Моніторинг температури стяжки теплої водяної підлоги по шині 1-wire

Давно я думав створити цю тему, потім натхнення якось пройшло, а нещодавно трохи показав свої графіки у іншій гілці форуму і у людей виник інтерес.

Щоб було місце де предметно відповісти на питання і не засмічувати інші гілки - свою цю окрему.

Комусь це все може здатись дивним, хтось може вважати абсолютно не промисловим рішенням - я не буду з такими людьми сперечатись.

Те що я зробив - це просто приклад як за символічні гроші можна зробити щось цікаве і корисне.

Далі буде 2-3 окремі коментарі опису, а коли я закінчу то дам знати.

Тема интересна, но... "Уж полночь близится, а Германа все нет..." (с) АС Пушкин, первый летчик

З.Ы. Вы хоть сроки назовите, когда ожидать

Подпишусь. Интересно.

Спасибо заранее.

Щойно приєднав додаткових 4 датчики температури (1-wire) і також рідний датчик зовнішньої температури для самого котла для еквітермічного автоматичного регулювання температури подачі.

Якраз під закінчення зими :D

от тепер вже скоро буде ...

вроде не умеют котлы с датчиками DSХХХХ РАБОТАТЬ..

Тоже кое что с датчиками делаю, например подключить к датчику вайфай модуль и далее к роутеру по вайфаю.. Датчики буддут на сервак передавать инфо о состоянии..

вроде не умеют котлы с датчиками DSХХХХ РАБОТАТЬ..

А какие типовые варианты(интерфейсы) подключения периферии к котлам?

Что то проприетарное ?

вроде не умеют котлы с датчиками DSХХХХ РАБОТАТЬ..

Тоже кое что с датчиками делаю, например подключить к датчику вайфай модуль и далее к роутеру по вайфаю.. Датчики буддут на сервак передавать инфо о состоянии..

А можно немного подробнее. А то если в виде шилдов брать - то дорого. Платы сами паяете?

Платы сами

да, это не ардуино, но и программу пишу не я.

Просто будет скоро такая бюджетная разработка, чтобы датчики температуры подключать к своему домашнему роутеру.

Ну ось я і повернувся ... в тому числі в неньку Україну.

Пауза виникла в звязку з масштабними життєвими процесами і відповідно відсутністю інтересу то теми, прошу вибачення.

Продовжимо.

Ще раніше я дещо описував в темі про електроктли що ж я зробив, ось тут:

www.stroimdom.com.ua/forum/showpost.php?p=3363343&postcount=1568

Коротко - перед тим як залити чистову стяжку ТП товщиною 7-8 см, кинув по схемі "гирлянда" поверх труб ТП виту пару Molex, і вивів хвостики в центрі ракушок труби ТП.

Також вивів хвостики в декількох місцях де в цьому був сенс - в одномцу місці в коридорі під стелею, в котловій в боксі де гребінка, біля електоротла, в щитоку для слаботочки і т.д.

Датчики (як видно на фото в тому пості) були запаяні, заізольовані і в тих нішах (кусочки каналізаційної труби 50ки були використані в момент заливки стяжки) - залиті роствором перед вкладанням плитки або ламінату.

Так. можна мене хаяти що це не професійно і не надійно, я згоден. Але це все робилось спонтанно, по суті як авантюра, просто як експеримент.

На даний час пройшло більше двох років як воно функціонує. З часом додавались датчики температури і в інших місцях:

ось що відбувалось в датчиками в підлозі:

Так, минулу зиму будинок не опалювався, за виключенням двох тижнів в січні, бо були люди.

Чим збираю інформацію - на Raspberry PI 2 з 512 MB RAMі, в якості накопичувача SD картка, розмір не має значення, праціє під ОС Linux (Raspbian 8).

Що використовується для збору даних (їх обробик, реакції, аналізу і всього супутнього) - система моніторингу Zabbix, які і працює на тому малесенькому Raspberry PI.

Чому вона - тому що я її знаю багато років і дууууууже глибоко

Ось ті графіки але з меншим мастабом, за пару днів:

Загалом зараз 22 температурних датчики. Думаю ще штук 5 додастся протягом певного часу. Ну і на черзі ще дискретні датчики для різноманітних потреб ну і виконавчі присторої - все буде також на цій шині 1wire.

На температуру бетону я вже довгий час як не дивлюся. Котел в подачу видає 40-50 градусів, в залежності від зовнішньої температури - екватермічне регулювання котлом (зупинився нарешті на Е5, Р0), вона розганяється в нічний час по підлогам, температура повідря в будинку тримається в районі 20-22 градуси. В межах одного дня коливаєтся не більше ніж на 1 градус, нас це влаштовує в загальному.

Підлога буває тепла пізньої ночі і вранці.

Не знаю що вам ще сказати на даному етапі, думаю тепер можна обговорювати.

З задоволенням відповім на ваші питання.

п.с. сподіваюсь я частково реабілітувався

А тепер хочу обговорити наболіле - ГВС.

Ні, з нею все в порядку, функціонує, але відчуваю що можна оптимізувати і хочу це зробити.

Основна проблема - було зроблено погане (як на теперішню точку зору) утеплення труб подачі ГВС і рециркуляції. Не пощастило з проХвесіоналами ....

Ось як це виглядало на кухні під час монтажу, найдальшій точці розбору (~7 метрів) від бойлера непрямого нагріву Drazice OKC 200 NTRR/SOL:

Поверх того діла була вкладена труба ТП і стяжка 7-8 см.

До останнього часу в мене працювала рециркуляція в час коли хтось вдома (а по суті постійно крім ночі), в бойлері вода підтимуваталсь на рівні 40-50 градусів і це всіх влаштовувало. Але витрати на ГВС в місяць складають ~250 кВат. Газу немає, тільки електро котел Protherm 18К, потужність вводу з головою - своє ТП, з-х зонний облік, тариф на електоопалення оформлено.

Задумався я оптимізувати якось рециркуляцію і основний напрямок, по ідеї, це зменшення часу її роботи, але біда в тому що як тільки її виключаеш то зразу комфорт падає, бо і чекати доводиться довго появи води в крані і температура з крану скаче непердбачувано (бо я ще й підозрюю що гаряча вода по трубі рециркуляції біжить в протилежну сторону - до кранів).

Заходився я розібратись, погрався трохи з дискретною роботаю насосу рециркуляції, але і екперимент був грубий та і попередній результат невтішний - особливих признаків "економії" - не помічено.

На основі чого роблю висновки - можу порівнювати динаміку падіння темпертури в бойлері (а там був датчик температури 1wire, разом з датчиком NTC бойлера, підключений до котла) з постійною рециркуляцією в минулому і дискретною зараз.

Помітив аномалії яку вводили в ступор і зрозумів що їх треба зрозуміти. І ось до чого я прийшов - а скільки ж в бойлері реально гарячої води - і результат для мене виявився дуже несподіваним - прогрівання по висоті ДУЖЕ не рівномірне !

Пояснення - в бойлера два теплообмінники, ось я в "зафотошопив" схему взяту з оф. доки, так щоб масштаб і розміри були корректн/пропорційні:

Котел свого часу був підключений до верхнього теплообмінника (з прицілом що в майбутньому будуть сонячні панелі ще підключені до нижнього).

Вчора до існуючого датчика в бойлері додав ще один і розташував їх - один в самому низу трубри для датчиків (50 см глибина) а другий за 10 см від верху. (раніше той один був на глибині ~35 см.)

Ось був нагрітий бойлер в 00:20, а потім (рециркуляція вже давно вимкнена) в кухні було злито ну наприклад 10-10-15 лірів гарячої води:

як бачимо той датчик на глибині 50 см. показав падіння температури і так воно і залишилось до ранку поки в 07:30 не включився насос рециркуляції по таймеру.

і тут варто задуматись над тим як прогрівається вода в бойлері під час нагріву котлом ....

Йдем далі - а що ж робиться внизу бойлера ?

Мене пробило що нижній то теплообмінник не підключений і його мож на ж використати і зараз !

А потім пробило мене другий раз що він же пустий і туди можна засунути датчики всередину !!! що і було негайно зроблено. Десь від краю на глибину не менше 40 см, тобто достатньо, отвори були заткнуті щоб потенційно не впливало повітря з приміщення.

Коли всі пішли спати (щоб не було ніякого розбору води) в 22:50 нагрів я бойлер (12 хв, 18ма кіловатами, з 32 до 50 градусів, хоча реально потом доходить до 55) і ось таку картину бачу на дану мить:

(після бойлера котел почав гріти воду в ТП, не дивуйтесь)

бачимо яка темпераура в різних точках, так як показано на схемі бойлера.

Бачимо що внизу теппература практично не змінилась досі!

А яка колосальна різниця між датчиками (відстань між ними всього біля 16 см) в кінці нагріву і досі як повільно відбувається дифузія тепла!

Мій попередній висновок, що котел не прогрітий повністю, а тільки на половину і це для мене великий сюрприз.

Думаю підключити нижній теплообмінник послідовно з верхнім, щоб повністю прогрівати бойлер в нічний час, по нічному тарифу.

Хоча .... якщо рахувати витрачену потужність, то це получається 2 кВати для нагріву на 10 градусів (таку статистику я фіксував і раніше, і якщо разувати по нагріву води (куб на радус - 1 кВт), то також прогрів 200 літрів на 10 градусів це 2 Квт.

Але ж схоже не прогріті ті 200 літрів .... і я не можу тепер ц збагнути ...

Щоб рухатись далі з оптимізацією рециркуляції, треба точно зрозуміти що відбувається в болері.

Рециркуляція повертається в бойлер на висоті ~40 см від верху, тобто трохи вище ніж можна глибоко штатно запихнути датчики температури.

Зазначу - що всі датчики використовувані в цих замірах були "прокалібровані", в т.ч. NTC датчик бойлера, у зваженому середовищі - всі показують одинакову температуру зрізницею не більше 0,15 градуси.

NTC датчик погружено на глибину 25 см а показує він результат ідентичний дайчику 1wire на позиції top - погружений на глибину 10 см.

Буду радий почути ваші думки з приводу написаного.

був майже подвиг все це написати ...

Думаю підключити нижній теплообмінник послідовно з верхнім, щоб повністю прогрівати бойлер в нічний час, по нічному тарифу.

Достатньо перенести підключення з верхнього на нижній. Гаряча вода буде підніматись в зону верхнього теплообмінника сама. А потенційна потужність нижнього теплообмінника все одно більша від потужності котла.

Экономіі витраченої енергії це не дасть, але води нагрітої вночі стане вистачати на довше.

А потенційна потужність нижнього теплообмінника все одно більша від потужності котла.

Мощность теплообменника зависит от соотношения температур теплоносителя и воды в баке. В некоторых случаях включение второго теплообменника (=увеличение мощности теплообменника) может быть полезно, а в некоторых вредно (это зависит от особенностей теплогенератора).

А яка колосальна різниця між датчиками (відстань між ними всього біля 16 см) в кінці нагріву і досі як повільно відбувається дифузія тепла!

отличный эксперимент

имхо очень наглядный результат реального зонального нагрева верх/низ

Буду радий почути ваші думки з приводу написаного.

так в чем вопрос?

подключите оба теплообменника последовательно как думаете и будете прогревать бак полностью

Достатньо перенести підключення з верхнього на нижній. Гаряча вода буде підніматись в зону верхнього теплообмінника сама. А потенційна потужність нижнього теплообмінника все одно більша від потужності котла.

 

Экономіі витраченої енергії це не дасть, але води нагрітої вночі стане вистачати на довше.

Так, я точно щось зміню, навіть якщо це буде тимчасово поки, можливо, не з'являться сонячні панелі. Простіше буде включити теплообмінники разом, послідовно.

Але результат експерименту важливий для розуміння того як правильно запасатись дешевшою енергією (нічний тариф, сонце і т.д.) по максимуму.

От коли ставити сонячні панелі, то тоді треба буде гарно думати як їх обв'язати ...

Помітив таку річ - на схемах підключень бойлерів подачу в бойлер роблять зверху теплообмінника, а в мене ж підключено знизу.

Чи є суттєва різниця, чи варто приділяти цьому увагу ?

І на останок, більший період:

коментарі:

в 07:30 включається рециркуляція, бачим як змішується вода в шарі середина->верх

споживання гарячої води було мінімальним, бачим як самий низ продовжує прогріватись і малий прихід холодної води не понижує температуру і вона дуже повільно але все ж росте.

Висновок - температура в нижній частині бойлера залишажться досить низькою навіть через тривалий час, не дивлячись що в верхній частині постіно рециркулює вода.

Нижню частину є сенс підігрівати низькотемпературним носієм, наприклад сонячними панелями навіть взимку.

Як прогрівати бойлер повністю і різними джерелами енергії (де наприклад один з них непрогнозований - сонячні панелі) - це питання, на яке поки не бачу гарної відповіді без ускладнення обв'язки бойлера і управління ...

Два датчики в нижній частині бойлера побудуть ще пару днів, потім я їх поверну на труби рециркуляції. Якщо хочете якись спецтфічний експеримент - кажіть, проведу, бо потім буде пізно

 

Як прогрівати бойлер повністю і різними джерелами енергії (де наприклад один з них непрогнозований - сонячні панелі) - це питання, на яке поки не бачу гарної відповіді без ускладнення обв'язки бойлера і управління ...

при более двух источниках уже не обойтись без 3-х ходовых кранов с моторами.

а уже имея комбинацию из таковых - можно перекидывать разогрев вниз, в верх, или последовательно.

 

Помітив таку річ - на схемах підключень бойлерів подачу в бойлер роблять зверху теплообмінника, а в мене ж підключено знизу.

Чи є суттєва різниця, чи варто приділяти цьому увагу ?

не специалист по косвенникам, но своё мнение имею.

в средних и больших ёмкостях с горячей водой проявляется стратификация, что ваш бак отлично и показал.

и судя по всему, с этим явлением принято бороться, делая перемешивание содержимого для большей равномерности.

при заливке холодной воды сверху она будет опускаться вниз, перемешивая воду в баке, плюс будет нагреваться немного сама.

так что, судя по всему, надо изначально делать всё для борьбы со стратификацией

так что, судя по всему, надо изначально делать всё для борьбы со стратификацией

Я понял, что речь идет про подачу теплоносителя, а не холодной воды ;).

На счет стратификации, я бы сказал, что для бойлера это хорошо. Разбор воды ведь идет сверху и именно там собирается горячая вода. Если воду перемешивать все время, то по мере расходования воды у Вас довольно быстро упадет температура горячей воды.

Бойлер надо греть снизу. Иначе при включении рециркуляции прохладная половина быстро перемешивается и температура падает.

Второй параметр который считаю нужно изучить, это на какое время можно отключать рециркуляцию, при сохранении приемлемой температуры в контуре. То есть понять за какое время контур рециркуляции остывает и насколько.

Второй параметр который считаю нужно изучить, это на какое время можно отключать рециркуляцию, при сохранении приемлемой температуры в контуре. То есть понять за какое время контур рециркуляции остывает и насколько.

ну и ещё поле для деятельности - изучение и адаптивное выключение\включение рециркуляции.

например, мало когда требуется горячая вода в кране, если перед этим не была включена лампочка в санузле.

Zalex_UA, поясніть будь ласка звідки береться період з температурами 5-7 градусів в підлозі? Це був режим консервації будинку без опалення? Взагалі, дуже корисна інформація. Буду з нетерпінням чекати продовження, особливо після приєднання сонячного колектора.

В якому регіоні ви проживаєте?

Zalex_UA, поясніть будь ласка звідки береться період з температурами 5-7 градусів в підлозі? Це був режим консервації будинку без опалення? Взагалі, дуже корисна інформація. Буду з нетерпінням чекати продовження, особливо після приєднання сонячного колектора.

В якому регіоні ви проживаєте?

Так я ж вказував що:

...

ось що відбувалось в датчиками в підлозі:

[ATTACH]538006[/ATTACH]

Так, минулу зиму будинок не опалювався, за виключенням двох тижнів в січні, бо були люди.

додам тільки що початок січня буд жесть яким холодним і ввімкнувши опалення (дистанційно) за 3 дні до приїзду будинок прогріти вдалося чисто символічно

Консервацією я б це не назвав, ніяка вода не зливалась, просто було спущено тиск до мінімуму в ГВС/ХВС, все витримало.

Чим допоміг моніторинг стяжки - при дистанційному ввімнені, в принципі через 10-15 хв, вже було помітно що непочинає грітись стяжка. Відключав/включав живлення циркуляційного насосу на гребінці декілька разів. На третє включення помітив початок нагріву.

Але якщо датчиків в підлозі не було б, то я думаю що можна на самій гребінці, подалі від повернення в контур змішувача, на трубах обратки вчепити ці ж самі датчики температури щоб бачити яка вода повертається. Так, це дещо гірше ніж датчики в самій стяжці, бо може ловити зайві піки і не покаже тепрератури стяжки, але з метою моніторингу функціонування системи - моглоб спрацювати.

Регіон - Київ.

Продовження - я не знаю що саме продовжувати, просто міг би детальніше розповісти про якісь конкретні нюанси, тому запитуйте.

Сонячний колектор - я буду довго і гарно думати чи варто мені його ставити, тому не скоро. І то це повинно трапитись після вентиляції, очистки води, газонів і деяких інших задач ...

Хоч я зовсім не боюсь складних систем, це навіть моя стихія, але бачучи скільки нюансів виникає навіть в поточній (не складній) системі, я просто себе обмежую від нагорожування чогось складнішого, бо я потім на це буду витрачати ще більше часу, якого як завжди не вистачає.

Необхідність капіталовкладень навіть не є фактором який би зупиняв, зупиняє небажання штовхати самого себе на ускладення які не на часі.

Зараз зосереджений на оптимізації того що є.

Бойлер надо греть снизу. Иначе при включении рециркуляции прохладная половина быстро перемешивается и температура падает.

 

Второй параметр который считаю нужно изучить, это на какое время можно отключать рециркуляцию, при сохранении приемлемой температуры в контуре. То есть понять за какое время контур рециркуляции остывает и насколько.

Як я вже говорив, я точно переключусь на нижній теплообмінник, або обидва послідовно

Тиждень тому грався зі скважною роботи насосу, в залежності він температури на трубі обратки рециркуляції. Але результат покищо зовсім не ясний, бо підозрюю що відсутність зворотнього клапану в контурі рециркуляції призводить до того що вода в обратці, при зупиненому насосі, може текти в зворотню сторону - від бойлера до крану і це кардинально викривляє картинку що відбувається.

Перше враження - про економію (уповільнення вихолодження бойлера), порівнюючи з попередніми схожими періодами, говорити підстав немає.

До речі - у вас немає ніких візуальних датчикив протоку води щоб розуміти візуально що і куди тече?

Думаю що коли буду трохи переробляти обязку то поставлю в 2-3х місцях щоб бачити що відбувається. Нічого конкретно не порадите ?