Екак - Как? Какво? Къде? Защо?

Здравейте, искам да ви споделя какво намерих в Интернет, докато търсех програма за изчисляване на добитата топлина от сравнителено голям вакуумнотръбен колектор.

За който "разбира", ето оригиналната страница:
http://house4u.com.ua/solar/

Който не панимае, може да understand-ва в тази, значително по-урязаната английска версия:
http://house4u.com.ua/solar/en/

Ето един документ, който показва как се работи с контролера:
http://house4u.com.ua/solar/house4u-instruction.pdf

Сравнителната таблица с функциите може да бъде намерена тук:
http://house4u.com.ua/solar/firmwr.php
И тук:
ЕНГ
http://house4u.com.ua/solar/en/firmwr.php

Самите инструкции по сглобката са тук:
http://house4u.com.ua/articles/solar-controller/part1.php
И тук
http://house4u.com.ua/articles/solar-controller/en/part1.php

Доста пипкава работа е, признавам, захванах се предимно защото имах почти 90% от частите. Събирал съм чарколяци, но съм доста по-слаб в програмирането от колкото си представях .

Както сте видели на страницата с "прошивките", има два (три) безплатни варианта на "операционната система".
Варианта с Arduino Uno не съм го пробвал. И него го имам, но ми липсваха функции, които по-мощния контролер Ардуино Mega предлага.
Работещата версия се нарича "Mega". Тя дава възможност да се командват един или два бойлера, избирайки приоритет.
Може да се включи разходомер, също така, може да се зададе фиксирана стойност на потока на флуида.
Явно типа флуид има значение, защото може да се избира пропилен или етилен гликол, както и процентното му съдържание. Има вариант и да се избере "въздух".
Може да се включват и изключват релета по зададен график, функция за предпазване от прегряване- цъка реле, командващо нещо. Дали ще изпуска топла вода, или ще е допълнителна помпа- зависи от изпълнението.

Доста функции има набутани, дори в безплатната версия, но човека който го разработва се занимава професионално със соларни системи и явно знае какво иска от програмиста :) .
Като говорим за програмата, човека сам си признава че никой не е съвършен, дори програмистите. Затова има външен "страж", който следи дали програмата работи и при липса на отговор, рестартира системата.
Признавам, че няма да се доверя сляпо и в началото ще използвам контролера за мониторинг на системата, следейки дали всяко реле цъка когато трябва. Ако се представя както трябва, няма липсващи данни в картата памет или данни за пропадане на връзката с интернет, ще минем към промяна на инсталацията.
Към момента двата ми фойлера се командват от ДТ-3. Малката магарийка която съм направил е един On-On ключ, без междинно положение, който превключва кой от бойлерните датчиците да бъде взет под предвид. Потока на топлоносител се контролира от кранове на "отработената" след бойлера вода.


а така трябва да стане ако контролера се докаже:

Помпата, която ще се пуска от Байпас релето, мисля да я свържа и към термостат на горещата вода след панела. Байпаса ще се задейства на 100 градуса, а ако по някаква причина контролера "увисне", термостата на 110 градуса ще сработва.
Основния проблем е че контролера работи с цифрови датчици, които по паспортни данни се изпичат на 120 градуса.
На цигански руски писах на човека и го питах дали не може да се сменят с термодвойки. Има платки, преобразуващи сигнала на термодвойките в цифров, така че да може да се навързват по няколко на един проводник...
Отговора, който получих беше по-скоро негативен, тоест че не се предвижда добавка на протокол за такива датчици, но ще видим... Иначе човека отговаря на запитвания по имейла. Все пак, свързването на датчиците, и жиците като цяло не е ултра ясно докуменирано на схема, което малко обърква, ама с четене и препрочитане по няколко пъти става.
От скоро човека е обявил че предстои нова версия, с добавени допълнителни термостатни функции и 16 датчика, но да си призная, руския не ми е много силен. Уж разбирам всичко, ама уж .
Ето описание на новите функции:
http://house4u.com.ua/articles/plc-solar/part1.php

Ами, това е. Ще гледам да държа темата актуална. Обмислям да конфигурирам уебсайта си да показва живи данни и някаква статистика, но чакам да получа контролера обратно. Тогава, при наличие на пълната функционалност ще мога да разузная кое как и защо(не). Пратих го за програмиране и чакам да се върне.

Ето как изглежда "моя" вариант на контролера:







Това е конектора, с който ще включван всички датчици:


Останаха няколко свободни пина

Уф, объркал съм се. Бях написал нещо и сега го изтрих. Помислих, че ще избираш с какво да пълниш системата. То било, че ще зададеш на контролера флуида, с който вече е пълна системата. Видях ти темата в "Направи сам" и ми се стори много объркано всичко. Видях, че в една друга тема си объркал една формула. Почети още малко и тогава действай.


Поздрави!

Да, сигурно е формулата за процентната мощност. Снощи беше късно и си я смуках от пръстите...
За мен е важно да включа датчиците, да въведа броя пулсове на литър и процента да не минава 100. Програмата смята останалото.

Относно избора на флуид, имах в предвид, че контролера може да работи "относително" точно (има заложени коефициенти/параметри) с различни топлоносители. Аз само ще връзвам жици :)

Да, точно нея. Не зная колко е точен твоят топломер, но един турбинков, това са тези с малката точност, дава грешка до 2-3%. Мисля, че за дейности от типа "направи сам" е достатъчен. Колегата ти беше писал, че струва 50-60лв. втора употреба. Мисля, че е нормално. Нови мисля, че бяха около 300лева. КПД на вакуумно тръбните колектори бива давано от 50 до 65%. Като зимата ще трябва да се бориш за 50, а лятото за 65 процента. При плоските нещата са малко по-контрастни.

Добре дошъл сред нас!

Много добре си се справил! Без да те четкам, твоя контролер изглежда по-добре от клипа на руснака!

Относно датчиците - предполагам, че може да се ползват и други видове! Тук viewtopic.php?f=416&t=2837 има доста литератута за Ардуино и някъде още в темите за запознаване с Ардуино четох как се свързват различните датчици и как се подбират резисторите свързани направо към аналоговите входове без необходимост от други платки. Именно заради контролер по мои изисквания и аз се запалих по Ардуино.

Моя контролер работи с pt1000 и точността е доста добра (с едно изключение). Тези в колектора, ако не се лъжа издържаха на около 300°С.

За нещастие, не е толкова лесно (за мен). Ако сам си пишех програмата, щях да си сложа каквто си искам протоколи.
Тия датчици могат да работят всичките навързани на обща плитка от 3 кабела на един Дигитален пин, защото всеки си има уникален адрес.Проблема, е че трябва да знаеш адреса на всеки датчик.
За да избегне проблема, човека е направил друго- всеки датчик на отделен пин. Така можеш да сменяш, разменяш датчици без да ти пука за адреси. В платените версии може да включваш по два датчика на един порт. Програмата сканира наличните адреси. Ако при разпознаване датчиците се разменят, заради номерата на адресите, в менюто може да ги размениш. Измислил го е човека.

Това, което ме притеснява мен, е че пластмасата (изолацията на кабела) на тия датчици може да не държи на топло.

Идеята ми беше да се ползва друг сензор, със същия протокол. Обаче се оказа че 1-wire протокола на DS18B20 не е "свободен" а от Далас Семикондукторс си го пазят. В резултат, сульо и пульо си прави разни вариации, като този в тази платка:
MAX31855



Ако в самата програма се добави и тоя протокол, няма да има проблем да се ползват и по-високотрмпературни и устойчиви датчици, само дето като го поитах на лични, ми каза че не се предвижда поддръжка на тоя протокол, на МАХ.
А по принцип, помпите не държали на висока температура..

Ако обаче и други хора във форума му пропиюят че им отказват сензорите след година, две....
Не вярвам да е сложно да се постигне съвместимост.

Относно моето изпълнение, имах прототипен щит за ардуиното, на който поих директно кабелчетата.

Така.... време е за ъпдейт....

Ардуиното ми е програмирано, взех си и "дънна" платка, на която се пои всичко и става доста по-организирано.
Все още ми липсват някои чаркове, чакам да ми доставят 8 SSR релета и един операционен усилвател.
Понеже някои от чарковете са SMD, ми се взе тока да ги запоя, добре че виждам по-добре наблизо, отколкото надалеч... иначе трябваше да използвам очила при запояването :)

Странното нещо, едното странно нещо е пишман анемометъра, който си бях направил преди време, но си взех купешки. С това имитирам сигнала на датчика за поток.
МАлкото нещо е същия дарчик, като тия в металните тръбички, само че са открит монтаж, с нещо ще меря околната температура... 2м от земята, на сянка.. т.н...

Както и да е. Чакам да дойдат релетата, да ги запоя и след това да сложа държачите на предпазителите. Иска ми се да ползвам държачи, които да изваждат самия стъклен предпазител, но няма достатъно място от едната страна. Ако пък слагам отзад, трудно се пои.. абе няма пълно щастие.

Акато и да е. Важното е че събрах почти всичко и ДОРИ работи...
Имам и доказателство :

http://log2.com.ua/live/6wn4xm/index.php

Този онлайн монитор работи само на платената версия, но безплатната може да командва 2 бойлера и да пише статистиката на SD карта.... Като се замисля, на мен само това ми трябваше, статистиката, ама се отнесох....

Данните, които се виждат, са с неголяма разлика в температурите, защото снопа кабели, който съм свързал виси от масата и един вид, сега проверявам дали самите датчици показват еднакво...
Остава въпроса, който трябва да реша до 25ти, този месец- от къде да взема 3 и 4 жилни кабели с оплетка за датчиците...
Гледах някакви в Бургас, ама май ще взема туй един, местен, варненски . 4 жилен, оплетка по 80 стотинки метъра.

В краен случей, може да ползвам FTP кабел, или в още по-краен телефонен или алармен, без оплетка.
Мисля да сложа датчик в гилзата на всеки от 6те тръбни панела, ама ако остане кабел...То, всъщност, трябват един 4 жилен и един 3 жилен, за да се четат датчиците на 6те панела, но тогава ми остават "само" 10 други датчици за бойлери и радиатори.
3 за 500л бойлер,
1 за 300 хоризонтален
1 за температурата на връщащата се вода
2 на радиаторите във всеки кръг.
3 на още един 500л бойлер, в бъдеще....

Някой има ли идея как да измеря температурата на водата на хоризонтаален бойлер, 300л Сън Систем
Не трябва да махам термостата.. може би ще режа металната обшивка и изолацията и ще залепя метална тръбичка. Течния метал дали провежда достатъчно топлина?
Като се замисля, външно мерене няма да помогне, защото самия бойлер май няма серпентина вътре а антифриза минава по външна водна риза... кофти. Май ще трябва да извадя термрегулатора, за да ползвам гилзата на сондата му.

Едно уточнение, на снимката е показано какво трябва да се случи с плоските панели, които в момента стоят на топло, складирани. Те не са част от системата, но ги сложих, за да се вижда перспективата.

В ляво на сайта, ще сложа стилизирана схема на системата. Тия 8 кръгчета са 8те релейни изхода, който се въртят при активирано реле.

Taka... време е за доклад...

Системата е в "продукция" от почти 2 седмици, но ме беше страх да се похваля.. То и сега, още ме е страх, ама какво да се прави :)
Ето отново линка, към "живите" данни, на които се вижда единия бойлер + колектора, но на долния се вижда Архива, историята.

http://log2.com.ua/live/6wn4xm/index.php
http://log2.com.ua/live/6wn4xm/archive.php

От календара на Архива може да се избере предишен ден.
Важно уточнение е че датчика за слънчево греене не работи. ОпАмпа, който си взех, беше в по-голям короус, с повече крака.. Сега търся правлиния.
Още едно полезно уточнение е че отделните графики могат да бъдат изключвани или в включвани, чрез кликване на означението в легендата под графиката. На таблет или Андроид телефон, може да се зуумва, но на компютъра не мога...


Сега, малко преразказ по картинка. Ето няколко примерни:


Т0 , светло синьо, е температурата на връщащата вода.
Т1 не е свързан и показва все нули.
Т2 зелено, е температурата на малкия бойлер 300л :roll:
Т3 оранжево е темп на големия бойлер, 500л, в голната част. Там, където постъпва студената вода.
Т4 тъмно синьо, горното. Това е температурата на радиатора. Голяма играчка беше да наглася дебитите през радиаторите, ама го докарах някак.
Т5 кафяво. Температурата на големия бойлер 500л, в средата.
Тк, условно червено, Температурата на колектора.
Ту, трябва да свържа датчик за околната температура, вън.
Flow е дебита.

Вижда се как температурите на бойлерите са плавни, а останалите кардиограми.....
Целия проблем идва от помпата на радиаторния кръг. С една скорост беше, и се оказа че дебита е голям, в резултат- тия вариации, резултиращи в инконсистентна осцилация и постоянно цъкане на помпите.

Изкормих помпата, смених и кутийката с една от нашите, на която имаше 2 скорости и положението се подобри- напърва скорост, поне:


Тука ми се губят датчиците на големия бойлера, щото съм ги отнесъл в тъмното.
То с тия соларн системи се работи до рано сутринта... Цяла нощ щраках, поих...
Махнах пружинките на клапаните, че със зор ги отваряха помпите...

Почвам да си мисля, че се прецаках малко. Човека, дето ми даде помпата, ми предлагаше някаква с автоматична настройка, ама като не знаех какво точно и е автоматичното на тая настройка отказах.
Става дума за грундфос, снимката я взех от някаква обява, юото не мога да налучкам името, но да се вижда какво има в предвид.

Снимката може да изчезне скоро, така, че ако някой каже как се казва модела ще съм благодарен...

Въпроса, който имам е какво точно им е адаптивното и автоматичното на тия помпи и дали ще ми решат проблема, който дори и на ниска скорост не изчезва напълно... Говоря за къдравните в графиката, причинени от рязкото нахлуване на студена вода от радиаторите.
За който не му се чете темата отначало- радиаторите са там, защото за сега няма консумация на топла вода и трябва да разкарвам топлината. Предвижда се още един бойлер, но трябва да видя как ще тръгне системата, когато почнем да точим топлата вода. Ако не стигат тия 90 тръби, няма да слагаме още един бойлер.
Ако пък по обяд се стопля до 60-70 градуса, ще се вземе още един бойлер, за да се вкарва топлината и в него... ще видим.
Сега малко пояснения за условията, при които работи системата.
делта Т на малкия бойлер, Т2 е 6 градуса, изключва при 2 градуса.
дТ на големия е 8 градуса и спира на 4, до колкото помня
За радиаторите ползвах различни надтройки...
Т Колектор - Т радиатор > 20 градуса , тоест 20 градуса между радиатора и панела;
Т колектор - Т голям бойлер > 15 градуса , 15 градуса, между панела и бойлера...
Но за сега се спрях на статична стойност:
Ако панела стигне 80 градуса се пуска помпата на радиаторите, докато не падне на 70.
Идеята е да не прегрея колектора.

МАлък проблем се появи в следната ситуация- Бойлерите са на 70-80 градуса, радиатора и той -60тина...
Всички помпи спират, а понеже датчика е в гилза, на края на тръбата, а не в дупката за датчик на колектора.
Получава се така, че при недобра изолация на тръбата, гилзата лесно губи топлина, при тия високи температури около 80-90.
Резултата е че в средата на колекторите температурата се повишава, а в края, при датчика изстива. Кофти...
Случи се така, че попрегря малко, температурата на колектора стигна 120, което не е нищо особено, защото я държа на 2 атмосфери, но сензорите държат, по документи, до 128 някъде.
Като пуснах помпата ръчно, водата се раздвижи, почна да минава покрай сензора и всички помпи се пуснаха, но трябва да се има впредвид този момент с недобрата изолация.
Ако бойлерите бяха студени, помпата щешше да се пусне по-рано, но... шанс. Може да сложа някакъв допълнителен темостат, между последните два панела... Някакъв контактен, на 100 градуса, да речем...
След тоя инцидент, пак пуснах помпата на радиаторите на всоката скорост...не знам, не ми остана време да видя дали на ниска скорост, може да разсейва всичката топлина. Денем всички врати са отворени, за да излиза топлината.. :mrgreen:
Интересно нещо, което забелязах е как се държи графиката, при източване на вода... май не се вижда на тия картинки, но...
При къпане, Т3 пада, доста по-рязко от Т5. Ако се къпе един човек, Т5 даже не мърда. Ак обаче тече повече топла вода, студената стига и до датчика в средата.... Те така...
Предстои смяна на тръбите до входа и изхода на колектора. Искам да са с по-голям просвет. Поне еквивалент на 3/4. Със сегашното 16мм, при 3 пуснати помпи, не ми се мисли колко се мъчат... Както казва Каналин Цолов - йолямата муфа и малката тръба.. ама наобратно :)

Та, така,

Системата работи, средно от 1ви Април (не се шегувам) тази година година- около 8 месеца и половина,
В горния пост съм сложил линк към "живите" и архива и няма смисъл да ги давам пак.
Малко да се оправдая, за мързела, че не пиша тук - ами то, който го интересува, може да види данните или да пита.
Относно данните... калибрацията на водомета, съм я правил с обикновен водомер, така че имам основание да твърдя че данните са точни, или поне +–30%
Мястото, на което се издъних, е датчика за слънчево греене.
Поне два месеца работи добре, но после го преправих, използвайки корпус за светодиодна крушка и въпреки вътрешното ми убеждение, че трябва да е УВ стабилизирана... ЦЪ! Покафеня.
Дали е заради потъмняването, или заради дефекта в платката (който може да се дължи на калпавото ми запояване на микроскопичната 6 кракова схема за повърхностен монтаж), но датчика към момента не работи.
Ако не е свързан, от някъде се взимат едни 0.6волта, които бъркат системата и сутрин трябва да бъдат преодоляни от соларната клетка, преди да се покажат позитивни показания.
Общо взето, вечер когато няма слънце има сигнал, сутрин намаля, изчезва и пак се появява кривата, показваща ХАРАКТЕРА на синтензитета на слънчевото грееене.
Казвам характера, защото стойностите не са калибрирани, но с времето свикнах че 200-300 е "Зле", 500-700 е "Бива" а над 800 е "Перфе!".
Удобно е да знаеш дали пече яко или едвам едвам. Освен това, за да проверя атмосферните условия, ми трябват само няколко КВ данни, ако погледна страницата, а алтернативата е да се свържа към камерата и да гледам дали дървото хвърля твърда сянка, което ми стапя "Бързите" мегабайти.
Намерих си една стъклена леща, с която да заменя пласмасовия купол, но се чудя дали с епоксидно лепило, или с "течен метал" да я лепя, или просто горещ силикон, ще видим.

Относно данните- към момента, от предпазителите са изключени помпите на двата вертикални бойлера и се топли само малкия ...300л бойлер.
На анимацията, може и да изглежда че помпа 5 работи, ама е спряна.
Сега, малкия бойлер се загрява до 60 (64, заради делтата) градуса и тогава се пуска радиаторната помпа.
Радиаторите са в 2 стаи, в едната е 1 радиатор ламаринен 100х60, на който е датчика. Има кран за контрол на дебита през радиатора. Паралелно на единичния радиатор излиза разклонение за другата стая, където са един 100х50 и два 1800х30см под прозоречни.
Контрола става, както казах с регулиране на дебита през малкия радиатор и целта е да се държи малката стая топла през деня.
Основния недостатък в момента е че свърших датчиците, за които има отредена графика на сайта. Избрах да следя температурата на полето от плоски панели с датчика Т4, който преди беше в радиатора.
Това поле, така и не мина по-сериозни водни изпитания и не беше ползвано това лято, но жертвах "подробния" датчик за него. Сега виждам само моментното състояние на радиатора, без история.
Сигурен съм че това е едно от най- интересните неща в цялата схема и скоро трябва да го оправя. Въпрос на размяна на 2 сигнални проводника...
Относно графиките... Украинеца ми даде Java, HTML и т.н. код, който да си сложа на личния сайт. Ако го модифицирам, може да си направя всички графики да се показват, дори да си добавя свои графики с всевъзможни интерпретации на данните, НО... моя хостинг е само 5МБ и данните, които машинката бълва към него, го пълнят за няколко седмици.
На тоя етап не виждам смисъл да си вземам платен хостинг, при положение че украинеца ми хоства данните за $5 годишно. Скоро ще сменя датчиците и ще имам графика за всички данни. лятото малкия бойлер е само резерва, така че не ми трябва да му гледам динамиката.
Другото, което трябва да направя е да пусна по един датчик за температура в стаите, ей така, за да знам колко е в стаята. Ние, сега сложихме климатик на малката, обитаема стая, защото нощем ще става студено, но поне денем, няма да се налага да се топли стаята на ток... ще видим.
Идеалния вариант би бил да вкарам двата 500л бойлера в стаята и да ги ползвам като акумулатор, ама нейсе
Като застудее, трябва да вкарам антифриз, но от някъде губя налягане.
Мисля да уплътня връзките с термоустойчив силикон. Подозирам холенровите съединения на металната гофрирана тръба. Ще ги намажа да се запечатат, и без това са дублирани от нормални холендри.

Общото впечатление до сега е добро. В режима, в който я ползваме в момента се отплаща дори и извън туристическия сезон. Тия 8.33, до момента мегвата, съм длъжен да спомена че част от тях са отишли миналата пролет на халос и не могат да се причислят като "възвращаемост", но за тази пролет, ще кача един радиатор на покрива и ще го движа от радиаторната помпа, при нужда от разтоварване на системата.

Забравих да кажа за UPSа. Сложих някакъв Paco, преработен уж за пълна синусоида, но малко ме съмнява... щото при работа на батерия, поне една от помпите бръмчи гадно... Акумулатора е 60Аh, и само веднъж сам го разреждал, не напълно и то. Сигурен съм че може да изкара поне един ден, с 2-3 работещи помпи.

Сега, малко за бъдещото развитие на проекта.
Украинеца е изкарал поне 3-4 нови версии на контролера, но аз се въздържам от обновяване защото:
Следващите версии имат контрол по WiFi, което не ме устройва, все още.
За сега си работи идеално, не виждам смисъл да променям нищо.
Нямам работещ лаптоп, да кача при контролера

Като направя отделна мрежа за гости, ще update-на.
В новата версия печеля споменатия WiFi, възможност за използване на терморезистор, който издържа на доста по-висока температура. Аз обаче искам, имам нужда от два... ама...
Има вградена опция за рециркулация. не че не може да се нагласи някое от правилата, но е по-добре да го има в менюто.
Относно бъдещото развити е на контролера, аз ще продължавам да си настоявам за повече входове ако може поне 2 за терморезистор, за двете колекторни полета.
Искам също и връзка на кабел към интернет... ще видим дали ще ме огрее.
...Ами това е, за сега. Ако някой му е интересно да пита. Като/Ако мога- отговарям.