 15:34 13

У меня были некоторые из этих проблем во время моей первой зимы с Ecodan.
Проблема гликоля и замораживания рассмотрена выше, но обратите внимание, что она также влияет на вычисляемый выход, и я не думаю, что это можно компенсировать с помощью FTC5 или DIP-переключателей. Я считаю, что с 30% пропиленгликоля фактическая выходная мощность примерно на 5% меньше, чем говорит MELCloud.

мджр (мджр) 5 апреля 2023 09:54 14

планетаmarshall:

Почему бы вам просто не выключить его? Минимальная температура потока, которую вы можете установить на экодане, составляет 25 градусов, что все еще может потреблять много энергии.

Потому что тогда контроллер не может реагировать на условия замерзания или любую другую ситуацию. Если питание полностью отключено, вы также пропустите обновления прошивки и многое другое. Лучше оставить его включенным с целью низкой комнатной температуры ИМО.

2 лайков

(Эндрю Маршалл) 5 апреля 2023 15:57 15

мджр:

Потому что тогда контроллер не может реагировать на условия замерзания или любую другую ситуацию. Если питание полностью отключено, вы также пропустите обновления прошивки и многое другое. Лучше оставить его включенным с целью низкой комнатной температуры ИМО.

Ах, под «отключением» я имел в виду операцию MEL Cloud, которая превращает Питание Флаг Выкл. . Я не уверен, что это предотвратит обновление прошивки, хотя может предотвратить цикл защиты от замерзания? Очевидно, что это не отключает питание полностью, поскольку вы все еще можете включить его снова через MEL Cloud. Я думаю, это больше похоже на режим ожидания.

Мой Лес (Дэвид Боуэн) 5 апреля 2023 20:22 16

планетаmarshall:

вы все еще можете включить его обратно через MEL Cloud

Да, я всегда так делаю.

@mjr прав, это зависит от того, что что-то активно замечает, что стало холодно. Для этого я использую немного кода:

github.com.

MyForest/heatpump-act/blob/main/act/action_turn_on_power.py#L104

       
 
 structlog.get_logger().debug( 
           
 "Сравнение эффективных температур", 
           
 эффективная_температура=эффективная_температура, 
           
 наружная_температура=наружная_температура, 
           
 delta=round(эффективная_температура - наружная_температура, 2), 
           
 ) 
           
 кроме: 
           
 structlog. get_logger().warning("Невозможно получить фактическую температуру", exception_type=sys.exc_info()[0], exception=sys.exc_info()[1]) 
           

           
 
 # Эффективность очень низка, когда холодно, так что не переусердствуйте с триггером happy 
           
 слишком_холодный = -4 
           

           
 
, если наружная_температура < слишком_холодная: 
           
 return f"Снаружи {outdoor_temperature} °C, и все, что ниже {too_cold} °C, считается достаточно холодным для включения" 
           

           
 
 # Будьте немного более требовательны к эффективной температуре, когда она не запланирована на 
           
 слишком_холодно = слишком_холодно - 4 
           
, если эффективная_температура < слишком_холодная: 
           
 return f"Снаружи фактически {эффективная_температура} °C, и все, что ниже {too_cold} °C, считается достаточно холодным для включения" 
           

           
 
 возврат Нет 
       
 

В последний раз он срабатывал:

2022-12-16T06:02:07. 446 ИНФОРМАЦИЯ На улице фактически -9,55 °C, а все, что ниже -8 °C, считается достаточно низким для включения на

Это означает, что этого не произойдет, если система управления выйдет из строя. Или, возможно, если бы MELCloud был сломан. В этом случае я бы включил его вручную, и он работал бы в обычном режиме по умолчанию, а неэффективность не имела бы большого значения.

майор:

Лучше оставить его включенным с целевой низкой комнатной температурой IMO.

Я вижу в этом привлекательность. Я переключился на это для горячей воды (10 ° C) вместо использования силы, и все было в порядке.

Я только что посмотрел на инцидент 16 декабря, и температура в помещении была 18 °C. Я не знаю, что я мог бы установить для низкой температуры в помещении, чтобы она сработала, когда на улице стало холодно. Я признаю, что может быть странно, что температура в моей комнате не падает, когда отопление выключено.

Какой порог работает для вас @mjr ?

мджр (мджр) 6 апреля 2023 14:12 17

@MyForest Я немного потерял сюжет вашего вопроса, и это просто быстрый ответ на работе. Как упоминалось в

Оказывается, у меня все наоборот! Вероятно, потому, что некоторые трубы радиатора изолированы за пределами жилых помещений. Таким образом, режим автоматической адаптации превосходит мой лучший алгоритм (коэффициент примерно 4 против 3,6), потому что он может запускать циркуляционный насос без теплового насоса в течение 20-40 минут, что я не думаю, что смогу по сравнению с Melcloud. Интеллектуальное управление теперь только решает, когда уменьшить откат, обеспечивает дистанционное управление и передает moncms.

Я использую целевые значения комнатной температуры большую часть времени. Сейчас я, кажется, понял, как остановить Auto-Adapt, который сходит с ума, но до этого я использовал 17 градусов в качестве «выключенной» настройки, потому что мой контроллер никогда не должен был допускать такой холод, если только он не был в режиме отпуска, после чего главный контроллер также был бы в режиме отпуска с целевым значением 13 градусов. Я признаю, что доверял контроллеру управлять насосом, если это необходимо, чтобы защитить его, даже когда он не нужен для отопления.

3 отметок «Нравится»

Мой Лес (Дэвид Боуэн) 6 апреля 2023 15:51 18

мджр:

Я немного потерял сюжет вашего вопроса, и это просто быстрый ответ на работе

Нет проблем.

Мне интересно, какую температуру вы использовали для обозначения «выключено», и вы ответили 17 °C . В этом есть смысл.

К сожалению, в моем случае температура снаружи была ниже -4 °C, поэтому я бы хотел, чтобы система была включена, но внутри все еще было 18 °C, поэтому контроллер Ecodan не включил бы тепловой насос, если бы я установил его так, как вы. К сожалению, большую часть времени внутри 18 ° C, поэтому я не могу использовать это в качестве триггера.