Abington Institute har været et centralt mødested for landsbyen siden første åbning i 1909. Nu i 2017 var tiden kommet for at erstatte den gamle varmekedler og tilføje et intelligent varmekontrolsystem for at gøre det muligt for landsbyen at være komfortabel, men gemmer energi og penge.
"Vi havde brug for et forbedret, energieffektivt varmesystem for at give instituttet mulighed for at tjene vores landsbyboere og spare penge"... Forvaltningskomité |
 |
Introduktion - Hvorfor byggede vi varmekontrolsystemet?
Abington Institute Management Committee tilbragte en betydelig tid på at undersøge alternativer til fossile brændstofffyrede kedler for at opvarme instituttet. Der er et væld af valg alle med forskellige kompromiser, omkostninger, potentielle payback-ordninger, behov for plads / jord osv. Tilsæt, at det faktum, at regeringen ændrer tilbagebetalingsordningerne hurtigere end forvaltningskomitéen kan få citater, gennemgå, svare og implementere Og det syntes umuligt at finde den rigtige løsning.
Interessant nok, i en uafhængig undersøgelse, vi anmodede om, var vi mere tilbøjelige til at spare penge (og være grøn) af ikke spilde varme, men det blev genereret, så den gamle, overkomplicerede, besværlige kedel (som ingen kunne rette) blev erstattet med en fysisk mindre en med samme varmekapacitet lavet af en velkendt kedelproducent, for hvem kompetente serviceteknikere kan let findes inden for 5 miles.
Den gamle kedel havde en smart (hvis ineffektivt) trick; Det plejede at tænde, hvis vejret udenfor blev koldt, og så ville radiatorstatistikken i hvert rum styre rumtemperaturerne. Den nye kedel har kun en (indendørs) termostat, og det kan derfor ikke rigtig vide, hvornår man skal opvarme hele bygningen. Derfor, udover kedlen på mere end det er nødvendigt, ville brugerne ankomme til kolde værelser, fordi radiatorstatistikken var blevet slået ned (som det er reglen, for at spare penge) og til tider for at tilføje fornærmelse til skade, dreje radiatoren Stat op ville ikke have nogen virkning, fordi kedlen ville være slukket, idet man havde nået måltemperaturen, hvor den enkeltrumstermostat var.
For at overvinde dette er der udviklet et system og installeret, der kan styre sætpunktstemperaturen for hver radiator stat individuelt, ved radiokontrol, og en central controller downloader den forventede bygningsbelægningsmatrix fra instituttets hjemmeside og vender radiatorer til Ønsket temperatur for besættelsesgruppen, på forhånd af hvert rums besatte perioder og slår temperaturen ned, når belægningen slutter.
"Således opvarmes vi kun værelser, der kræver det og i den korteste tid muligt. Giver den bedste komfort for den laveste energikostnad med den mindste mængde menneskelig input."
funktioner og fordele
| Funktion | Fordel |
|---|---|
| Sætter værelser til at korrigere temp for booket gruppe | Gruppe ankommer til at finde plads (r) klar til brug |
| Sætter værelser til baggrunds temp når tom | Instituttet spilder ikke penge opvarmning Tomme værelser |
| Løber uden intervention (fra bookinger) | Ingen må gå tidligt for at tænde radiatorer |
| Tillader manuel indgriben af vægtermostat | Tillader grupper at justere temperaturen |
| Forskellige temps er indstillet for hver gruppe / værelse | For at passe til forskellige aktiviteter pr. Værelse for hver gruppe |
| Kender opvarmningshastigheden for hvert værelse | Kan tænde opvarmning lige i tide til et værelse |
| Kan styres via en webside eller telefon app | Eventuelle forsinkede ændringer kan styres eksternt |
| Kender dele af bygningen er fælles | Kan også sikre, at foyer mv opvarmes, når det er nødvendigt |
Udstyr brugt
| Udstyr item | Antal |
|---|---|
| Aeotech Z-Stick USB Z-Wave Controller | 1 |
| Hindbær pi v3. | 1 |
| Qubino z-bølge 1d relæ | 1 |
| Fibaro Z-Wave Single Switch 2 | 2 |
| COMET Z-WAVE Termostatiske radiatorventiler (TRV) | 2 |
| Popp Z-Wave termostatiske radiatorventiler (TRV) | 6 |
| Danfoss Z-Wave temperatursensorer | 4 |
| Assorteret MK Grid Electrical Bits: Momentary Switches, Indikatorer, Sikringer | - |
Samlede omkostninger ved hardware til en bygning af betydelig størrelse med fire hovedværelser (plus andre mindre anvendte værelser) var mindre end £ 1000, som vi forventer at genvinde om et par år ved at reducere vores £ 3KPA-opvarmningsolieudgift. Det var enormt mindre forstyrrende og billigere end at re-VVS-bygningen for at ændre den enkelte opvarmningszone (kun en strøm / returnering af alle radiatorer og varmevekslere) for at have 6 zoner i stedet.
Alt udstyret har udført fejlfrit, men jeg vil være i stand til at give et bedre syn på dem, når de er genindarbejdet i det stabile system, vi nu har.
De to fibaroafbrydere er at styre de eksisterende to fan-drevne varmevekslere, der anvendes (sammen med en radiator) for at opvarme hovedhallen, et mellemrum på ca. 300m3.
Qubino bruges til at styre centralvarmeventilen på varmesystemet, fordi det har volt-fri kontakter, der gør det muligt for os at afbryde foderet fra den eksisterende C / H-controller (som nu er indstillet til 24/7). Dette var præferentielt at fjerne den eksisterende controller, fordi det også kontrollerer det varme vand, som vi ikke behøvede at ændre, og det tillader tilbagegang til det gamle system, hvis vi har et problem med det nye system.
De elektriske bits og stykker var at lave et ordentligt arbejde med ledninger i fibaro- og quinino-enhederne, for at tilføje en manuel kontrolomskifter (også meget nyttig til indskrivning!) Og et indikatorlys og sikring.
Software brugt
Vi besluttede at bruge en Raspberry PI (V3) Board Running Software til at gøre det muligt for os at programmere præcis, hvad vi havde brug for.
- Domoticz Automation Server Til Linux på Raspberry Pi
- Et brugerdefineret python script At interface med belægningsdata fra Instituttet Booking Website kaldet bkintrvctrl.py
- En PHP-side på reservationswebstedet At producere 7 dages rulleplan for belægningsdata som JSON
Domoticz og bkintrvctrl.py er begge startet ved opstart.
Dynamisk DNS.
Vi bruger også Freedns.afraid.org for at kunne få adgang til Domoticz på og SSH til, PI bruger et domænenavn, fordi BT er vores internetudbyder og ikke leverer statiske IP-adresser. Men med IP-adressen skal du kontrollere, at domænet kører hvert 5. minut, det er meget sjældent ikke at foretage en øjeblikkelig forbindelse.
Højt niveau skematisk af booking system og varmekontrol
Online booking system eksisterede allerede, bygget i PHP og MySQL, og håndterer bookinger og fakturering til Abington Institute. Det tilbyder de næste 7 dage reservationsplan som en JSON-fil, der indsamles hver dag af Python-programmet, der kører på Raspberry PI, der er på Instituttet.
figur 1: Abington Varme Control Schematic.
PI'en kører også Domoticz, som giver en detaljeret grænseflade (via app eller webside) til alle Z-Wave-elementer i brug og accepterer HTTP-kommandoer for at styre disse enheder. Så sendes Python-programmet HTTP-kommandoer til Domoticz, når værelser skal starte opvarmning klar til en reservation eller at vende opvarmningen ned som en reservations ender.
At tillade ekstern internetadgang til Domoticz osv. Vi bruger freedns.afraid.org. for at få adgang til PI på xxx.xxx.org.
Domoticz tillader konfiguration og kontrol af alle aspekter af systemet og giver alt, hvad der er nødvendigt for at opsætte, styre og overvåge status for alle enheder, der omfatter TRVS, vægtermostater og skifter til at styre blæserdrevne varmevekslere i hovedhallen og kedlen .
Her er et dashboard af nogle vigtige værdier for udvikleren / installatøren:
Figur 2.: Domoticz Software Interface.
Det giver også mulighed for visning af en grundplan med så mange eller få nøgle detaljer, som du måske ønsker på det. Igen bruger vi dette til et detaljeret billede af, hvad der sker, hvis vi har brug for det, hvilket har været meget nyttigt under udviklingen af Python-programmet.
Figur 3.: Domoticz Floor Plan.
På plantegningen vi viser hver enhed. Hvis vi kunne ændre billedet anvendes til Danfoss væg termostater det ville skelne dem fra POPP TRVs og status diagram ville være meget klarere; endnu et punkt på en uendelig liste af ting at gøre. Mindst var der en god ikon af en stor rød ventilator til rådighed for varmevekslere og bål for kedlen. Elementer med en ON / OFF-status igen monokrom at tilkendegive, at de er slukket.
Figur 4.: Domoticz Varme Graph.
Domoticz er også meget nyttig til vurdering af varme-up rate af hvert værelse, som er vigtige data for at kunne beregne det tidspunkt, hvor at starte opvarmning af rummet op. Nogle af værelserne er ganske store og tage lang tid at komme til temperatur. Selvfølgelig, et næste trin for Python-programmet er at registrere varme-up sats for sig selv, så det kan lære, hvordan der varierer afhængigt af starttemperatur, men det er for en fremtidig iteration.
I sidste ende, vil vi sandsynligvis bare bruge Domoticz at vise temperaturen og set-punkter af Danfoss Wall Termostater i de fire vigtigste værelser og POPP TRVs i andre mindre vigtige rum, da de er monteret, men Domoticz er en vidunderlig, se alt, gøre alt værktøj til at sidde i midten af systemet, og det har vist sig at være meget pålidelig. Jeg har ikke været inde på de fleste af sine evner her, men der er masser af lignende systemer derude.
Også meget nyttigt, Domoticz giver adgang til det nederste niveau af Z-Wave kommunikation, i dette tilfælde Openzwave, hvor du kan få adgang til alle de Nitty Gritty for hver enhed.
Figur 5.: Openzwave Device Control.
Her kan man se, at vi har sat den maksimale temperatur, som brugere kan anmode begrænses til 22 ° C til folie utålmodige brugere, der mener, at den højere temperatur du anmoder, vil hurtigere rummet varme op. Jeg gætter på, at kommer fra årtusinder af brændende træ; jo mere du lægger på, jo hurtigere vil det få varmen, og det vil tage mindst en generation at fjerne denne egenskab fra vores befolkning.
Simple Webgrænseflade
mens Domoticz tilbyder alt, hvad man måske ønsker som udvikler, vi følte imidlertid, vi havde brug for en ultra-klar, enkel grænseflade, der viser:
- Den aktuelle tid
- Værelserne
- Hvem de er besat af, hvis nogen
- De besættelse tider for at brugeren i dette rum
- Kommende bookinger
- Den aktuelle temperatur af hvert rum
- Den ønskede temperatur for hvert rum
- Batteristatus
- Uanset om kedlen er tændt eller slukket
Dette vil være den nemmeste overvågning interface til vores gruppe af frivillige administratorer.
Figur 6.: Main Web Varme Interface.
Skulle administratoren føler behov for at ændre den ønskede temperatur i et rum, at klikke på den ønskede temperatur tillader indtastning af en ny værdi:
Figur 7.: Individuel Radiator Webgrænseflade.
Hvis den aktuelle temperatur er vist med rødt, er det stadig under den ønskede temperatur; hvis det er grønt, så temperaturen er nået. I de vigtigste skudt ovenfor, kan du se, at Main Hall er stadig på vej op, teoretisk ankommer ved 21 ° C på det tidspunkt, WI mødes, en time og tre fjerdedele senere kl 19:00. Den Foyer, et fælles område af bygningen har allerede nået temperatur, fordi det blev brugt tidligere på dagen til cafe. Siden er bygget i AngularJS og kører ved hjælp af JSON feeds og http anmodninger.
Resumé
Så skulle overvejer hver tilgængeligt system, fra off-the-shelf TRV kontrolsystemer, der er, desværre, blottet for enhver evne til at indtage data fra andre systemer, igennem til netdrevne TRVs kontrolleres af flere PiZeros, besluttede vi at gå med Z- Wave og en central Raspberry Pi. Indtil videre der synes at have været en god beslutning, ikke mindst, at støtten fra Vesternet for Z-Wave-enheder har været (og er stadig) fremragende.
Vi har bygget systemet og det virker. Grupper, der bruger instituttet, har udbrød uden at finde alt varmt til dem, selv første ting om morgenen. Vi har et simpelt overvågnings- og kontrolsystem på plads, og det e-mails folk, når noget går galt, eller batterierne er lave. Aldrig igen skulle opvarmning blive efterladt på et værelse i tre dage, før nogen opdager det.
Om 5 år vil sådanne ting være normen, men jeg vil opfordre administratorer af ældre offentlige bygninger med enkle varmesystemer til at omfavne ideen om, at sådanne systemer kan opgraderes for at være mere intelligente med bemærkelsesværdig lethed og næsten ingen forstyrrelse.
Vesternet Casestudier
Læs alle vores rigtige brugercase-studier Her
