Több fűtőtest intelligens szabályozása

Miniszámítógépek, SBC-k

Probléma: gyakran nem vagyok otthon, és szeretném csökkenteni a fűtésszamlám.
Albérletben lakom, korlátozottak a lehetőségeim.

Adott három Nobo márkájú fűtőpanel, hőtehetetlenségük alig van:
2 Nordic Light
1 C4E

Az első kettőhöz van megoldása a Nobonak, de borzasztó drága.

Amit szeretnék:

Fürdőszoba: 6-8 között 20 fok (reggeli teendők), napközben 17, este 19-21 között 22 (tusolás), utána megint 17.
Konyha, folyosó: 18 fok.
Nappali és a háló egyben van: 17-22 között 21 fok, máskor 18 fok.

Hétvégén teljesen más program, napközben is jó lenne 20-21 fok.

Ezekben csak referenciapontok, csak hogy vázoljak egy képet, mit szeretnék. Ez még nem teljes kihűlés szerintem, talán nem annyi energia pár fokot fűteni, mint hagyni teljesen kihűlni.

Szétszedtem a két fajta panelt.
Gyakorlatilag a jelenlegi "intelligens vezérlés" egy potméter, egy t2117 IC, pár ellenállás és kondenzátor, egy olyan műanyag házba rakva, ami lehetővé teszi a cserélhetőséget. Itt megkapja a triak gate-jét, egy NTC lábait, és a tápfeszt.

Arra gondoltam, hogy ennek a helyére raknék egy Raspberry Pi Zero W-t.
Megfelelő szoftverrel ő maga is tudná lökdösni a triakot.

A problémám a szoftver. Központi szabályozás is jó lenne, esetleg telefonról, esetleg MQTT-vel, de kész megoldást nem találtam, Max olyat, ami még egy lcdt is meg akarna hajtani.
Én csak távolról akarom szabályozni, nem kell semmi helyi lehetőség.

Szóba jöhet még Arduino, azzal több a tapasztalatom, mint a Raspberry-vel, de a wifi miatt nem szoktam szeretni.

Mi a véleménytek? Ti mit csinálnátok?

( shark | 2017. 10. 07., szo – 11:19 )

A beépített NTC-t nem használnám, egyszerűbb célhardvert rárakni GPIO-ra.

Nem tudtam szerkeszteni már az eredeti posztot, elnézést a hibákért, vonaton ülök.

( kukukk v | 2017. 10. 07., szo – 11:33 )

Egy baratom nemreg cserelte le a regi tambhazas futest elektromos futotestekre amiknek a vezerleset Sonoff TH16-al oldottuk meg. Ebay-rol nagyon olcson be lehet szerezni (legalabb is olcsobban mint amennyiert Romaniaban talaltunk). Ezek inteligens kapcsolok amikhez van homserseklet szenzor is. Elvileg minden egyebb nelkul kepesek a homerseklet fugvenyeben ki-be kapcsolni. Nem tudom, hogy lehet-e idointervallumonkenti referenciakat megadni neki, mert mi lecsereltuk az eredeti firmware-t egy sajat fejlesztesre. Van kesz 3rd party firmware is hozza, aminek a segitsegevel lehet Home Assistant-be integralni.

Amugy nem biztos, hogy jobban jarsz ha engeded a nagy homerseklet ingadozast. A mi mereseink alapjan olcsobban jott ki tartani egy konstans homersekletet, mint engedni, hogy lecsokkenjen 17-18 fokra majd visszafuteni 23-25 fokra. Van kisgyerek, ezert a nagyobb homerseklet. Ezt szerintem mindenkepp merd ki.

Sic Transit Gloria Mundi

igazad van - leszámítva a fürdőszobát. az abban lévő levegőt felfűteni naponta 1x fél-1 órára 23 fokra - és egyébként hagyni 20 fokon.
A kisgyerek - nagyobb hőmérséklet sem feltétlen igaz. A kisgyereknek is jó a 21fok (leszámítva, ha nem 130cm magasan van 21fok, és 20cm-en - ha még mászik - meg 18C )

( mauzi v | 2017. 10. 07., szo – 12:06 )

Amikor én terveztem a házam fűtését, vettem mindenféle drága vezérlő cuccokat. Az elején megvolt az újdonság varázsa, de a második-harmadik évtől teljesen leegyszerűsítettem a programot, most pedig már évek óta gyakorlatilag egyáltalán nem használom. (fix hőmérsékletet használok állandóan)

Egyszerűen nem nagyon volt mérhető energia-megtakarítás, így pedig most a komfortérzet sokkal jobb. Hiába fűtöttem fel estére a házat 20 fokra, amikor kinyitottam a szekrényajtót, dőlt belőle a hideg. Ráadásul az egyes helyiségek hőtehetetlensége egészen más, aztán a felfűtési periódusban az egyik helyiségben már dög meleg volt, a másikban meg még zimankó. Hasonlóképp, régebben becsuktam az egyes helyiségek ajtajait ("ne menjen ki a meleg a szobából") mostmár mindenhol minden nyitva van. Így jól kiegyenlítődik a hőmérséklet és a páratartalom(!), az egész lakás egy nagy hőakkumulátorként működik, nem külön-külön sok kicsiként.

A kb. 5m x 5m x 3m lakószobában például az is gond volt, hogy a helyiségen belül nem nagyon volt ami összekeverje a hideg és meleg levegőt. A radiátor az egyik felében van az ablak alatt, ott már volt 23 fok, a helyiség másik végében pedig 18. Órák kellenek ahhoz, hogy ez kiegyenlítődjön, addigra meg pont jött az éjszakai "hűvösebb" program. (Padlófűtéssel ez nyilván egyszerűbb.)

( wpeople v | 2017. 10. 07., szo – 12:39 )

Régebben lehetett a Nobo radiátorhoz kapni "2 értékű" termosztátot tizenezer Ft-ért, ahogy nézem az most nem kapható termék. Esetleg érdemes körülnézni pl ebay-en, Amazon-on, hátha.

( taarzaan | 2017. 10. 07., szo – 14:29 )

ESP8266 :) Arduino IDE-vel lehet programozni, tud wifit, kb arra találták ki, amit szeretnél :) (ott az a bigyó, néhány io-val, kössük már netre, de ócsóért :)

Véletlenül előfordulhat, hogy pont a Te eszközeidhez van ilyen kész rendszer, de ennek a valószínűsége kicsi.

Ha kész megoldást akarsz, akkor veszel olyan fűtőtesteket/hősugárzókat, amelyek eleve fel vannak készítve erre, és adják hozzá a szükséges szoftvert is. Ez elég drága lesz. Vagy megfizetsz valakit, aki megtervezi és elkészíti neked rendszert. Vagy nem akarsz kész rendszert. Szerintem.

Az ESP8266 + Arduino (vagy NodeMCU) esetén van kész modul a hőmérő szenzorokhoz. A jelfogó (vagy félvezetős kapcsoló) kezelése egyszerű. Van mqtt és wifi modul is. Így az egyes funkciók 5-20 sorból letudhatók, ha nem bonyolítod túl. Az így összerakott rendszer a HomeAssistant alá berakható, tehát a frontend fejlesztése a konfigurációs fájlok írásában merül ki. Ha nem akarsz grafikus felületet, akkor felraksz egy mqtt brokert, és akár egy bash scriptből is kezelheted a ki/be kapcsolást.

Arra azért készülj, hogy a Sonoff kütyükhöz adott androidos szoftver elég gagyi. Ha nem akarsz bonyolultabb dolgokat csinálni, akkor viszont elég lehet. Azonban lecserélhető a szoftver, mert esp8266 van bennük. TADA. Ezzel a kör be is zárult. :-) Az viszont előny, hogy kapsz egy komplett eszközt, ami normálisan néz ki.

Nekem is van néhány Sonoff eszközöm. Ezek maximum 10, illetve 16 A-t tudnak kapcsolni. A panelt megnézve biztosan nem merném az elméleti maximum közelében használni ezeket.

Nem a hazugság miatt, hanem azért, mert 2 kW esetén üzemszerű körülmények között fog ~ 9 amper körül áram folyni, de amikor bekapcsolod, akkor ennek a többszöröse folyik, amíg a fűtőszálak felmelegednek... a többszörösét pedig nem tudom, hogy mennyi ideig bírja kapcsolgatni egy ilyen relé és mennyi ideig viseli el a PCB-n a vékony rézfólia a többszörös áramot.

Vannak olyan terhelések, amelyeknél nem folyik be- és kikapcsolásnál többszörös áram, azokat lehet megfelelő áramra méretezett relével kapcsolgatni, de én 2 kilowattos fűtőtestet vagy mondjuk induktív terhelést nem kapcsolgatnék egy 16 amperes relével, amelyik a PCB-re ragasztott rézfólián át kapja a terhelést...

( _Franko_ v | 2017. 10. 07., szo – 17:30 )

Én hátrébb lépnék egyet: ha nem fűtesz, akkor nézd meg óránként, hogy benn és kinn hány fok van... ebből ki tudod számolni, hogy mennyi a lakás hővesztesége és ehhez nézd hozzá, hogy valóban ad-e értékelhető megtakarítást, ha állítgatod a hőfokot...

Szoftverrel és hardverrel szerintem ESP8266, amit más többen javasoltak, esetleg egy PID vezérlővel... ha WeMos D1 Mini-t veszel, akkor azon minden rajta van, ami szopást tudna okozni, illetve vannak stack-ben rátehető modulok:
http://www.ebay.com/itm/401245777960
http://www.ebay.com/itm/401061628090
Ha kell páratartalom is, akkor:
http://www.ebay.com/itm/201894850064

Rá tudsz tenni relé modult is, abból nekem van néhány, ami nem kell, oda tudom adni ingyen.

Nálam megy jó pár ilyen modul, helyiségenként egy-egy, mérik a hőmérsékletet, páratartalmat, illetve a LED szalagokat vezérlik PWM-el. Kettő pedig a fűtést-hűtést kontrollálja, PID vezérlőként, bővebben: https://www.facebook.com/groups/barkacsklub/permalink/371808553262965/

Az ötlet jó, de erre milyen képletet használnál?
Mert az ok, hogy figyeled a belső hőmérséklet csökkenését fűtés nélkül, de a külső hőmérséklet nem lesz sose állandó (24h-n belül). A szélről mint extra hőelvonó tényezőről meg még nem is beszélve.
Szóval az nem tiszta nekem, hogy ebből a 2-3 görbéből hogyan hozol ki egyetlen univerzális arányszámot. (De simán lehet, hogy csak a matekműveltségem kevés hozzá)

--
"The only valid measurement of code quality: WTFs/min"

"Mert az ok, hogy figyeled a belső hőmérséklet csökkenését fűtés nélkül, de a külső hőmérséklet nem lesz sose állandó (24h-n belül)."

Azért írtam, hogy óránként kell mérni... de lehet percenként is: http://eu.gacivs.info/houmat/range.jsp?node1=5ccf7f2ba9e3&node2=5ccf7fd… :)

"A szélről mint extra hőelvonó tényezőről meg még nem is beszélve."

Kicsit is szigetelt háznál a szél minimálisan számít... ellenben a napfény például rengeteget.

"Szóval az nem tiszta nekem, hogy ebből a 2-3 görbéből hogyan hozol ki egyetlen univerzális arányszámot. (De simán lehet, hogy csak a matekműveltségem kevés hozzá)"

A ház hővesztesége alapvetően csak attól függ, hogy mekkora a benti és a kinti hőmérséklet közötti különbség. Ha megnézed a fenti grafikont, akkor a görbék közötti terület az, ami arányos az aznapra szükséges fűtéssel-hűtéssel. Befolyásolja ezt a számot egy csomó dolog (direkt is indirekt szellőztetés, direkt és indirekt napsütés, padláshőmérséklet, satöbbi), de nagyrészt attól függ a hőveszteség, hogy a fal és a nyílászárók két oldalán éppen hány fok van.

Annyi történt, hogy napi 4x60 perces blokk helyett van napi 16x15 perces blokk.

A kazán egy 60 perces blokk alatt nagyjából 90-100 alkalommal kapcsolja ki és be a gázt, mert különben elforralná a vizet, a keringtető szivattyúnak nagyjából mindegy, hogy mennyit kapcsol ki és be, a többi részének a kazánnak meg teljesen mindegy. Egyébként egy átfolyós rendszerű kombi kazán, egy sima kézmosásnál is bekapcsol pár másodpercre, szóval bírnia kell ugyanezt fűtési üzemben. Szerintem túl van misztifikálva a terület, nem a sűrűbb ki- és bekapcsolástól fog megdögleni.

Értem, magyarán az átlagos belső-külső hőmérséklet különbséget veszed hőveszteségi tényezőnek. A vizsgált tartománytól (napi/heti/havi/éves) függően mekkora a szórásképe ennek a számadatnak? Ha kicsi, akkor simán meggyőztél és örülök a pofon egyszerű módszernek :)

--
"The only valid measurement of code quality: WTFs/min"

Nagyjából korrelál, a direkt és indirekt napsütés az, ami jelentősen befolyásolja ezt. A ház jelenlegi hővesztesége ~200 watt/K körül van (135 négyzetméter, ebből egy 36 négyzetméteres 5,5 méter belmagasságú nappali). Ha a nap besüt az ablakokon, az ad pluszban 800-1600 wattot attól függően, hogy merről süt a nap, tehát simán előfordul napközben, hogy a kinti verőfényes napsütéses 10-15 fok ellenében kikapcsolt fűtéssel is jobban felmelegszik az a helyiség, ahova besüt.

"Kicsit is szigetelt háznál a szél minimálisan számít... ellenben a napfény például rengeteget."
Van kicsit is szigetelt házad? Mert nekem van ( U=0.2). Hidd el, igenis számít a szél...
Az a tapasztalat, hogy 0C és szél esetén nagyobb a hőveszteség, mint -5 -10 között, szél nélkül.

Én? 2,5 percenként egy csomó hőmérsékletet kinn és benn és a klíma fűtésénél ugyanígy 2,5 percenként a leadott hőmennyiséget, plusz a gázkazán előremenő és visszatérő vízhőfokát és ez alapján a leadott hőmennyiséget. Plusz hőkamerával a fal belső és külső hőfokát különféle időjárási viszonyok között.

"Azt nem mértem, h hány kW energiát kellett a fűtésrendszerbe betolni a kompenzálás végett..."

Mit mértél tulajdonképpen? :)

- külső hőmérséklet (saját időkép állomás -> szélmérő is van)
- belső hőmérséklet több szobában
- padlófűtés előremenő, visszatérő
- puffertartály állapot 1/3-nál és 2/3-nál
- kazán előre és vissza (de ez ide nem játszik)

A kazán előremenő és visszatérő hőfokának alapján szerintem nehéz behatárolni az elfogyasztott energiát (ehhez kéne még egy átfolyásmérő is - az igazán perverzek így mérnek :-)

Nem nagyon hiszem, hogy egy jól szigetelt ház _felületén_ jelentős különbség volna a különféle időjárási körülmények között.

Ami igazán különbség lehet, az a nyílászárók. Egy jól szigetelt háznál a falak hőszigetelése jelenleg U=0.2 körül van (inkább lejjebb, ezen még lehet rugózni). Egy komplett, jó minőségű beépített ablak esetén a teljes nyílászáró (rendszer szinten - nem csak üveg!) U értéke kb 0.8-1 körül van.
Azaz, ha sok és nagy üvegfelületed van, akkor itt fog szökni a meleg - nagyon szeles időben (mivel városon kívűl vagyunk, ez nálunk 30km/h esetén már van olyan zavaró, h nem szívesen vagy az udvaron sem). Persze, a másik oldalon, ha süt a nap, akkor pedig jól felmelegít.

"A kazán előremenő és visszatérő hőfokának alapján szerintem nehéz behatárolni az elfogyasztott energiát (ehhez kéne még egy átfolyásmérő is - az igazán perverzek így mérnek :-)"

Ha nincs a radiátorokon termo-szelep, akkor konstans, elég egyszer kimérni, hogy adott gázmennyiség és kazán hatásfok esetén mekkora a görbék közötti terület az előremenő és a visszatérő vízhőfokban, ebből kijön a leadott hőmennyiség és abból kijön az időegység alatt szállított vízmennyiség. Később pedig ezekből számítható a pillanatnyilag leadott hő (ami nagyon szépen korrelál a gázfogyasztással), mert nincs puffertartály.

"Nem nagyon hiszem, hogy egy jól szigetelt ház _felületén_ jelentős különbség volna a különféle időjárási körülmények között."

Dehogynem. Kinn most 16 fokos a levegő, kimentem hőkamerával, a napsütötte szürke vakolat a hőszigetelésen 49 fokos, árnyékban meg 16. Ha megázik és eső után párolog a nedvesség, akkor meg jobban lehűl, mint a környező levegő.

"Azaz, ha sok és nagy üvegfelületed van, akkor itt fog szökni a meleg - nagyon szeles időben"

Az sok üvegfelület az nem U=0,2 és annak a külső üvegtábláját teljes keresztmetszetben bizony kihűti a szél, a nap meg nem melegíti fel... de a nagy üvegfelület alapvetően hőszigetelési hiba. :)

"Ha nincs a radiátorokon termo-szelep, akkor konstans, elég egyszer kimérni, hogy adott gázmennyiség és kazán hatásfok esetén mekkora a görbék közötti terület az előremenő és a visszatérő vízhőfokban, ebből kijön a leadott hőmennyiség és abból kijön az időegység alatt szállított vízmennyiség. Később pedig ezekből számítható a pillanatnyilag leadott hő (ami nagyon szépen korrelál a gázfogyasztással), mert nincs puffertartály."

Nálunk nincs radiátor, és nincs gáz :-)
De tudtommal a gáz fűtőértéke sem konstans.

Cserébe van faelgázosító kazán - ahol szintén nem konstans sem a huzat, sem a fa hőértéke.
Az viszont igen, hogy egy "teli" puffer mennyi ideig elég (azonos program mellet) ha a külső hőmérséklet azonos, de nincsen szél (azaz 5km/h alatti) vagy van szél (20km/h feletti).

(jelenleg 22km/h alapszél van, 40km/h lökésekkel. ebből a belvárosban szinte semmit nem érezni)
A 49fokra felmelegedett vakolatról szerinted befelé mennyi hő jut be? Szerintem nem sok...
Nekem a vakolat nem szívja be az esőt (mert nincs vakolat), a lazúrozás (és műszárítás) miatt pedig a fa sem szívja be.

Jól eljutottunk oda, hogy hasonlítjuk az almát a körtével :-)

"Az sok üvegfelület az nem U=0,2 és annak a külső üvegtábláját teljes keresztmetszetben bizony kihűti a szél, a nap meg nem melegíti fel... de a nagy üvegfelület alapvetően hőszigetelési hiba. :)"
Én is pont ezt magyarázom, hogy az ablak az nem U=0.2 hanem (kb) U=0.7 és U=1 között van (ablak és légtömör beépítés minőségétől függően).
Lehet azt mondani, hogy "hiba" a nagy üvegfelület, de azért
1) mégsem szíven laknál fény nélküli dobozban
2) mennyi az energia veszteség kontra mennyi az energia nyereség?
3) természetesen fény, mint komfortnövelő tényező

"kihűti a szél, a nap meg nem melegíti fel" ez így ebben a formában nem igaz.
Ha egy hideg, de szélcsendes és napos januári napot nézünk, simán előfordulhat, hogy annyira felmelegíti a napsütés a házat (ablakon keresztül), hogy nem kell fűteni!

"Nálunk nincs radiátor, és nincs gáz :-)"

Nagyszerű. De nálam van még, ezért tudom mérni is.

"De tudtommal a gáz fűtőértéke sem konstans."

Egy ilyen méréshez eléggé konstans, egy-két százalékon belül van az eltérés.

"A 49fokra felmelegedett vakolatról szerinted befelé mennyi hő jut be? Szerintem nem sok..."

Pont annyi megy befelé, mint amennyi akkor jönne kifelé, ha benn lenne 49 fok és kinn lenne 23... vagy benn lenne 23 és kinn lenne -3 fok. Fizika.

"Lehet azt mondani, hogy "hiba" a nagy üvegfelület, de azért 1) mégsem szíven laknál fény nélküli dobozban 2) mennyi az energia veszteség kontra mennyi az energia nyereség? 3) természetesen fény, mint komfortnövelő tényező"

Senki nem beszél fény nélküli dobozról, mert vannak fokozatok. Mekkora üvegfelületről beszélünk a falfelület arányában?

"Ha egy hideg, de szélcsendes és napos januári napot nézünk, simán előfordulhat, hogy annyira felmelegíti a napsütés a házat (ablakon keresztül), hogy nem kell fűteni!"

Tudom, írtam is, hogy a direkt és indirekt napsütés sokkal inkább befolyásolja a hőszükségletet, mint a szél. Üvegnél viszont a szélnek olyan hatása van, mintha egy üvegréteggel kevesebb lenne a táblában, ha háromrétegű az üvegezésed és szél van, akkor effektíve két rétegűnek veheted a hőveszteségét. Plusz azt is érdemes megnézni, hogy a szél torlónyomása miatt nem történik-e nagyobb légcsere a szokásosnál a réseken...

Jól szigetelt épület alatt például passzívházat értek. Ott például annyira szigetelt az épület, hogy 50 Pa túlnyomásból óránként 0,2 Pa veszteség a normális és 0,6 Pa az elfogadott határérték és a 12 kWh/m2 éves hőszükséglet eléggé behatárolja a nyílászárók méretét, pedig ezek nem nyitható nyílászárók.

( shark | 2017. 10. 13., p – 14:46 )

Megvettem a Sonoff TH 16-ot. Gyártó honlapján tűnt a legmegfelelőbbnek, olcsó is volt. Szállításnak DHL-t választottam, hogy hamar itt legyen. Utólag jutott eszembe, hogy meg fogja fogni a vám. Így már egyáltalán nem lett olcsó. Jövőhéten próbából beszerelek egyet szerintem.

En ebay-rol rendeltem oket, es nem kellett fizetnem sem szallitasi koltseget, sem vamot. Ez utobbi lehet nem teljesen legalis, de talan alacsony osszeg eseten nem is kell vamot fizetni. De ez Romania, nem ismerem a magyarorszagi szabalyozast. Kb 2-4 het a szallitasi ido. Most epp a 3-ik rendelesem van uton. Ha esetleg nem felelne meg amit gyarilag tud, vagy csak szeretnel jobban megismerkedni vele es firmware-t cserelni, szukseged lesz egy USB to Serial TTL atalakitora is.

Sic Transit Gloria Mundi

Kevertem a 0-22 eurós határt egy másikkal:

"Vámmentes vámkezelés 0 EUR - 45 EUR (...)
A behozatal nem minősül kereskedelmi jellegűnek, amennyiben:
- (...)
- a feladó semmilyen pénzbeli ellenszolgáltatást nem kap érte a címzettől" - ez gyakorlatilag az ajándék kategória

Szóval igen, 0-22 eur között tényleg minden jöhet.