51

Автоматика котельной

В посте Мой загородный дом ч.6 я упомянул, что для управления котельной нужно было делать что-то уникальное. В моем доме сердцем системы отопления является установка АВН 240 компании, состоящая из:

- корпуса

- вентилятора

- электрического фильтра

- механического фильтра (карманного типа)

- водяной нагревательной кассеты

- внутреннего блока теплонасоса

- увлажнителя

Выглядит, примерно как на картинке из Интернета:

Автоматика котельной Автоматика, Котельная, Отопление, Длиннопост

У меня справа несколько упрощенная версия, сделанная из воздуховода - в нее устанавливается механический фильтр вместо УФ лампы (черный вертикальный прямоугольник справа). Слева сверху испаритель теплонасоса/кондиционера, справа большой прямоугольник с блестящей гофрой (у меня вместо нее жесткая труба, подключенная выше испарителя) - увлажнитель, под гофрой электрокассета (у меня нет), еще ниже выход двух дюймовых труб - водяная кассета, затем технологическая крышка доступа к вентилятору. Снизу между колоннами стоит электростатический фильтр.


Для управления всем этим хозяйством продается блок автоматики:

Автоматика котельной Автоматика, Котельная, Отопление, Длиннопост

Опишу кратко входы и выходы:

РЕЖ.ВЕНТ. - постоянная вентиляция, даже если термостат не требует. Включать (замкнуть B1 и B2) надо, когда в доме есть люди, чтобы свежий воздух из приточной вентиляции "растекался" по помещениям.


ГИГРОСТАТ ТЕРМОСТАТ:

R, C - питание 24В~

W1, W2 - первая и вторая ступень нагрева котла

G - включение вентиляции

O - инверсия работы теплонасоса (тепло/холод)

Y - включение теплонасоса

H - включение увлажнителя.

HR - тоже, что и R.


ТН/КОДН.:

выбор типа установленного ККБ: Ос-ТН - теплонасос, Ос-К - только кондиционер


~220В: L, N - питание блока автоматики


НАСОС - используется при подключении водяной кассеты

Lц - замыкается на L при включении обогрева

Lо - замыкается на L при включении охлаждения


УВЛАЖН.: ~24В - для подключения увлажнителя


ЭЛ. НАГР. - для подключение электрокассеты

Э0 - N

Э1 - первая ступень нагрева (замыкается на L)

Э2 - вторая ступень нагрева (замыкается на L)


ВЕНТ. - подключение вентилятора АВН

ТН/КОНД

R - питание от ККБ

Y - включение ККБ

O - режим холод/тепло


Данное устройство необходимо, так как основная масса элементов АВН американские, которые управляются переменным напряжением 24В. Но, есть ряд устройств, которые сделаны у нас в России и они не понимают данного типа сигналов. Например, циркуляционные насосы.


У меня есть несколько источников тепла. Теплонасос (ТН), газовый котел (ГК), электрокотел (ЭК) с двумя ТЭНами, которые необходимо включать по одному (БА включает либо Э1, либо Э1+Э2), так как их суммарная мощность 9+12 = 21 кВт (а выделенная у меня 15 кВт), дровяной котел (ТТК) и теплоаккумулятор (ТА). Таким образом, если ТА нагрет, то при любом требовании тепла надо включать именно ТА (даже не ТН). ТТК работает исключительно на ТА, поэтому его можно исключить. ГК включать нужно только при отсутствии свободной мощности для включения ЭК (нужно 9 кВт, сигнал идет от ОМ-310 из главного щитка). Еще есть БКН, который тоже надо загружать. Условная схема всего (вместо ГВС надо читать ХВС):

Автоматика котельной Автоматика, Котельная, Отопление, Длиннопост

Прикинув, сколько мне потребуется релюх, чтобы все это обвязать, я решил взять программируемое реле и парсить им сигналы на выходе блока автоматики. Прикинув, сколько мне нужно входов и выходов, я выбрал ОВЕН ПР100-220, спроектировал щит...

Автоматика котельной Автоматика, Котельная, Отопление, Длиннопост

На очередном сеансе связи с представителем фирмы, проектировавшей и монтировавшей систему отопления, я узнал некоторые подводные камни блока автоматики, которые были мне не очевидны... Начнем с того, что БА не знает о существовании бойлеров косвенного нагрева (БКН). Т.е. у нас на улице мороз, условно -20 градусов, теплонасос не работает, для обогрева используется электрокотел и водяная кассета АВН. Но что происходит, когда надо нагреть БКН? А все очень просто, в классической схеме трехходовый клапан переключает работу котла на бойлер и его грузит. Водяная кассета моментально охлаждается и на вас дует холодным воздухом. Это не есть хорошо. Вторая проблема заключается в том, что при отоплении с помощью теплонасоса в холодное время года, он периодически переключается в режим оттаивания. Т.е. он переключается в режим охлаждения и несколько минут (до 25) может работать на охлаждение дома. И в этом случае будет еще холодней... Есть рекламации на выход из строя схем питания вентиляторов, которые создают +10В для схемы регулировки скорости вращения, а они довольно дорогие. Кроме того, как мне сказали установщики, есть еще 4-я проблема: когда включается нагрев водяной/электро кассетой, то надо принудительно отключать теплонасос, так как он в этом случае уходит в ошибку (кассеты ставятся под испарителем ТН). Правда, мои эксперименты пока не подтвердили возможность одновременного включения этих устройств термостатом.


И тут я задумался, а нужен ли вообще БА? Можно ли обойтись без него? Для начала, нужно где-то добыть переменное напряжение 24В. Немного погуглив, я нашел, что такое напряжение делает звонковый трансформатор. Наиболее интересный вариант трансформатор типа BT8-8 на дин-рейку, который можно приобрести менее, чем за тысячу рублей. Теперь нужно найти программируемое реле (или контроллер), которое умеет работать с этим напряжением, а так же имеет минимум 8 дискретных входов на 24В, 8 на 220В, поддержку термодатчиков, 16 релейных выходы, а так же минимум один аналоговый выход 0-10В. И я такое реле нашел у того же ОВЕН - ПР200-220.24.х.0 + ПРМ1-220. Более того, там 4 аналоговых входа (настраиваемых: 0-4000 Ом, 0-20мА, 0-10В) и 2 аналоговых выхода 0-10В. Недостаток в том, что дискретные входы поддерживают только постоянное напряжение и имеют групповую развязку по 4 входа. А  релейные выходы объединены парами с общим контактом. Решил взять модель с двумя интерфейсами RS485, доплата небольшая, зато возможностей расширения значительно больше.


Тут следует немного рассказать, как вообще работает термостат. По проекту, у меня должен быть термостат Google Nest 3gen Learning Thermostat. Это ядреное устройство, которое поддерживает до 7 сигнальных линий, плюс от 1 до 3 линий питания (3-я очень редко используется). Кроме того, по тому же проекту кабель от термостата до БА должен быть КСПВ 5 (5 - число жил). Мне несколько повезло, я не нашел такой кабель, а нашел минимум на 6 жил. На всякий случай взял на КСПВ-8х0.5. О чем сильно жалею, надо было брать минимум на 9 жил и потолще (от 0.75). Термостат замыкает (с помощью "твердотельного реле") одну из подключенных линий Rн или Rc на сигнальные линии. Сигнальные линии обозначаются по цвету проводов, которые к ним надо подключить, правда, в инструкции везде написано, что надо проверять соответствие. R - red, G - green, Y - yellow, W - white, C - cyan, O/B - orange/brown (O и B - это один сигнал, только имеющий обратный смысл, задаваемый в настройках: O - тепло/холод, B - холод/тепло). Базовый набор поддерживаемых сигналов: Y1, Y2, O/B, G, W1, W2, HUM. На самом деле, часть из них можно переназначить, но для меня (да и многих владельцев АВН) смысла в этом особо нет. Данный термостат умеет получать питание по сигнальным линиям. Для этого внутреннее сопротивление линии должно быть меньше какого-то порога. В интернете можно найти рекомендацию использовать резистор 220 Ом. Но лучше всего он работает при наличии линии C (common), в этом случае он сразу работает на 100%, не требуя несколько часов на зарядку батареи...

Автоматика котельной Автоматика, Котельная, Отопление, Длиннопост

Осталось решить, как преобразовать переменные 24В в постоянные. Как вариант, можно воспользоваться тем фактом, что ПР200-220.24 имеет встроенный БП на постоянные 24В, а BT8-8 имеет полную гальваническую развязку с сетью. Я не буду объяснять, как это можно сделать, кто разбирается в электротехнике на уровне школьного курса поймет. Но здесь есть один недостаток - невозможно осуществить питание термостата по сигнальным линиям (внутреннее сопротивление входов ПР200 порядка 10кОм). Второе, что напрашивается - диодный мост. Но 8 диодных мостов это через чур. Третий вариант - диод+конденсатор плюс схема зарядки на одну из двух линий Y1 или W1.

Под это дело нашел бесплатный EasyEDA и с помощью знакомого электронщика (который подсказал тип диодов и емкость конденсаторов) спроектировал плату, которая тупо вставляется в ПР200 вместо штатного винтового разъема. Кроме того, там же мне изготовили инженерные образцы и доставили (монтаж мой):

Автоматика котельной Автоматика, Котельная, Отопление, Длиннопост

На фото видно, что большие резисторы напаяны криво, при проектировании я убедился, что сопротивление Y1-C должно быть порядка 800 Ом, тогда зарядка уже идет нормально. Но вот на практике, когда кабель от термостата до этой платы был 10 метров и сечением 0.5, то зарядка не шла. Пришлось снизить сопротивление до 300 Ом. А это, между прочим, более 2 Вт рассеиваемой мощности при активации сигнала, поэтому пришлось городить кучу резисторов для отвода тепла. Перемычки используются для выбора линии для зарядки термостата. Это либо Y1, либо W1 (тут еще надо проверить, похоже, зарядка должна идти по W2).

Процесс написания и отладки программы (схемы) для ПР200 я приводить не буду. Перечислю лишь реализованные возможности:

- управление ЭК/ГК в зависимости от наличия свободной мощности э/э.

- контроль температуры воздуха на входе и выходе АВН 240.

- контроль температуры подачи и обратки вентиляции подвала.

- встроенный термостат, который можно включить при отсутствии гугловского.

- управление вентиляцией подвала через Modbus RTU 0-10В.

- загрузка ТА с помощью ЭК, ночью и/или по требованию.

- загрузка БКН с помощью ЭК по требованию (термостату БКН) и ночью с перегревом (т.е. отключение лишь через несколько минут после срабатывания термостата).

- включение обогрева поддона ККБ при его разморозке.

- возможность настройки мощности вентилятора для разных режимов работы системы.

- возможность настройки мощности для двух ступеней работы теплонасоса в каждом режиме (нагрев и охлаждение).


В данный момент щит выглядит так:

Автоматика котельной Автоматика, Котельная, Отопление, Длиннопост

Так как я еще не закончил ряд экспериментов, поэтому решил не обрезать провода, из-за этого он выглядит очень страшно. Кроме того, надо переключить питание насосов, а то они на временной схеме, когда не было достаточно автоматов.


Очень оценил Modbus (RS485). Классная штука, можно кучу всего обвязать одной лишь витой парой (кабель UTP).


В ходе разговора представитель фирмы сказал мне, что кто-то сделал копию контроллера Mitsubishi PAC-IF012B-E, который управляет ККБ. Данный контроллер очень сложный, поддерживает кучу ненужных функций, а стоит 20% самого ККБ. Было бы очень круто избавиться от него, переместив логику управления ККБ в ПР200. К сожалению, я совершенно не знаю, протоколов управления. Мне известно лишь:

- ККБ с контроллером соединяются 3 проводами: L, N, D, где D - данные, в спецификации указано между N и D напряжение 24В. Есть вариант подключения 2 проводами: N, D (тогда L, N контроллеру нужно подключать отдельно)... Отсюда могу сделать вывод, что передача данных или RS485, или 1wire.

- к контроллеру подключается 3 термодатчика, один на входящий в испаритель воздух (не обязательно в моем случае), второй на линию низкого давления, трений на линию высокого давления.

- в ККБ встроен дроссель, управляющий магистралью высокого давления.


Таким образом, чтобы управлять ККБ без контроллера нужно:
1. выяснить протокол управления

2. выяснить алгоритм управления дросселем в зависимости от температур магистралей

3. заменить термодатчики на те, что может обслуживать ПР200 (термосопротивления, не более 4000 Ом; например, Pt1000).

К сожалению, первые 2 пункта я выполнить сам не смогу, так как у меня отсутствует соответствующее оборудование (осциллограф), и желание недостаточно сильное, чтобы рисковать дорогим устройством... Но, если бы нашелся кто-нибудь, кто владеет информацией, то я был бы рад.

Строительство и ремонт

4.7K постов34.8K подписчик

Добавить пост

Правила сообщества

Правила оформления постов.

Посты видеоролики должны обязательно иметь описание о чём видео. Если видео длинное, то крайне желательно указать время, когда и о чём рассказываете.


В случае нарушения пост выносится из сообщества.


Правила общения.

Запрещено регулярное хамское и неуважительное обращение к другим участникам сообщества в рамках общения в комментариях. В случае первого нарушения бан в сообществе на 2-3 недели. В случае повтора постоянный.


Только для профессиональных участников рынка строительных услуг. (публикующихся регулярно)


Пост должен быть основан на личном опыте.


Должен быть информационно-познавательным (разъясняет/ объясняет что-то связанное с материалом/работой/организацией/и.т.д.) или  пищей для ума (Взгляд на проблему, с другой стороны)

Запрещается публикация видео длиной более 5 минут  без текстового таймлайна. ( надо указать где и о чём вы рассказываете в видео)

Не злоупотребляйте тэгами. Количество своих тэгов не более 4х шт. Тэги проставляемые системой не учитываются. (Длиннопост, видео, и.т.д.)

Подробнее
Лучшие посты за сегодня
4824

Мрамор нннада?

4680

Ответ на пост «Жительница Ленобласти утонула в необорудованной проруби на глазах у детей» 

4194

Игровое сообщество вступилось за 70-летнего геймера. Мужчина так медленно играл в World of Warcraft, что его забанили, приняв за бота

Игровое сообщество вступилось за 70-летнего геймера. Мужчина так медленно играл в World of Warcraft, что его забанили, приняв за бота World of Warcraft, Геймеры, Reddit
Показать полностью 1
4110

А нам больше и не надо!

А нам больше и не надо!
3717

У пациента была паническая атака во время компьютерной томографии

У пациента была паническая атака во время компьютерной томографии Клаустрофобия, Томография, Панические атаки
Показать полностью 1
3644

Скоро

Скоро Комментарии на Пикабу, Комментарии, Скриншот, Юмор, Дети
3134

Ну в целом да))

Ну в целом да))
3070

Мастер переговоров

Мастер переговоров Авито, Скриншот, Длиннопост, Переписка
Мастер переговоров Авито, Скриншот, Длиннопост, Переписка
Мастер переговоров Авито, Скриншот, Длиннопост, Переписка
Показать полностью 3
3040

Опубликован фоторобот жестокого убийцы, который зарезал семью с 10-летней дочкой в Омской области

Опубликован фоторобот жестокого убийцы, который зарезал семью с 10-летней дочкой в Омской области Негатив, Преступление, Криминал, Убийство, Омск, Розыск, Фоторобот
Показать полностью 1
3026

Мигранты угрожают москвичке за борьбу с нелегальным хостелом, который «крышует» местный участковый

2889

Хороший обмен

Хороший обмен
2888

Сбер и мошенники

2825

Невоспитанность

2702

Статья морского инженера о навальном способе погрузки собрала сто тысяч однотипных комментариев

Статья морского инженера о навальном способе погрузки собрала сто тысяч однотипных комментариев Из сети, Комментарии, Погрузка, Порт, Юмор, ИА Панорама, Алексей Навальный
Показать полностью 1
2668

Сориентировались

2665

Когда задний план гораздо интереснее и веселее переднего!

2603

Кто оплатит перелет?

2522

Коммунальные проблемы

Коммунальные проблемы
2432

Когда цели для "справедливости" приходится тщательно выбирать

Когда цели для "справедливости" приходится тщательно выбирать Скриншот, Гринпис, Китай, Комментарии на Пикабу
2411

И как она догадалась...

И как она догадалась... Черный юмор, Инвалид, Подкат
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: