Het Abington-instituut is een centraal ontmoetingspunt voor het dorp sinds de eerste opening in 1909. Nu, in 2017, was de tijd om de oude verwarmingsketel te vervangen en een intelligent verwarmingscontrolesysteem toe te voegen om de dorpshal om comfortabel mogelijk te maken, maar energie en geld.
"We hadden een verbeterde, energiezuinige verwarmingssysteem nodig om het instituut te laten dienen onze dorpsbewoners en geld te besparen"... Directiecomite |
 |
Introductie - Waarom hebben we het verwarmingscontrolesysteem gebouwd?
Het beheercomité van Abington Institute bracht enkele aanzienlijke tijd door met het onderzoeken van alternatieven voor fossiele brandstofafschakeling om het instituut te verwarmen. Er zijn een veelvoud aan keuzes, allemaal met verschillende compromissen, kosten, potentiële terugverdiendeschema's, behoeften voor ruimte / land, enz. Aan dat het feit dat de overheid de terugverandering van de terugverdienschema's sneller wijzigt dan het directiecomité, reageert en implementeren en het leek onmogelijk om de juiste oplossing te vinden.
Interessant is dat we in een onafhankelijk onderzoek hebben gevraagd, hebben we meer kans om geld te besparen (en groen te zijn) door geen warmte verspillen, maar het werd gegenereerd, dus de oude, overcomplicated, lastige ketel (dat niemand kan oplossen) werd vervangen door een fysiek kleinere met dezelfde verwarmingscapaciteit van een bekende ketelfabrikant voor wie de bevoegde servicemonteurs gemakkelijk kunnen worden gevonden binnen 5 mijl.
De oude ketel had een slimme (indien inefficiënt) truc; Het wisselde aan als het weer buiten koud werd en toen zouden de radiatorstatistieken in elke kamer de kamertemperaturen beheersen. De nieuwe ketel heeft slechts één (binnen) thermostaat, en kan dus niet echt weten wanneer ze het hele gebouw verwarmen. Daarom, naast de ketel die meer is dan het nodig is, zouden gebruikers tot koude kamers aankomen omdat de radiatorstatistieken waren afgewezen (zoals de regel is om geld te besparen) en soms, om de radiator toe te voegen, Stat-up zou geen effect hebben omdat de ketel zou zijn, nadat hij de doeltemperatuur had bereikt, waar de thermostaat met één kamer was.
Om dit te overwinnen, is een systeem ontwikkeld en geïnstalleerd dat de set-point-temperatuur van elke radiator stat afzonderlijk kan besturen, per radiobesturing en een centrale controller downloadt de verwachte bouwende bezettingsmatrix van de website van het Instituut en verandert de radiatoren, aan de Gewenste temperatuur voor de bezettingsgroep, voorafgaand aan de bezette perioden van elke kamer en draait de temperatuur omlaag wanneer de bezetting eindigt.
"Aldus verwisselen we alleen de kamers die het en voor de kortst mogelijke tijd vereisen. Het beste comfort voor de laagste energiekosten, met de minste hoeveelheid menselijke invoer."
Kenmerken en voordelen
| Voorzien zijn van | Voordeel |
|---|---|
| Stelt kamers in om Temp te corrigeren voor geboekte groep | Groep arriveert om kamer (en) klaar voor gebruik te vinden |
| Stelt kamers in op achtergrond Temp wanneer leeg | Instituut verspilt geen geldverwarming lege kamers |
| Loopt zonder interventie (van boekingen) | Niemand moet vroeg gaan om radiatoren in te schakelen |
| Maakt handmatige interventie door wandthermostaat toe | Hiermee kunnen groepen de temperatuur aanpassen |
| Verschillende temps zijn ingesteld voor elke groep / kamer | Geschikt voor verschillende activiteiten per kamer voor elke groep |
| Kent de warmtetarief voor elke kamer | Kan verwarmen net op tijd voor een kamer inschakelen |
| Kan worden gecontroleerd via een webpagina of telefoon-app | Elke late wijzigingen kunnen op afstand worden beheerd |
| Weet delen van het gebouw zijn gemeenschappelijk | Kan ook zorgen voor die foyer enz. Verwarmd wanneer dat nodig is |
Gebruikt materiaal
| Apparatuur-item | Hoeveelheid |
|---|---|
| Aeotech Z-Stick USB Z-Wave Controller | 1 |
| Framboos pi v3 | 1 |
| Qubino Z-Wave 1D-relais | 1 |
| Fibaro z-wave single switch 2 | 2 |
| Comet Z-Wave thermostatische radiatorafsluiters (TRV) | 2 |
| POPP Z-Wave thermostatische radiatorafsluiters (TRV) | 6 |
| Danfoss Z-Wave temperatuursensoren | 4 |
| Geassorteerd MK Grid elektrische dingen: pulsdrukkers, indicatoren, zekeringen | - |
Totale kosten van de hardware voor een gebouw van aanzienlijke grootte met vier grote kamers (plus andere, minder gebruikte kamers) was minder dan £ 1000 waarvan wij verwachten dat terug te verdienen in een paar jaar door het verminderen van onze £ 3kpa stookolie uitgaven. Het was buitengewoon minder storend en goedkoper dan opnieuw leidingen het gebouw om de interne verwarmingszone veranderen (één stroom / terugtransportinrichting alle radiatoren en warmtewisselaars) 6 zones plaats daarvan.
Alle apparatuur is feilloos uitgevoerd, maar ik was in staat om een beter zicht op die geven zodra ze opnieuw opgenomen in het stabiele systeem dat we nu hebben, zal zijn.
Fibaro beide schakelaars moeten de bestaande beide warmtewisselaars ventilator aangedreven die worden gebruikt (samen met één radiator) te besturen om de grote zaal, een ruimte van ongeveer 300 verwarmen3.
De Qubino wordt gebruikt voor de centrale verwarming ventiel op het verwarmingssysteem te controleren omdat het potentiaalvrije contacten die toelaten de toevoer van de bestaande C / H controller (die nu op AAN 24/7) onderbreken. Dit was preferentiële het verwijderen van de bestaande controller, want dat regelt ook het warm water die we niet nodig hebben om te veranderen en het laat fall-back naar het oude systeem moeten we hebben een probleem met het nieuwe systeem.
De elektrische stukjes en beetjes waren om een goede baan van de bedrading in de Fibaro en Qubino apparaten te maken, om een handbediening schakelaar (ook erg handig voor de inschrijving!) En een lampje en de zekering toe te voegen.
Gebruikte software
We besloten om een Raspberry Pi (v3) boord draaiende software gebruiken om ons in staat te stellen het programma precies wat we nodig hadden.
- Domoticz Automation Server voor Linux op de Raspberry Pi
- Een aangepaste Python-script te gebruiken interface met de bezetting van de gegevens van het Instituut Boeken via de website genaamd BkinTRVCtrl.py
- Een PHP-pagina op de Boeken via de website te produceren 7 dagen rollende schema van de bezetting gegevens als JSON
Domoticz en BkinTRVCtrl.py Beide worden gestart bij het opstarten.
Dynamic DNS
We freedns.afraid.org gebruiken ook in staat zijn om toegang Domoticz op, en SSH, de Pi met behulp van een domeinnaam, omdat BT zijn onze ISP en doen geen statische IP-adressen. Echter, met het IP-adres check voor het domein rijdt iedere 5 minuten, is het zeer zeldzaam een directe verbinding niet te maken.
Hoog niveau Schema van boekingssysteem en verwarming controle
Het online reserveringssysteem bestond al, gebouwd in PHP en MySQL, en handvatten boekingen en facturering van de Abington Institute. Het biedt de komende 7 dagen boeken schema als een JSON-bestand dat elke dag wordt verzameld door de Python-programma dat op de Raspberry Pi, dat is aan het Instituut.
Figuur 1: Abington Verwarming Controle Schematische.
De pi loopt ook Domoticz waarin een gedetailleerde interface geeft (via app of webpagina) op de z-wave items gebruikt en aanvaardt http opdrachten die apparaten controleren. Dus, de Python-programma stuurt http commando's naar Domoticz wanneer kamers moeten om te beginnen het verwarmen van kant voor een boeking of voor de verwarming lager te zetten als een boeking eindigt.
Om externe internet toegang tot Domoticz laten etc. wij gebruiken freedns.afraid.org in staat zijn om toegang te krijgen tot de Pi op xxx.xxx.org.
Domoticz maakt configuratie en controle van alle aspecten van het systeem en biedt alles wat nodig is om setup, controle en toezicht op de status van alle apparaten die TRV, wandthermostaten en schakelt over naar de ventilator gedreven warmtewisselaars in de Grote Zaal en de ketel onder controle te houden .
Hier is een dashboard van een aantal cruciale waarden voor de ontwikkelaar / installateur:
Figuur 2: Domoticz Software Interface.
Het staat ook voor de weergave van een plattegrond met zo veel of weinig belangrijke details zoals u kunt wensen op. Nogmaals, gebruiken we deze voor een gedetailleerde weergave van wat er gebeurt als we het nodig hebben, die zeer nuttig is geweest bij de ontwikkeling van de Python programma.
figuur 3: Domoticz plattegrond.
Op de plattegrond tonen we elk apparaat. Als we het beeld konden veranderen dat wordt gebruikt voor de Danfoss-wandthermostaten, zou het onderscheiden van de POPP-TRV's en het statusdiagram zou veel duidelijker zijn; Nog een ander item op een oneindige lijst met dingen om te doen. Er was tenminste een goed pictogram van een grote rode fan die beschikbaar was voor de warmtewisselaars en het vreugdevuur voor de ketel. Items met een AAN / UIT-status worden monochroom om aan te geven dat ze uit zijn.
Figuur 4: Domoticz-verwarmingsgrafiek.
Domotica is ook erg handig voor het beoordelen van de opwarmtarief van elke kamer, wat essentiële gegevens is om de tijd te kunnen berekenen om de ruimte op te starten. Sommige kamers zijn vrij groot en duren een tijdje om de temperatuur te bereiken. Natuurlijk is een volgende stap voor het Python-programma om de warmtegrens voor zichzelf op te nemen, zodat het kan leren hoe dat varieert afhankelijk van de starttemperatuur, maar dat is voor een toekomstige iteratie.
Uiteindelijk zullen we waarschijnlijk gewoon Domoticz gebruiken om de temperatuur en de setpunten van de Danfoss-wandthermostaten in de vier hoofdruimtes en de Popp-TRV's in andere minder belangrijke kamers te tonen, zoals ze zijn gemonteerd, maar Domoticz is een prachtig, Doe alles wat tool in het midden van het systeem zit en het is zeer betrouwbaar gebleken. Ik heb hier niet meer op de meeste van zijn capaciteiten geraakt, maar er zijn genoeg soortgelijke systemen.
Ook, heel nuttig, biedt Domotica toegang tot het onderste niveau van Z-Wave-communicatie, in dit geval Openzwave, waar u toegang hebt tot alle Nitty Gritty voor elk apparaat.
Figuur 5: OpenZWave-apparaatbesturing.
Hier kunt u zien dat we de maximale temperatuur hebben ingesteld die gebruikers kunnen worden beperkt tot 22 ° C om ongeduldige gebruikers te folie die geloven dat de hogere temperatuur die u aanvraagt, hoe sneller de kamer zal opwarmen. Ik denk dat dat komt uit Millennia of Burning Wood; Hoe meer je aantrekt, hoe sneller het warm wordt en het zal op zijn minst een generatie duren om die eigenschap van onze bevolking te verwijderen.
Eenvoudige webinterface
Hoewel Domoticz alles biedt alles wat men zou willen als een ontwikkelaar, vonden we dat we een ultra-clearige, eenvoudige interface die laat zien:
- De huidige tijd
- De kamers
- Wie ze bezet zijn door, als iemand
- De bezettingstijden voor die gebruiker in die kamer
- Aankomende boekingen
- De daadwerkelijke temperatuur van elke kamer
- De gevraagde temperatuur voor elke kamer
- Batterij status
- Of de ketel aan of uit staat
Dit is de eenvoudigste bewakingsinterface voor onze groep vrijwilligersbeheerders.
Figuur 6: Hoofdwebverwarmingsinterface.
Mocht de beheerder de noodzaak voelen om de gevraagde temperatuur in een kamer te wijzigen, klikt u op de aangevraagde temperatuur, het toelating van een nieuwe waarde:
Figuur 7: Individuele radiator webinterface.
Als de werkelijke temperatuur in het rood wordt getoond, is deze nog steeds onder de gevraagde temperatuur; Als het groen is, is de temperatuur bereikt. In het hoofdschot hierboven, zie je dat de hoofdzaal nog steeds op weg is, theoretisch aankomt bij 21 ° C tegen de tijd dat de WI samenkomt, een uur en drie kwartalen later om 19:00 uur. De foyer, een gemeenschappelijke ruimte van het gebouw heeft de temperatuur al bereikt omdat het eerder op de dag voor het café werd gebruikt. De pagina is gebouwd in Angularjs en werkt met JSON-feeds en HTTP-verzoeken.
Overzicht
Dus, met het overwegen van elk beschikbare systeem, van off-the-shelf TRV-besturingssystemen die helaas zijn, verstoken van elke mogelijkheid om gegevens uit andere systemen te investeren, via naar het net-operated TRV's gecontroleerd door meerdere PIMERIO's, hebben we besloten om met Z- Golf en een centrale Raspberry PI. Tot nu toe lijkt dat een goede beslissing is geweest, niet het minst dat de steun van Vesternet Voor de Z-Wave-apparaten is (en blijft) uitstekend.
We hebben het systeem gebouwd en het werkt. Groepen die het instituut gebruiken, hebben zich in verwondering uitgeroepen om alles goed voor hen te vinden, zelfs eerst in de ochtend. We hebben een eenvoudig monitoring- en besturingssysteem op zijn plaats en het e-mailt mensen wanneer er iets misgaat of batterijen laag zijn. Nooit meer moet worden verwarmd in een kamer gedurende drie dagen voordat iemand het ontdekt.
In 5 jaar zullen dergelijke dingen de norm zijn, maar ik zou beheerders van oudere openbare gebouwen aanmoedigen met eenvoudige verwarmingssystemen om het idee te omarmen dat dergelijke systemen kunnen worden geüpgraded om intelligenter te zijn met opmerkelijk gemak en praktisch geen verstoring.
Vesternet Case studies
Lees al onze echte gebruikerscase-studies Hier
