Контролер для теплового насоса (той що народний)

[yur43]

При виготовленні нового ТН, або ремонті існуючого, постає питання - чим то все має керуватися. Є велика кількість систем управління, з віддаленим доступом і без, але таких можливостей конфігурації і налаштувань відкритих користувачу я не побачив ніде. І тут на очі попався "Народний контролер", який можна запрограмувати до будь-яких датчиків, будь-яких компресорів і нарощувати систему безкінечно.

Проект відкритий, доробляти може кожний бажаючий

github.com/vad7/ControlHeatPump

Перед цим вибором мене поставив факт виходу з ладу контролера китайського ТН, який я на свою голову купив рік тому. Контролер перестав бачити вхід всього одного датчика, але обманути його і використовувати ТН за призначенням вже неможливо. Китаяся допомогти нічим не зміг, наостанок я вибив з нього трохи грошей і нікому не раджу повторювати мій шлях.

Наявні в моєму ТН датчики трохи застарілі за конструкцією, але я знайшов спосіб їх майже всі задіяти в "народному контролері(НК)". Як результат - все крутиться тихіше ніж з заводу, регулюється плавно. 

Тему створив для обговорення можливостей і подальших доробок і модифікацій НК.

Змінено 16 жовтня 2023 користувачем yur43

[yur43]

Старі датчики протока контактного типу я використав наступним чином:

Замість трьохходового крану з електроприводом (для ГВС) точно по розмірам став витратомір на 3/4" з датчиком Холла. Він підключився до відповідного входу витратоміра СО-система опалення. А його вихід через наявні датчики протока підключив ще і до входу витратоміра геоконтура. При увімкненні ЦН СО новий витратомір подає імпульси, а при наявності протоку геоконтура через замкнуті геркони датчиків протоку ці імпульси приходять ще і на вход витратоміра ГЕО, якого по факту немає.

Тепер контролер правильно рахує теплопродуктивність і контролює протік в геоконтурі.

Аналогові термодатчики TNC замінив на DS18B20, 4шт по воді і гліколю, один на подачі компресора. Ще три датчики встромив в канали ПВУ, один бачить температуру в будинку, другий - вулиця, третій просто для контролю роботи рекуператора. Вентиляція працює постійно, інформація про температуру досить достовірна.

Контролер має можливість об'єднати кілька датчиків (наприклад в кімнатах) в середню або температуру по мінімальним значенням. Але цей момент я ще не освоїв. 

Змінено 16 жовтня 2023 користувачем yur43

[yur43]

При невеликій потужності контролер може COP і 10 показати, перераховую по фактичному споживанню - виходить 5,5-6.

Що і так добре для капілярної системи.

[yur43]

Мій компресор може крутитися від 10Гц, але система з капіляром вважається найпростішою і при низьких частотах обертів непродуктивна. Через це обмежив оберти знизу на 20Гц. При цьому COP трохи більше 3,5 продуктивність близько 0,8 кВт.

В перспективі встановлю ЕРВ і датчик тиску нагнітання, тоді система зможе точніше підлаштовуватись під оберти.

Потреба в теплі зараз невелика, через це ТН тактує на мінімальній потужності. До речі, встановлений гістерезис "0", контролер має програмовані паузи при такій роботі.

[yur43]

Єслі хтото думає шо бить котєльщіком лєгко, то он ошибається

ТН почав збоїти, після третього збоя перестав вмикатися. Помилка - низький протік СО. Насос увімкнутий на всю, поплавки колектора пола втоплені, а протока мало. Розбираю новий датчик протока і бачу всередині болото з магнітної стружки дуже дрібної. Прочистив, зібрав, проток став такий як треба. На латунний фільтр СО приліпив магніт, може він буде збирати стружку. 

Змінив регулювання обох ЦН на середину, дельти обох контурів при моїх запитах не перевищують 3 градуси. 

Цілий день витратив на розуміння логіки керування контролера. Зрозумів що логіки там не вистачає, в прошивці тільки один алгоритм керування - PID по зворотці СО. Але дуже гнучкий і точний алгоритм, з погодним керуванням.

На графіку зправа внизу споживання тільки компресором, два насоси беруть ще 75 Вт в сумі.

Змінено 19 жовтня 2023 користувачем yur43

[volomoto]

4 години тому, yur43 сказав:

ТН почав збоїти, після третього збоя перестав вмикатися. Помилка - низький протік СО. Насос увімкнутий на всю, поплавки колектора пола втоплені, а протока мало. Розбираю новий датчик протока і бачу всередині болото з магнітної стружки дуже дрібної. Прочистив, зібрав, проток став такий як треба. На латунний фільтр СО приліпив магніт, може він буде збирати стружку. 

От тому жоден нормальний виробник ТН не ставить ото гімно з датчиком Хола, а використовує ультразвуковий сенсор потоку. Ціна, звичайно, в 5 разів вища, але виклик кожного місяця сервісанта по гарантії обходиться в 100 разів більше.

[RomanMP]

Поділіться будь ласка з нами моделями цих чудо датчиків. 

Змінено 19 жовтня 2023 користувачем RomanMP

[yur43]

1 година тому, RomanMP сказав:

Поділіться будь ласка з нами моделями цих чудо датчиків. 

Привіт! Да!

Відкрив для себе дві цікаві речі в контролері.

1. Для об'єктивної оцінки температури в приміщенні і в подальшому для керування, система дозволяє об'єднувати датчики температури в групи по середньоарифметичному або мінімальному обчисленню. Я для себе звів в купу подачу і зворотку по СО і по повітрю, обчислення середньоарифметичне. Результат співпадає з температурою повітря на градуснику.

2. Система дозволяє мати кілька профілів налаштувань (10шт), можна копіювати дані, вигружати-загружати, проводити досліди. Це зручно.

Змінено 19 жовтня 2023 користувачем yur43

[blacktigra]

2 часа назад, RomanMP сказал:

Поділіться будь ласка з нами моделями цих чудо датчиків. 

Якщо питання про датчик витрати, то ось цей наприклад:

www.hubacontrol.com/en/products/vortex-flow-sensor/vortex-flow-sensor-210

Або цей:

www.sika.net/en/series/vortex-flow-sensors-with-quickfasten-connection-plastic-version-vvx20-quickfasten/

Ціна правда трохи може засмутити, і не певен що вільно в роздріб продаються.

[volomoto]

16 годин тому, RomanMP сказав:

Поділіться будь ласка з нами моделями цих чудо датчиків. 

Погугліть "ультразвуковий лічильник тепла" або "ультразвуковий лічильник води" і будете розуміти про що йде мова. Правда ті, що стояють в ТН переважно не мають окремого дисплею, а тільки цифровий інверфейс для плати керування і малоймовірно, що ви їх купите в роздріб, бо це робиться під конкретні вимоги.

[yur43]

Спробував розрахувати параметри PID для моєї системи опалення.

Збільшенням коефіцієнта пропорційності (0,53) ввів систему в незатухаючий коливальний процес. Період коливань склав 54 хвилини = 3240 секунд.

Встановив Kp=0,53*0,6=0,32

Ki=2*Kp/Tu=2*0.32/3240=0

Kd=Kp*Tu/8=129 -- 32 (максимум параметру)

Постійна інтегрування поставив 90с.

Я так розумію, PID в мене не вийде через високу інерцію системи? Будинок-термос стоїть на бетонній плиті товщиною 200мм. Температура змінюється дуже плавно. Чи я неправильно порахував параметри?

Графік з коливанням - Kp=0.53

we.easyelectronics.ru/Theory/prostoy-metod-nastroyki-pid-regulyatora.html

Змінено 23 жовтня 2023 користувачем yur43

[Enot123h]

Вважаю, що параметри помилкові, Налаштування ПІД це навіть окрема тема АСУ. Погугліть статті по ПІД є декілька методік підбору коєфіціентів. При правильному підборі коливання повинні затухати. Приклав файл, там більше по теорії АСУ для ракет та ядерних реакторів але є великий перелік використаної літератури там можно більше наближених до практики книг знайти

61739_f8d4cebc0170e4d85526e9013285da11.djvu

Змінено 23 жовтня 2023 користувачем Enot123h

[yur43]

файл не відкривається.

Маю сумнів що діапазон параметрів PID в контролері розрахований на таку інерційну систему. Адже вхідними параметрами являються запит температури і зворотня температура СО. А з масою бетона близько 48т відгук, тобто зміна температури обратки, прийде через годину аж. 

А у випадку радіаторного опалення відгук приходить мабуть в лічені хвилини, і не сота доля градуса.

[Enot123h]

На линухе из коробки, на винде надо windjview.sourceforge.io/ поставить

Пидары даже в техническую литературу пропаганду включили:

Цитата

Насколько потрясающим было это достижение, подтверждает тот факт, что в США безъядерное поражение баллистической ракеты осуществили только 23 года спустя.

 

Змінено 23 жовтня 2023 користувачем Enot123h

[volomoto]

16 годин тому, yur43 сказав:

Графік з коливанням - Kp=0.53

Але ж це коливання частоти компресора, а не температури. Нема ніякої різниці як там крутиться компресор, якщо в хаті витримується виставлена температура.

[yur43]

1 годину тому, volomoto сказав:

Але ж це коливання частоти компресора, а не температури. Нема ніякої різниці як там крутиться компресор, якщо в хаті витримується виставлена температура.

я думав, виходом PID стає частота компресора?

Бо інші параметри там взагалі майже не міняються.

[blacktigra]

А оця лінія це зовнішня температура?

[volomoto]

44 хвилини тому, yur43 сказав:

я думав, виходом PID стає частота компресора?

Я не знаю, що таке вихід PID, але зазвичай в цьому типі котролю беруть участь такі змінні:

Set Point (SP) 

Processed Value (PV)

Control Value (CV)

SP у вашому випадку — це бажана температура на термостаті. PV – це фактична заміряна температура, а CV – це частота компресора.

Якщо оцінювати якість роботи PID, то треба дивитись на коливання PV, а ви дивитесь на CV. Ви керуєте компресором, але міряєте температуру, тому дивитись в першу чергу треба на коливання температури, а не частоти компресора. Ну і PID треба тестувати на "сходинці", а не в реальних умовах, бо то, що вам здається коливанням, може бути спровокована зовнішнім впливом. Тобто у вас умови міняються, а ви очікуєте роботи як в статичному стані.

А загалом коливання в межах 3 Гц з частотою в майже годину, коли температура весь час тримається на заданому рівні — це ідеальна робота алгоритму котролю і ви просто придумуєте собі проблему.

[yur43]

47 хвилин тому, blacktigra сказав:

А оця лінія це зовнішня температура?

синя лінія - вулиця

[blacktigra]

4 минуты назад, yur43 сказал:

синя лінія - вулиця

Цікаво що вона в деякі проміжки часу співпадає зі зміною частоти компресора.

А яка максимально можлива роздільна здатність на графіку? Як часто оновлюються дані? Бо оця пила компресора мені трохи незрозуміла.

[yur43]

47 хвилин тому, blacktigra сказав:

Цікаво що вона в деякі проміжки часу співпадає зі зміною частоти компресора.

А яка максимально можлива роздільна здатність на графіку? Як часто оновлюються дані? Бо оця пила компресора мені трохи незрозуміла.

дані записуються раз на 60 сек, в налаштуваннях можна поставити будь-який час оновлення. Датчики температури обробляються з точністю 2 після коми, тобто соті долі градуса, але в налаштуваннях доступні тільки десяті долі.

Ота пилка частоти компресора, вона в межах десятих долях Гц, на вухо взагалі не чути зміни. Але на стрибках, коли зміна 2 Гц (теж налаштовується), - чути, якщо прислухатися.

Змінено 24 жовтня 2023 користувачем yur43

[blacktigra]

28 минут назад, yur43 сказал:

Ота пилка частоти компресора, вона в межах десятих долях Гц, на вухо взагалі не чути зміни. Але на стрибках, коли зміна 2 Гц (теж налаштовується), - чути, якщо прислухатися.

Так, я потім по графіку побачив що там шкала в 0,3 Гц.

А покажіть будь ласка за більший проміжок часу як частота змінюється. За добу наприклад.

[volomoto]

1 година тому, blacktigra сказав:

Бо оця пила компресора мені трохи незрозуміла.

Дуже схоже на похибку вимірювання, точніше фільтрації сирих даних з тахометра.  

Змінено 24 жовтня 2023 користувачем volomoto

[yur43]

11 хвилин тому, blacktigra сказав:

А покажіть будь ласка за більший проміжок часу як частота змінюється. За добу наприклад.

так йому на добу і роботи немає, тепло ще

Змінено 24 жовтня 2023 користувачем yur43

[blacktigra]

Цікаво...

Положення ЕРВ протягом всього часу не змінюється. І як відбувається повернення мастила, і чи відбувається воно взагалі.

А датчиків тиску в фреоновому контурі нема, я вірно розумію?