slava68

Как я начал делать управление и контроль для системы солнечного отопления дома и бассейна :-)
Для тех, кто интересовался моим проектом :
1. сенсоры DS18b20 в капсуле из нержавейки на Ehernet кабеле в полиэтиленовой оболочке, герметизированы термоусадочной трубкой с клеем - пролежали в горячей и холодной воде минимум 4 года, на вид всё нормально, подключились, заработали. (про эти сенсоры https://slava68.dreamwidth.org/3177339.html )
Пластиковые клипсы от стены отвалились, труба лежит на дне, так даже лучше для циркуляции воды в теплоаккумуляторе.

2. Система очень хорошо помогает с отоплением дома зимой, снижает счета за электричество. Надо будет установить два электрических крана для отключения теплоаккумулятора зимой, когда он уже холодный. Лишнего тепла зимой не остаётся. Если бы была возможность, то я бы добавил ещё 2 панели по 30 трубок на крышу, но .... там уже нет места :-((
3. Надо будет предусмотреть "зимний режим", чтобы случайно не разморозить панели. Вся система у меня на воде. Все 4 года циркуляционный насос не выключался. 22 Ватта в час это ... 193 киловатта в год = 38 лев (20 евро) в год.
Сегодня уже запрограммировал отключать насос за 2 часа до захода солнца и включать насос через полчаса после восхода солнца. Позже сделаю по температуре, в панелях тоже устанавливал сенсоры 4 года назад, но сегодня пока ещё не подключил. (про эти сенсоры https://slava68.dreamwidth.org/3168343.html ) Нечего гонять насос когда пасмурно. Циркуляция ночью ещё и охлаждает теплоаккумулятор.

4. от первоначальных задумок построить систему на Ардуино и на подобных контроллерах отказался в пользу Shelly, потому что удобный мобильный клиент на всех языках. Очень богатый функционал настроек и сценариев. Я сейчас несколько домов делаю на устройствах этой системы.

Надо было, конечно, подождать до рассвета, чтобы всё ровнее остыло, но и в 00:41 результаты оказались достаточно интересными.


крыша ещё не остыла, тёплый воздух выходит из под черепицы


вакуумные тепловые трубки холодные и в них отражается небо


температура неба в момент проведения измерений. Интересно, что днём температура безоблачного неба была -17 градусов Цельсия.


Сейчас в системе постоянно циркулирует теплоноситель, конечно, надо будет сделать отключение насоса, когда нет солнца. Температура воды в теплоаккумуляторе точно не ниже 50 градусов Цельсия. На фото видно предохранительный клапан в верхней точке системы, он без теплоизоляции и у него "внутри" 49.2 градуса.


Почти все трубы поверх теплоизоляции покрыты толстой алюминиевой лентой, на картинке с тепловизора она отражает небо и поэтому кажется холодной, но на самом деле она ГОРЯЧАЯ, это чувствуется рукой. Как я и писал пару лет назад, РУССКИЙ теплоизолятор K-FLEX ОКАЗАЛСЯ ГАВНОЙ. К сожалению, другого варианта нет, я просто намотаю ещё один слой. (мне надо будет переделать эту трубу).


Это медная, хорошо окисленная почерневшая труба, измерения на ней достаточно точны +51. На предыдущей группе картинок видно, что температура на поверхности теплоизолятора +46 градусов. Температура на улице +19.


Теплопотери от самих коллекторов солнечных коллекторов - очень небольшие, это приятный сюрприз.


Надо делать теплоизоляцию лучше ! Намотать фольгу поверх теплоизолятора - помогает от разрушения солнцем, осадками, птицами, на тепловизоре выглядит очень хорошо, но если теплоизоляция плохая, то фольга только увеличивает теплопотери.


Ну и на последок чердак :-) В одну сторону видно в дальнем конце чердака трубы от солнечного коллектора, они в теплоизоляции, но она "не очень". Буду утеплять дополнительно.

Я давно ничего не писал про мою солнечную систему отопления. Наверняка вам интересно.
Краткое содержание прошедшего года:

Осенью оказалось, что теплоизоляция стенок теплоаккумулятора очень слабая, а сверху её практически нет. (хотя она есть - я подшивал потолок утеплителем 100мм XPS и сверху его покрыли полимерной гидроизоляцией). Бетонная плита стала нагреваться меньше, но бетонные стенки теплоаккумулятора отлично передавали тепло к верхней плите и далее атмосфере (может быть поэтому и не было снега в нашем районе прошедшей зимой).
Осенью https://slava68.dreamwidth.org/3355517.html я решил положить утеплитель 100мм XPS на поверхность воды. Для этого пришлось слить горячую воду (чтобы не свариться самому) расположить на поверхности воды утеплитель и .... в зиму мы снова ушли с холодным теплоаккумулятором. Он поработал полтора дня в ноябре, пока температура воды не снизилась с 37 градусов до комнатной.

Зима. Солнечных дней было очень мало, продолжительность солнечного дня маленькая. Иногда по 3 недели в месяце - пасмурно. Но если выходило солнце, то это хорошо помогало отопительному кондиционеру. В течении дня кондиционер мог даже не включаться. Температура в комнате была 21-22 градуса днём и немного после захода солнца.

Реально ощутимое "отопление" началось 1 марта :-))) и вчера я даже предпринял попытку отключить отопление, направить энергию для подогрева воды к открытию купального сезона в бассейне, но .... что-то пошло не так.
Я вчера случайно отключил насос циркуляции солнечных коллекторов ... разорвало трубу на чердаке. Там было как в парной. То, чего я опасался все два года, после монтажа коллекторов на крыше - отключения электричества - я устроил самостоятельно :-(((
Сегодня, после захода солнца буду лечить систему. Сейчас там 200 градусов. Хорошо, что трубу порвало в легкодоступном месте, там есть такие соединения, до которых не добраться. Когда я монтировал систему, то думал, что это "навсегда".

UPD:

По результатам разбора полётов я полагаю, дело было так:
Весна у нас началась 1 марта. Как будто переключили тумблер "зима-лето" в положение "ЛЕТО". На улице днём до +25 в тени, ночью +12.

В доме все окна и двери нараспашку, устали мы уже от закрытых помещений зимой. Пол нагревается и всё тепло уходит на улицу через открытые окна, я решил отключить часть пола. 6 марта отключил два контура из четырёх. 8 марта решил полностью отключить все термоголовки и насос циркуляции воды в трубках тёплого пола. Кладовка захламлена и просто так насос циркуляции в солнечных коллекторах не бросается в глаза. Я не заметил, что он тоже выключился. Думаю, хоть тепло и бесплатное, но пусть теперь нагревается теплоаккумулятор, а когда через недельку я наполню бассейн, то сразу его туда и вылью.
Вчера был очень солнечный день, теплоаккумулятор "грелся", как я полагал (ошибочно).
Сегодня после обеда я решил попробовать температуру воды в теплоаккумуляторе и ... он холодный.
Посмотрев на манометр, я увидел, что давление 0.5 бар, вместо 1.8
Заметив выключенный циркуляционный насос, я понял, что произошло. Два солнечных дня я выпаривал воду на крыше.
И вот далее я совершил роковую ошибку .... я решил добавить воды в систему.
Сначала давление начало расти, а через некоторое время рост прекратился и даже начало падать. Я стал искать место протечки. Залез на чердак, а там .... парная.

Панели были разогреты до 200 градусов, а я стал заливать в них воду, вода начала закипать и пар пошёл дальше через горячие панели к трубке для выхода горячей воды. Перегретый пар нагрел полиэтиленовую трубу и её выдавило из фитинга.

Я думаю, что если бы я заливал воду после захода солнца, то ничего страшного не произошло бы.

Нет точного понимания, когда трубу разорвало, но я на 99% уверен, что "выпаривание" прошло без повреждений системы. Водяной пар постепенно удалялся через воздухоотводчик, пока уровень воды не стал ниже уровня нагревателей.
У меня там есть ещё один "проблемный" участок. Для экономии гофрированной трубы я сделал соединение между двумя группами панелей тоже пластиковой трубой :-((( Интересно, почему её не разорвало.


Починил. Длины трубы хватит ещё на один такой случай :-)



UPD 2: Сегодня все системы работают нормально. Я вот всё думаю, почему только в одном месте сорвало трубу, ведь есть ещё три соединения гофрированной трубы и металлопластиковой трубы ? Вероятно, разогретая паром труба "выползла" из разъёма под воздействием гравитации. Допустим, первый разъём охладился водой, прежде, чем вода попала в нагреватель-испаритель, там короткий участок трубы жёстко закреплён. В двух других местах соединений участок трубы лежит на горизонтальной поверхности, там температура была пониже и только в последнем месте три метра горизонтальной трубы "висят" на разъёме и там был самый горячий водяной пар. Вероятно, он просто под собственным весом "вытянулся". Надо будет его закрепить, для снижения вероятности повторения инцидента.

Вода в бассейне +20 градусов. Сегодня, в перерывах между работами в подземном теплоаккумуляторе, прыгал в бассейн, чтобы не получить "тепловой удар" от горячей воды :-) Перед началом работы я добавил холодной воды и перемешал насосом воду в теплоаккумуляторе, но всё равно было примерно +39-40 градусов.



Уложил на поверхности воды в теплоаккумуляторе 10 листов XPS (такой твёрдый водостойкий пенопласт, используется для утепления фундаментов зданий).
Были очень сильные теплопотери через поверхность воды. Сейчас, надеюсь, я их устранил.
( Read more... )

UPD: Сегодня вечером, впервые, металлическая крышка теплоаккумулятора ХОЛОДНАЯ. Значит сработало :-)

К утру (10 часов) вода остыла до +21 градуса. День сегодня был безоблачный. К 17 часам вся вода в системе бассейна нагрелась до +24. (на 3 градуса, 50м3)

для нагрева такого объёма воды требуется 174.46 кВт·ч (0.15 Гкал) Нагревом стенок и земли придётся пренебречь, так как даже не представляю их теплоёмкость и теплопроводность. Однозначно ясно, требуется не менее 174.46 кВт·ч , а даже несколько больше.

Есть интересный сайт-калькулятор для быстрого расчёта нагрева воды: http://nagrev24.ru/voda/

Если принять, что солнечный день для бассейна был 8 часов - в 10 я открыл покрывало и измерил температуру воды, а в 17 часов я уже плавал в бассейне при +24 градусах, то получится, что мощность моего нагревателя - 22 кВт:

Сюда входит 180 трубок солнечного коллектора на крыше дома и плюс нагрев воды непосредственно солнцем.
--------------------------------------
В большом общем бассейне температура воды +24 была в прошлом году с середины июня, а начинали робко купаться в июне при температуре воды +21.
--------------------------------------

(Кстати, сегодня в 13-14 часов температура воздуха на побережье была +30 в тени)

Раньше было такое



Сейчас такое


Если быть точнее, то FRAM является сегнетоэлектрической памятью и нечувствительна к воздействию магнитного поля, поскольку не содержит ферромагнитных материалов (железа).

Крутая штучка пришла из Китая. Теперь пора начинать писать софт для своего суперкомпьютера управления Солнечной системой ... (отопления)

https://geektimes.ru/post/270802/ "Технология FRAM"

Из "квадратной шины" I2C в "однопроводную" 1-Wire и обратно.

Aliexpress, eBay и TaoBao учат нашего человека долгосрочному планированию и терпению.

Заказал ds2482-800 с китайского сайта https://ru.aliexpress.com/item/2-ds2482-800-ds2482-SOP16-IC/32835076970.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.ljRQ10 по 7.85 евро за пару. Дороговато для большого тиража, но на попробовать годится.
Дело в том, что в одном своём проекте я так неудачно построил сеть 1-Wire, что работает она только с подтягивающим резистором не более 1кОм, а лучше даже 800 Ом.
Решил сделать три или четыре самостоятельных "каналов", которые буду переключать и отдельно обрабатывать каждый сегмент сети.
Эта микросхемка очень прикольная штука, ей отправляешь команды по шине I2C и далее она сама оперирует с шиной 1-Wire, не грузит центральный процессор "ненужными таймингами". В необходимый момент обратился к ней и просто считал десяток байт по скоростному интерфейсу.
Проблема только в том, что практически никто из "ардуинщиков" такую штуку не использует. Нашёл две библиотеки: одна совсем сложная и непонятная, вторая с ошибками и с минимальным описанием. Наверное, автор задумал такой "входной тест" - если не разобрался - то и нечего тебе тут делать :-)) Но зачем так нелогично писать простейшую библиотеку ?

Я несколько часов "изобретал велосипед" в обычном режиме, никакой реакции, потом с осциллографом - вижу, пошёл сигнал в "однопроводную" шину. Обложился даташитами на все устройства. Вроде пошло дело, но без даташитов даже невозможно было бы что-то сделать. Команды для конечных устройств надо отправлять в шину I2C в той последовательности, как устройства на шине 1-Wire ожидают их принять.
Нашёл ошибки в библиотеке, исправил. Добился RAW данных из одного устройства в другое.
.... Думаю, дай-ка попробую расшифровать эти RAW данные с помощью стандартного скетча "1-Wire термометр DS18x20" - открыл - и тут мне стало понятно, зачем библиотека написана так нелогично .... её можно просто подставить вместо библиотеки "1-Wire.h" и даже практически не переделывать скетч. Все методы и команды одинаковы. Программа микроконтроллера даже не поймёт, что она теперь работает не напрямую с устройством 1-Wire, а через микросхему "посредника" и на другой шине....

Ну вот, блин, ну неужели нельзя было это указать в описании библиотеки ???
Что теперь делать с теми знаниями, которые я зря загрузил в свой мозг ?

:-( моя схема подключения сенсоров DS18x20 объединяет в себе все неудачные способы из даташита по организации сети 1-Wire.

и "звезда" и "коса" и "ответвления более 3 метров" и 7 сенсоров прямо возле контроллера.

Уменьшил резистор, подтягивающий вывод данных к +5 вольт с 4.7к (рекомендуемый) до 1к. Заработало.
Три часа изучал осциллографом все способы коммутации - ничего утешающего. Слишком большая ёмкость шины, и если можно ещё поставить транзистор на выход микроконтроллера, то каждый сенсор тоже должен просаживать весь этот нежелательный конденсатор....
На будущее, надо будет делать драйвер шины с I2C на 8 штук 1-Wire. Разделю сеть на 8 сегментов.



ds2482-800 пока не знаю, где купить в Бургасе.

пару лет назад делал "термостат" с "вечными реле". Изобретал там работу с сенсором 1-Wire без использования библиотеки.

Пришло время использовать часть кода оттуда. Два дня искал в "авгиевых конюшнях" своего копмутера - нашёл, решил выложить в более доступное место:
https://pastebin.com/JWKYHWwX
Не помню, выкладывал ли фотки того "космического корабля", который я напаял для управления и контроля системы. Повторюсь, на всякий случай:

Не стал делать на макетной плате "на пиздюльках", придётся работать с ним в полевых условиях, а там "изучать науку о контактах" не хватит времени и нервов.

Из свободных "концов" осталось только I2C. Пипец какой-то :-)))
Но это пока только прототип, когда отлажу прошивку, закажу плату в Китае и наверняка сделаю расширитель портов 3х8. Для управления релюшками использовать прямое подключение к порту - кощунство :-)))
Для "проводной" сети пока нет доступных выводов, будет радиоканал.
С загрузчиком и автоматическим обновлением прошивки ( https://github.com/ClusterM/clunet ) пока не смог разобраться :-( мне кажется, необходим ещё шлюз от компьютера до сети, а его нет в описании. Может быть потом, зимой, изобрету велосипед.

На I2C сейчас повешу энергонезависимую память (24с512) и RTC (DS1307).

и да, можно было использовать MEGA (2560), но мне доставляет удовольствие оптимизировать под минимальную конфигурацию кристалла, можно сказать, даже "с особым цинизмом" :-)))

Фотки старые ( Read more... )

12:55

сенсор 034
35.75
01А
44.81
043
41.81
047
29.37
03А
45.19
0Е5
32.63

вода внизу
22.81
вода вверху
33.38
вода в бассейне
13.94

вход теплообменника
43.94
выход
29.50
вода в середине
26.94

Для определения средней температуры резервуара теплоаккумулятора решил устроить там принудительную циркуляцию, так как непонятна толщина каждого слоя с различной температурой. Верхний горячий, по ощущениям руки, всего 5-7 сантиметров.
( Read more... )