Studium przypadku - Kontrola ogrzewania Abington Institute

Instytut Abington był centralnym punktem spotkań dla wsi od pierwszego otwarcia w 1909 roku. Teraz w 2017 r. Nadszedł czas, aby wymienić starego kotła grzewczego i dodać inteligentny system sterowania ogrzewania, aby umożliwić sali wiejskie, ale oszczędzaj energia i pieniądze.

"Potrzebowaliśmy ulepszonego, energooszczędnego systemu grzewczego, aby umożliwić Instytutowi służyć naszych wieśniaków i zaoszczędzić pieniądze" ... Komitet zarządzający

Wprowadzenie - dlaczego zbudowaliśmy system sterowania ogrzewaniem?

Komitet Zarządzający Instytutem Abington wydał jakiś znaczny czas badanie alternatywy dla kotłów opalanych paliwami skamieniałymi, aby ogrzać Instytut. Istnieje wiele wyborów z różnymi kompromisami, kosztami, potencjalnymi schematami zwrotów, potrzebami przestrzeni / ziemi itd. Dodaj do tego, że rząd zmienia schematy zwrotne szybciej niż komitet zarządzający może uzyskać cytaty, przegląd, reagować i wdrożyć I wydawało się niemożliwe znaleźć odpowiednie rozwiązanie.

Co ciekawe, w niezależnym ankiecie, o które prosiły, byliśmy bardziej skłonni do oszczędzania pieniędzy (i być zielonym) przez nie marnowanie ciepła, jednak został wygenerowany, Więc stare, zakwaterowanie, kłopotliwe kocioł (że nikt nie może naprawić) zastąpiony przez fizycznie mniejszą o tej samej mocy grzewczej wykonanej przez znanego producenta kotła, dla których kompetentni inżynierowie serwisu można łatwo znaleźć w ciągu 5 mil.

Stary kotłowy miał jeden sprytny (jeśli nieefektywny) sztuczka; Kiedyś włącza się, jeśli pogoda na zewnątrz stała się zimna, a następnie statystyki chłodnicy w każdym pokoju kontrolują temperatury pokojowe. Nowy kocioł ma tylko jeden (kryty) termostat, a więc nie mogę naprawdę wiedzieć, kiedy ogrzać cały budynek. Dlatego oprócz kociołu jest więcej niż potrzeba, użytkownicy przybywają do zimnych pomieszczeń, ponieważ statystyki grzejnikowe zostały odrzucone (podobnie jak reguła, aby zaoszczędzić pieniądze), a czasami, aby dodać obrazę obrażeń, obracając grzejnik Stat w górę nie miałby efektu, ponieważ kotła byłby wyłączony, po osiągnięciu docelowej temperatury, w której był termostat jednoosobowy.

Aby przezwyciężyć ten system został opracowany i zainstalowany, który może kontrolować temperaturę zadaną każdej statystyki chłodnicy indywidualnie, przez sterowanie radiowe, a centralny kontroler pobiera oczekiwaną matrycę zajętości budynku z witryny Instytutu i włącza grzejniki na Pożądana temperatura grupy zajmującej grupę, z wyprzedzeniem o zajęciach każdego pokoju i zamienia temperaturę w dół, gdy obłożenie kończy się.

Cechy i zalety

Funkcja	Korzyść
Ustawia pokoje, aby poprawić temp dla rezerwacji	Grupa przybywa, aby znaleźć pokój (y) gotowe do użycia
Ustawia pokoje do Temple Temp, gdy jest pusty	Instytut nie marnuje pieniędzy Puste pokoje
Biegnie bez interwencji (z rezerwacji)	Nikt nie musi wrócić wcześnie, aby włączyć grzejniki
Umożliwia ręczną interwencję termostatu ściennego	Pozwala grupom dostosować temperaturę
Różne temps są ustawione dla każdej grupy / pokoju	Dopasować różne czynności za pokój dla każdej grupy
Zna szybkość ciepła dla każdego pokoju	Może włączyć ogrzewanie na czas na pokój
Może być kontrolowany za pomocą strony internetowej lub aplikacji telefonicznej	Wszelkie późne zmiany można zarządzać zdalnie
Zna części budynku są wspólne	Może również zapewnić, że foyer itp ogrzewany w razie potrzeby

Używany ekwipunek

Pozycja sprzętu	Ilość
AEOTECH Z-STICK USB Z-Wave Controller	1
Raspberry PI V3.	1
Przekaźnik Qubino Z Wave 1D	1
Fibaro Z-Wave Pojedynczy przełącznik 2	2
Kometa Z-Wave termostatyczne zawory grzejnikowe (TRV)	2
POPP Z-Wave termostatyczne zawory grzejnikowe (TRV)	6
Danfoss Z-Wave Czujniki temperatury	4
Assorted MK Siatka bity elektryczne: Przełączniki chwilowe, wskaźniki, bezpieczniki	-

Całkowity koszt sprzętu dla budynku o znacznych rozmiarach z czterech głównych pomieszczeń (plus inne mniej użytkowanych pomieszczeń) było mniej niż £ 1000, które spodziewamy się odzyskać w ciągu kilku lat przez zmniejszenie naszej £ 3kpa ogrzewania wydatki oleju. Jest to niezwykle mniej uciążliwy i mniej kosztowne niż ponownej instalacji wodociągowej budynku, aby zmienić jedną strefę grzania (tylko jeden strumień / powrót karmienia wszystkie grzejniki i wymienniki ciepła), tak aby 6 stref, a.

Wszystkie urządzenia wykonał bezbłędnie, ale będę w stanie dać lepszy pogląd na te raz są one ponownie włączone do systemu stabilnego mamy teraz.

Dwa przełączniki FIBARO mają kontrolować obecne dwa wymienniki ciepła wentylator napędzany, które są używane (wraz z jednego promiennika) do ogrzewania hali głównej przestrzeni około 300³.

Qubino służy do sterowania zaworem centralnego ogrzewania w systemie ogrzewania, ponieważ ma kontakty wolt wolne, które pozwalają nam przerwanie paszy z układem sterowania C / H (co jest teraz ustawiony na 24/7). To była preferencyjna do usuwania istniejącego kontrolera, ponieważ to również steruje ciepłą wodę, która nie trzeba zmieniać i pozwala fall-back do starego systemu powinniśmy mieć problemu z nowego systemu.

Bity elektryczne i kawałki były dokonać prawidłowej pracy przewodów w urządzeniach Fibaro i Qubino, aby dodać przełącznik ręcznego sterowania (również bardzo przydatny dla zapisaniem!) Oraz wskaźnikiem świetlnym i bezpiecznik.

Użyte oprogramowanie

Zdecydowaliśmy się użyć Raspberry Pi (v3) Płyta oprogramowanie uruchomione, aby umożliwić nam zaprogramować dokładnie to, czego potrzebowaliśmy.

• Domoticz Automation Server dla systemu Linux na Raspberry Pi
• Niestandardowy skrypt Pythona do interfejsu z obłożenia danych Instytutu rezerwacja Witryna o nazwie BkinTRVCtrl.py
• strona A na PHP Strona internetowa z rezerwacją W celu otrzymania 7 dnia harmonogramu walcowania zajętości danych jako JSON

Domoticz i BkinTRVCtrl.py są zarówno uruchomione podczas startu.

Wysoki poziom Schemat System rezerwacji i sterowania ogrzewaniem

System rezerwacji online już istniał, zbudowany w PHP i MySQL i obsługuje rezerwacji i fakturowania dla Instytutu Abington. Oferuje on przez następne 7 dni rezerwacja harmonogram w formacie JSON, który jest zbierany każdego dnia przez program Python działa na Raspberry Pi, która jest w Instytucie.

Rysunek 1.: Abington ogrzewanie Schemat sterowania.

Pi toczy się także Domoticz który zawiera szczegółowy interfejs (za pośrednictwem aplikacji lub strony internetowej) do wszystkich przedmiotów z-wave w użyciu i akceptuje http poleceń do sterowania tych urządzeń. Tak, program Python wysyła http polecenia Domoticz gdy pokoje muszą rozpocząć ogrzewanie gotowy do rezerwacji lub, aby włączyć ogrzewanie w dół jako końcach rezerwacji.

Aby zezwolić na dostęp do Internetu dla zewnętrznego Domoticz itp używamy freedns.afraid.org aby być w stanie uzyskać dostęp do PI xxx.xxx.org.

Domoticz umożliwia konfigurację i kontrolę wszystkich aspektów systemu i zapewnia wszystko, co jest potrzebne do instalacji, kontroli i monitorowania stanu wszystkich urządzeń, które obejmują Głowice, termostaty ściennych i przełączniki do sterowania wymienników ciepła wentylator napędzany w głównej sali i kotła ,

Oto deska rozdzielcza niektórych kluczowych wartości dla programistów / instalatora:

Rysunek 2: Domoticz Interfejs oprogramowania.

Pozwala on również na wyświetlaczu planu podłogi z tylu lub kilku kluczowych informacji, jak możesz na nim. Ponownie używamy to dla widoku szczegółowego, co się dzieje, jeśli to potrzebne, co jest bardzo przydatne w trakcie opracowywania programu Pythona.

Rysunek 3.: Domoticz rozkładzie.

Na rozkładzie pokazujemy każde urządzenie. Czy możemy zmienić obraz używany termostatów ściennych Danfoss byłoby odróżnić je od Popp Głowice i schemat stan byłby znacznie bardziej przejrzyste; kolejna pozycja na niekończącej się liście rzeczy do zrobienia. Przynajmniej nie był dobry ikona z dużym czerwonym wentylatorem dostępnej dla wymienników ciepła i ognisko dla kotła. Pozycje z ON / OFF kolei stan monochromatycznych oznaczać, że są one wyłączone.

Rysunek 4.: Domoticz ogrzewanie Graph.

Domoticz jest bardzo przydatne dla oceny szybkości nagrzewania każdego pomieszczenia, co jest niezbędne dane, aby móc obliczyć czas, w której rozpoczyna się ogrzewanie pokojowej. Niektóre pokoje są dość duże i zająć trochę czasu, aby dostać się do temperatury. Oczywiście obok kroku programu Pythona jest zapis szybkość nagrzewania dla siebie więc może dowiedzieć się, w jaki sposób zmienia się w zależności od temperatury początkowej, ale to dla iteracji przyszłości.

Ostatecznie, będziemy prawdopodobnie wystarczy użyć Domoticz pokazać temperaturę i ustawienie punktów Danfoss ścienna Termostaty w czterech głównych pomieszczeń i Popp Głowice w innych mniej ważnych pomieszczeń, ponieważ są one zamontowane, ale Domoticz jest wspaniałe, zobaczyć wszystko, zrobić wszystko narzędzie do siedzenia w środku systemu, a okazało się być bardzo wiarygodne. Nie dotknął większość swoich możliwości tutaj, ale istnieje wiele podobnych systemów tam.

Ponadto, bardzo użyteczny, Domoticz umożliwia dostęp do dolnego poziomu komunikacji Z-Wave, w tym przypadku Openzwave, gdzie można uzyskać dostęp do wszystkich piaszczysty nitty dla każdego urządzenia.

Rysunek 5.: Openzwave urządzenia sterującego.

Tutaj widać, że mamy ustawić maksymalną temperaturę, że użytkownicy mogą żądać być ograniczony do 22 ° C do użytkowników folia niecierpliwych, którzy wierzą, że im wyższa temperatura poprosić, tym szybciej pokój będzie się nagrzewać. Chyba, że pochodzi od tysiącleci spalania drewna; tym bardziej na siebie włożyć, tym szybciej będzie się ciepły i potrwa co najmniej jedno pokolenie, aby usunąć tę cechę od naszej populacji.

Prosty interfejs WWW

Jednakże, podczas gdy Domoticz jeden dzień wszystko może chcieć jako deweloper, uważaliśmy, że potrzebne ultra-jasny, prosty interfejs, który pokazuje:

• Aktualny czas
• Pokoje
• Kogo oni zajmują, jeśli ktoś
• Czasy zajęcie dla tego użytkownika w tym pokoju
• Nadchodzące rezerwacje
• Rzeczywista temperatura każdego pomieszczenia
• Żądana temperatura dla każdego pomieszczenia
• Stan baterii
• Czy kocioł jest włączony lub wyłączony

Będzie to najprostszy interfejs monitorowania dla naszej grupy administratorów wolontariuszy.

Rysunek 6.: Główny Interfejs Web ogrzewanie.

Administrator powinien odczuwać potrzebę zmiany żądanej temperatury w pomieszczeniu, klikając na żądanej temperatury umożliwia wprowadzenie nowej wartości:

Rysunek 7.: Indywidualna Chłodnica Interfejs Web.

Jeśli rzeczywista temperatura jest na czerwono, to jeszcze poniżej żądanej temperatury; jeśli jest to zielony, następnie temperatura została osiągnięta. W głównym strzał powyżej, można zobaczyć, że holu głównym jest nadal na drodze do góry, teoretycznie przybywających w temperaturze 21 ° C przez czas spotykają WI, godzinę i trzy czwarte później o 19:00. Foyer, wspólna powierzchnia budynku osiągnął już temperaturę, ponieważ był używany wcześniej w ciągu dnia w kawiarni. Strona zbudowana jest w angularjs i tras z wykorzystaniem kanałów JSON i HTTP żądań.

Streszczenie

Tak więc, biorąc pod uwagę wszystkie dostępne posiadające system, z off-the-półki systemów kontroli TRV, które, niestety, pozbawiony zdolności do połknięcia danych z innych systemów, poprzez sieci obsługiwane Głowice kontrolowane przez wielu PiZeros, zdecydowaliśmy się iść z Z- Wave oraz centralną Raspberry Pi. Tak daleko, że wydaje się być decyzja dobra, zwłaszcza, że wsparcie ze strony Vesternet dla urządzeń Z-Wave był (i pozostaje) wybitne.

Zbudowaliśmy system i działa. Grupy za pomocą Instytutu wykrzyknęły z okazji, by znaleźć dla nich wszystko, nawet pierwszą rzeczą rano. Mamy prosty system monitorowania i kontroli na miejscu i e-maila ludzi, gdy coś pójdzie nie tak lub baterie są niskie. Nigdy więcej nie powinno być ogrzewanie w pokoju przez trzy dni, zanim ktoś go odkryje.

W ciągu 5 lat, takie rzeczy będą normi, ale zachęcałbym administratorów starszych budynków publicznych z prostymi systemami grzewczymi do objęcia pomysłu, że takie systemy można uaktualnić, aby być bardziej inteligentnym z niezwykłą łatwością i praktycznie bez zakłóceń.

 

Vesternet Studium przypadku

Przeczytaj wszystkie nasze rzeczywiste studia przypadków Tutaj