РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС Всем привет! Построил небольшой каменный дом, отопление только водяным тёплым полом (есть только один радиатор под окнами "второго света", там потолок 4.5 метра и тёплого пола не хватает). Много бетона, наружный контур утепления (пол 100мм, стены 150мм, крыша 150-170мм), дом очень инерционный с точки зрения отопления. Делал много теплотехнических расчетов - теплорасчеты, гидравлику, экономическую целесообразность доп. утепления. Живем в нём уже 4-ю зиму. Моё управление отоплением сводится к вращению термоголовки с выносным капиллярным датчиком на трехходовом термостатическом клапане. Ставлю по погоде и собственным ощущениям температуру подачи в тёплый пол. Недостатки ручного управления - при резкой смене погоды дома может стать чуть жарко или чуть прохладно. Разница в 0.5°С для меня уже некомфортна. Давно хотел сделать контроллер, который учитывал бы все мои пожелания. Программирую всю жизнь, поэтому мне интересно именно сделать своё, а не купить готовое. Дополнительным бонусом надеюсь получить небольшую экономию в оттепели. Ведь когда дома становилось жарко и чаще открывались окна (при ручном управлении) - автоматика поможет сэкономить. Чуть не забыл - источник отопления угольный котёл полуавтомат (раз в неделю загружаю до полного бункер ~200кг и свободен). Я начал с того, что вместо жидкостной термоголовки купил электротермический сервопривод. Это такая хреновина, которая накручивается на клапан и умеет нажимать на шток клапана. Делает это она крайне неторопливо, потому что внутри нет никаких электромоторов. А есть только рабочее тело (то ли парафин, то ли толуол, хз) и нагревательная спираль. Когда я подаю на выводы сервопривода 220В, то спираль (1Вт) нагревается и постепенно нагревает рабочее тело. Через 1-2 минуты рабочее тело расширяется настолько, что давит на шток клапана. Когда я отключаю подачу электроэнергии - рабочее тело так же неторопливо возвращается в исходное состояние. Сварганил на коленке сборку - ардуино Uno, один термодатчик ds18b20 и блок твердотельных реле (чтобы управлять подачей питания на сервопривод). Цель № 1 - научить контроллер управлять сервоприводом и полностью заменить ручное управление "руками" на управление через инет. В результате долго мучался с управлением этим тормозным сервоприводом, но всё таки сделал приемлемый ШИМ-алгоритм (подробнее почитать можно в этой теме) Цель № 1 достигнута. В облачной БД изменяю требуемую температуру подачи - и контроллер выполняет мои указания. После этого я решил изучить влияние перемен температуры на дом и добавил еще несколько термодатчиков - четыре в доме и один на улице. Примерно неделю наблюдал за графиками температур, понял, что дом на изменения уличной температуры реагирует достаточно быстро, но очень незначительно. Например, скачок t°улицы в 10°С вызовет изменение t°дома всего на 0.5°. На улице начало марта, поэтому отопление на минимуме. Какой-то зависимости t°дома от t°подачи воды я не нашел, очень часто меняется погода. Днем солнце, ночью подмораживает, то ветер, то штиль. Для начала я решил сделать управление по теплопотерям дома (по уличной t°) с добавлением ПИД-регулирования по комнатной температуре. У меня есть теплорасчет - сколько теплоэнергии нужно при какой t°улицы. Есть график отопления - какую t°воды нужно подавать в пол при какой t°улицы. Вывел коэффициенты и составил алгоритм "как из t°улицы и t°дом получить t°воды" И к этому алгоритму добавил П-регулирование (невязка=t°целевая_дом-t°дом, Kp=5 для начала) Что такое t° дома? Решил взять среднее арифметическое показаний с двух датчиков за последний час (чтобы всякие проветривания и прочие помехи как-то нивелировать). Еще надоело следить за показаниями датчиков через phpMyAdmin - написал на PHP скрипт рисования графиков (очень удобная js-библиотека ChartNew). Вот, например, сутки наблюдений. Синий график - t°улицы (шкала температур справа) Коричневый - t°дома. Оранжевый - результат работы алгоритма, t°воды_желаемая. Красный - t°воды_фактическая (мой ШИМ-алгоритм держит температуру с точностью примерно +/- 0.5°, провал на графике в 15:30 - снимал контроллер для перенастройки). Вот еще сутки - t° дома стабильна, но так и не достигает уставки примерно на 0.5°. Пробовал увеличивать Kp до 7 - не помогает. Налицо проблема нехватки И-регулирования. Прямо как в статье Поэтому я решил добавить И-регулирование с Ki=0.2 (частота у меня небольшая, раз в 5 минут). Наблюдаю уже сутки - неплохие результаты! t°дома сразу выросла до целевой и особо не отклоняется (только вверх на 0.2°). Продолжаю наблюдать. Спад в 22:00-23:00 это проветривание. Посмотрим, как будет вести себя система. Конечно, сильных морозов уже не ожидается. Но скачки в 10-15° за сутки будут почти каждый день. Интересно, как поведет себя система. Всем бобра!
Наблюдал четыре дня. На улице постоянно скачет температура (фиолетовый график, было от -15°С до +4°С). День был очень сильный ветер - дом конкретно выстужало. А по графику дома (черный) более менее стабильно, отклонение от -0.4° до +0.7°. Попробую увеличить Ki до 0.5 (с ограничением -10 > istate < +10).
Если много бетона в теплом полу, то дом очень инерционен и его бессмысленно регулировать в реальном времени, ибо инерция на 1 градус воздуха может доходить до 8 часов прогрева стяжки. Если хотите экономить, нужно делать прогнозируемое заранее отопление. Например, ночью будет минус 10, а днем ноль, значит, за неск часов до ночи греем пол, греем всю ночь, но выключаем нагрев за неск часов до потепления. Тогда инерция сделает свое дело.
У меня 180 мм бетона (в детской и прихожей 100 мм). Крыша - бетонные ребристые плиты. Стены - тоже каменные (блоки КББ). На 1 градус - не спорю. Но у меня гораздо более точные термодатчики и возможность достаточно точно задавать t° подачи. Поэтому алгоритм попытается уловить малый спад комнатной t° (на десятые доли градуса) и скомпенсировать его подъемом t° подачи. Будет наращивать этот подъем через интегральную составляющую, пока не повысится комнатная t°. Вы ловко прочитали мою мысль на перспективу. Если в реальном времени управлять не получится, то я хотел контроллером читать прогноз погоды, делать поправку на точность (у меня ведь будет архив уличной температуры и всех прогнозов за последнее время) и таким образом получать температуру улицы "из будущего". Чтобы контроллер реагировал так, как вы написали. Но для начала хочу лучше понять реальную реакцию дома, понаблюдать за графиками.
У меня на базе 100 квадратов ТП грелись от встроенного в котле режима ПЗА, температуру держали стабильно. В доме первым этажом рулил блок ПЗА от Кромшрёдер, тоже стабильно держал установленную температуру
@Vzik, в ПЗА есть кривые отопительные кривые как для ТП, так и для радиаторов с учетом характеристик дома
Я их и использую, об этом и пишу что есть готовые решения и ничего выдумывать не надо, ведь отопление это основная система создающая комфорт.
Не сомневаюсь, что есть готовые решения. Но, как я написал в самом начале: Поделитесь температурными графиками? Как-то наблюдали за температурой? Или просто иногда по комнатному термометру?
Пропустил эту главную мысль У меня стоят датчики температуры на этажах, и я их наблюдаю через контроллер "умного дома" Вот когда погода стабильная без солнца: А вот в течении суток температура на улице делала скачки от -2 до -10 пару раз за сутки, но было пасмурно: Сейчас температурой подачи управляет ПЗА теплового насоса, можно и его статистику посмотреть, например вчера температура на улице скакала от -18 до +4, и весеннее солнце приносит свое тепло через окна и тогда может быть перегрев помещения на градус-два:
@PavelTLT, Мне кажется прогнозирование погоды, в связке с теплоинерционным ТП и желанием поддержания окружающей температуры с точностью 0.5°С (из первого поста) нерешаемая задача без внесения элементов нагрева/охлаждения оперативного регулирования (как пример-инверторный кондиционер)
Совместил ваши графики и нанес разметку с точностью 0.25° Минимум 20.2°, максимум 21.3° Получается, точность -0.8° / + 0.3° на этих графиках (при целевой +21°) Почему графики @Vzik говорят об обратном? Выше выкладывал свой график непрерывного наблюдения за 4 суток. Отклонение около -0.5° до +0.5° Или вы подразумеваете отклонение от -0.25° до +0.25° ?
Наблюдал трое суток. Неплохо. Но решил еще добавить дифф. составляющую. Kd=50 После этого 16 суток ничего не менял и не трогал. Разное было - отключение электричества, яркое солнце+оттепель (даже отопление отключал на пару суток), сильные ветры, куча народу в доме. На улице перепады с -13°С до +10°С Дома с +25.5° до 26.3° (заслуга солнца в южные окна). Ничего не регулирую в котельной уже месяц. Скоро уже отопление отключать. Мой вердикт - задумка удалась! Возможно, добавил бы еще выключение циркуляционных насосов при перегреве весенним солнцем. Но это уже после проверки новым отопительным сезоном. А пока - надо придумывать для самоделки корпус, подбирать БП и красивый настенный шкаф.
ТАУ, теория автоматических систем управления - как раз про это. Попытался вспомнить, даже книжку умную открыл - отдельные слова типа "передаточной функции" и "преобразования Лапласа" знакомы, и все И зачем учили, экзамены сдавали... Удачи в нужном деле, в общем!
Всем привет! Контроллер работает, никакой подстройкой не занимаюсь. Вот лог работы за месяц: На улице было от -24° до +4°. Дома от +25.7° до +26.5° (просадки до +25° это залповые проветривания). Из-за частых оттепелей контроллеру приходится держать отопление поджатым по-минимуму. Температуру фиксирует среднюю за последний час, чтобы не было резких колебаний (и реакций системы на них).
Всем привет! Для второй ветки отопления нашёл сервопривод подешевле на али. Цена на ноябрь 2020, сам купил в феврале 2020 за 580 руб. Выглядит очень похоже, а стоит гораздо дешевле. После замены заметил, что мой контроллер не может с ним "совладать". Клапану Valtec для открытия нужны были импульсы типа 13 секунд "вкл" - 37 секунд "выкл". А китайский "торопыга" умудряется открываться от импульсов 3 секунды "вкл" - 47 секунд "выкл" В итоге попытка стабилизировать температуру превращается в такие "качели": Пока поставил старый Valtec обратно, чтобы удостовериться, что дело именно в сервоприводе.