Case Study - Abington Institut Heizungssteuerung

Das Abington Institut hat nun im Jahr 1909 ein zentraler Treffpunkt für das Dorf seit dem ersten Eröffnung gewesen, im Jahr 2017, war die Zeit gekommen, die alte Heizkessel zu ersetzen und eine intelligente Heizungssteuerung fügen Sie die Dorfhalle zu ermöglichen, bequem zu sein, sondern spart Energie und Geld.

„Wir brauchten eine verbesserte, energieeffiziente Heizungsanlage des Institut zu ermöglichen, unsere Dorfbewohner und Geld sparen zu dienen“ ... Verwaltungsausschuss

Einleitung - warum bauen wir die Heizungsregelung?

Das Abington Institute Management Committee verbrachte geraume Zeit Alternativen zu fossilen Brennstoffen zu untersuchen Heizkessel das Institut zu erwärmen. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, alle mit verschiedenen Kompromissen, Kosten, möglichen Amortisationsregelungen, Bedarf für Raum / Land usw. Hinzu kommt, dass die Tatsache, dass die Regierung die Amortisationssysteme schneller als die Verwaltungsausschuss Änderungen können Angebote, zu überprüfen, erhalten reagieren und implementieren und es schien unmöglich, die richtige Lösung zu finden.

Interessanterweise wurde in einer unabhängigen Umfrage baten wir, waren wir eher Geld sparen (und grün) durch keine Wärme zu verschwenden, aber es war erzeugt, So dass der alte, zu kompliziert, mühsam Kessel (das konnte niemand reparieren) mit einem physikalisch kleineren mit der gleichen Heizleistung von einem bekannten Kesselhersteller, für die zuständigen Servicetechniker können leicht innerhalb von 5 Meilen gemacht ersetzt wurde gefunden werden.

Der alte Kessel hatte eine klug (wenn ineffizient) Trick; es verwendete zu aktivieren, wenn das Wetter draußen ist kalt und dann in jedem Zimmer der Heizkörper Statistiken würden die Raumtemperaturen kontrollieren. Der neue Kessel hat nur eine (innen) Thermostat, und so kann nicht wirklich wissen, wann das ganze Gebäude zu heizen. Daher neben den Kessel auf mehr zu sein, als es sein muss, um die Nutzern kaltes Zimmer kommen würden, da die Heizkörper Statistiken abgewiesen worden sind (wie die Regel ist, um Geld zu sparen) und manchmal, Beleidigung Verletzung hinzuzufügen, den Kühler drehen stat würde keine Auswirkungen haben, weil der Kessel aus sein würde, die Zieltemperatur erreicht hat, wo die einzelne Raumthermostat war.

Zur Überwindung dieses wurde ein System entwickelt und installiert, die die Solltemperatur jeden Heizkörper stat individuell steuern, per Funk, und ein zentrale Steuerung Downloads der erwarteten Aufbau Belegungs Matrix vom Institut Webseite und schaltet die Heizkörper auf, um die Temperatur für die Besatzungs Gruppe, vor jedem besetzten Perioden Zimmer und schaltet die Temperatur ab, wenn occupancy Ende gewünscht wird.

Funktionen und Vorteile

Feature	Nutzen
Setzt Zimmer, um die korrekte Temperatur für die gebuchte Gruppe	Gruppe kommt für Zimmer (s) bereit zu finden
Setzt Räume Hintergrund Temp, wenn sie leer	Institut keine leeren Räume verschwenden Geld Heizung
Läuft ohne Intervention (von Buchungen)	Niemand hat Anfang einzuschalten Heizkörper zu gehen
Ermöglicht manuelle Eingriffe durch Wandthermostat	Ermöglicht Gruppen die Temperatur einzustellen
Verschiedene temps sind für jede Gruppe / Raum eingestellt	für jede Gruppe verschiedene Aktivitäten pro Raum an
Kennt den Aufheizrate für jedes Zimmer	Kann beim Erhitzen dreht gerade rechtzeitig für ein Zimmer
Kann über eine Webseite oder per Telefon App gesteuert werden	Jegliche können späte Änderungen der Ferne verwaltet werden
Weiß, Teile des Gebäudes sind Gemeinschafts	Kann auch dafür sorgen, dass Foyer usw. erwärmt bei Bedarf

Gebrauchte Maschinen und Nutzfahrzeuge

Ausrüstung Artikel	Menge
AeoTech Z-Stick-USB-Z-Wave-Controller	1
Raspberry Pi v3	1
Qubino Z-Wave-1D Relais	1
Fibaro Z-Wave Einzelschalter 2	2
Comet Z-Wellen-Thermostatheizkörperventile (TRV)	2
POPP-Z-Wave-Thermostatheizkörperventile (TRV)	6
Danfoss Z-Wave-Temperatursensoren	4
Sortierte MK-Netze Elektrische Bits: Momentanwechsel, Indikatoren, Sicherungen	-

Gesamtkosten für Hardware für ein Bau von erheblicher Größe mit vier Haupträumen (plus andere weniger gebrauchte Räume) betrug weniger als £ 1000, in denen wir uns in einigen Jahren erkennen, indem wir unsere £ 3kpa-Heizölausgaben reduzieren. Es war äußerst weniger störend und weniger teuer als das Umleiten des Gebäudes, um die einzelnen Heizzone zu wechseln (nur ein Fluss / eine Rückgabe aller Kühler und Wärmetauscher), um stattdessen 6 Zonen zu haben.

Die gesamte Ausrüstung hat einwandfrei ausgeführt, aber ich werde in der Lage sein, diejenigen, sobald sie wieder in das stabile System, in das stabiles System eingebaut werden, einen besseren Blick aufgeben.

Die beiden Fiaro-Switches sollen die vorhandenen zwei lüftergetriebenen Wärmetauscher steuern, die (zusammen mit einem Kühler) verwendet werden, um die Haupthalle, einen Raum von etwa 300 m zu erwärmen³.

Das Qubino wird verwendet, um das Zentralheizventil an der Heizungsanlage zu steuern, da er voltfreie Kontakte aufweist, mit denen es uns ermöglicht, den Vorschub von dem vorhandenen C / H-Controller zu unterbrechen (das nun auf 24/7 eingestellt ist). Dies war bevorzugt, um den vorhandenen Controller zu entfernen, da das heißes Wasser auch steuert, das wir nicht ändern müssen, und es ermöglicht das Rückfall an das alte System, wenn wir ein Problem mit dem neuen System haben.

Die elektrischen Bits und der Stücke bestanden darin, einen ordnungsgemäßen Job der Verkabelung in den Fiaro- und Qubino-Geräten zu erstellen, um einen manuellen Steuerschalter hinzuzufügen (auch sehr nützlich für die Anmeldung!) Und eine Indikatorleuchte und Sicherung.

Software verwendet

Wir haben uns entschieden, eine Raspberry PI (v3) Board-Running-Software zu verwenden, damit wir genau das Programm programmieren können, was wir brauchen.

• DOMOTOSZ-Automatisierungsserver Für Linux auf dem Himbeer-Pi
• Ein benutzerdefiniertes Python-Skript Ansicht mit den Belegungsdaten der Website der Instituts-Buchung namens bkintrvctrl.py
• Eine PHP-Seite auf der Buchungs-Website 7-tägige Rollzeitplan der Belegungsdaten als JSON

DOMOTOTZ UND BKINTRVCTRL.PY sind beide beim Booten begonnen.

Hohe Schematik des Buchungssystems und der Heizungssteuerung

Das Online-Buchungssystem bestand bereits in PHP und MySQL und geltet Buchungen und Rechnungsstellung für das Abington Institute. Es bietet den nächsten 7-tägigen Buchungszeitplan als JSON-Datei, der jeden Tag von dem Python-Programm erhoben wird, das auf dem Raspberry PI im Institut läuft.

Abbildung 1: Abington Heizungssteuerungsschema.

Das PI läuft auch Domotoz, der eine detaillierte Schnittstelle (über eine App oder eine Webseite) an alle verwendeten Z-Wave-Elemente enthält und HTTP-Befehle akzeptiert, um diese Geräte zu steuern. Das Python-Programm sendet also HTTP-Befehle an Domototoz, wenn die Räume die Heizung für eine Buchung vornehmen müssen oder die Erwärmung als Buchungsende einschalten.

Um den externen Internetzugang zu Domotoz usw. zu ermöglichen, verwenden wir freedns.afraid.org. um auf das PI auf xxx.xxx.org zugreifen zu können.

Domotozz ermöglicht die Konfiguration und Steuerung aller Aspekte des Systems und liefert alles, was erforderlich ist, um den Status aller Geräte zu steuern, zu steuern und zu überwachen, die TRVs, Wandthermostate und Schalter umfassen, um die lüftergetriebenen Wärmetauscher in der Haupthalle und des Kessels zu steuern .

Hier ist ein Dashboard einiger entscheidender Werte für den Entwickler / Installationsprogramm:

Figur 2: Domotoz-Software-Schnittstelle.

Es ermöglicht auch die Anzeige eines Grundrissplans mit so vielen oder wenigen wichtigen Details, wie Sie dies wünschen. Wir verwenden dies erneut, um eine detaillierte Sicht auf das, was passiert, wenn wir es brauchen, was bei der Entwicklung des Python-Programms sehr nützlich war.

Figur 3: Domotoz-Grundriss.

Auf dem Grundriss zeigen wir jedes Gerät. Wenn wir das für die Danfoss-Wall-Thermostate verwendeten Bild ändern könnten, unterscheiden Sie sie von den POPP-TRVs, und das Statusdiagramm wäre viel klarer. ein weiterer Artikel auf einer unendlichen Liste der Dinge. Zumindest gab es ein gutes Symbol eines großen roten Fans für die Wärmetauscher und das Lagerfeuer für den Kessel. Artikel mit einem Ein- / Aus-Status Drehen Sie das Monochrome, um zu bedeuten, dass sie ausgeschaltet sind.

Figur 4: Domotoz-Heizgrafik.

Domotoz ist auch sehr nützlich, um die Erhitzungsrate jedes Raums zu bewerten, was wichtige Daten, die die Zeit berechnen können, um die Zeit berechnen zu können, in der die Erwärmung des Raums nach oben beginnen können. Einige der Zimmer sind recht groß und nehmen eine Weile eine Weile, um die Temperatur zu erreichen. Natürlich ist ein nächster Schritt für das Python-Programm die Aufzeichnung der Heat-up-Rate für sich, sodass er lernen kann, wie dies in Abhängigkeit von der Starttemperatur variiert, aber das ist für eine zukünftige Iteration.

Letztendlich werden wir wahrscheinlich nur Domotoz verwenden, um die Temperatur- und Sollwerte der Danfoss-Wall-Thermostate in den vier Haupträumen und die Popp-TRVs in anderen wichtigen Räumen zu zeigen, wie sie montiert sind, aber Domottoz ist ein wunderbares, siehe alles, Tun Sie alles, um in der Mitte des Systems zu sitzen, und es hat sich als sehr zuverlässig erwiesen. Ich habe hier nicht die meisten seiner Fähigkeiten berührt, aber es gibt viele ähnliche Systeme da draußen.

Sehr nützlich erlaubt DOMOtotz den Zugriff auf das untere Niveau der Z-Wave-Kommunikation, in diesem Fall openzwave, wo Sie für jedes Gerät auf alle nitty Gritty zugreifen können.

Abbildung 5.: Openzwave-Gerätesteuerung.

Hier können Sie sehen, dass wir die maximale Temperatur eingestellt haben, die Benutzer anfordern können, dass sie auf 22 ° C begrenzt sein können, um ungeduldige Benutzer zu folgen, die glauben, dass die höhere Temperatur Sie anfordern, desto schneller wird der Raum erwärmen. Ich denke, das kommt aus Millennisch des brennenden Holzes; Je mehr Sie anziehen, desto schneller wird es warm und es wird mindestens eine Generation dauern, um dieses Merkmal aus unserer Bevölkerung zu entfernen.

Einfache Weboberfläche

Während Domoticz jedoch alles anbietet, was man als Entwickler wünschen, hatten wir das Gefühl, dass wir eine ultraklare, einfache Schnittstelle benötigen, die zeigt:

• Die aktuelle Uhrzeit.
• Die Räume
• Wen sie von jemandem besetzt sind
• Die Besetzungszeiten für diesen Benutzer in diesem Raum
• Bevorstehende Buchungen
• Die tatsächliche Temperatur jedes Raums
• Die angeforderte Temperatur für jedes Zimmer
• Batteriestatus
• Ob der Kessel ein- oder aus ist

Dies ist die einfachste Überwachungsschnittstelle für unsere Gruppe von freiwilligen Administratoren.

Abbildung 6.: Hauptwebheizungsschnittstelle.

Sollte der Administrator das Bedürfnis der Anforderungen der angeforderten Temperatur in einem Raum spüren, ermöglicht das Klicken auf die angeforderte Temperatur den Eintritt eines neuen Werts:

Abbildung 7.: Einzelne Kühler-Webschnittstelle.

Wenn die tatsächliche Temperatur rot dargestellt ist, befindet sich noch unter der angeforderten Temperatur; Wenn es grün ist, ist die Temperatur erreicht. In der Hauptscheiße oben können Sie sehen, dass die Haupthalle noch auf dem Weg nach oben ist, theoretisch bei 21 ° C ankommt, zu dem der WI Treffen, eine Stunde und drei Viertel später um 19:00 Uhr. Das Foyer, ein Gemeinschaftsbereich des Gebäudes, hat bereits Temperatur erreicht, da sie früher am Tag für das Café verwendet wurde. Die Seite ist in Angularjs eingebaut und läuft mithilfe von JSON-Feeds und HTTP-Anforderungen.

Zusammenfassung

Wenn Sie also jedes verfügbare System in Betracht ziehen, von außerhalb der Regal Welle und ein zentrales Himbeer-Pi. Soweit scheint das eine gute Entscheidung gewesen zu sein, nicht zuletzt die Unterstützung von Vesternet Für die Z-Wave-Geräte wurden (und bleibt) hervorragend.

Wir haben das System gebaut und es funktioniert. Gruppen, die das Institut verwenden, rief in Frage, um alles warm für sie zu finden, selbst das erste Mal am Morgen. Wir verfügen über ein einfaches Überwachungs- und Kontrollsystem an Ort und Weise, und es ist E-Mails, wenn etwas schief geht, oder Batterien sind gering. Sollte nie wieder heizen, um drei Tage in einem Raum zu bleiben, bevor jemand es entdeckt.

In 5 Jahren werden solche Dinge die Norm sein, aber ich würde Administratoren von älteren öffentlichen Gebäuden mit einfachen Heizsystemen ermutigen, die Idee umzunehmen, dass solche Systeme aufgerüstet werden können, um intelligenter mit bemerkenswerter Leichtigkeit und praktisch keiner Unterbrechung zu sein.

 

Vesternet Fallstudien

Lesen Sie alle unsere echten Benutzerfallstudien Hier