Управление температурой в квартире (регулятор для радиаторов/батарей)

tretyakovsa / Sonoff_WiFi_switch

Прошивка для ESP8266 (Умный дом)-Firmware for ESP8266 (Smart Home)

GNU General Public License v3.0

179 stars 40 forks source link

Управление температурой в квартире (регулятор для радиаторов/батарей) #42

Open alxnovo opened 6 years ago

alxnovo commented 6 years ago

Начался отопительный сезон и в квартире начали шпарить батареи, подняв, температуру до некомфортно высокой. Самый простой способ это ограничить горячую воду в батареи с помощью ручных и автоматических клапанов (термоголовок) 2017-10-08 23 12 47 2017-10-09 1 37 20

Ручной это когда крутя ручку ты ограничиваешь теплоноситель на постоянку, термоголовка закрывает-открывает поток в зависимости от внешней температуры и установки необходимой температуры на нём. Теоретически термоголовка должна автоматически решать 90% потребностей в регулировании температуры, но как показывает моя практика термоголовка это аналог ручного вентиля не более. Почему так происходит:

слишком близко к батареи находится термоголовка. Тут ничего не поделаешь, как установили сантехники клапан (на который одевается либо ручной регулятор, либо термоголовка) тем и пользуйся. При такой установке термоголовка нагревается от самой батареи, а не реагирует на температуру в комнате.
почти всегда, те же сантехники или родственники ставят клапаны вертикально и, соответственно, термоголовка на них ставится в том же направлении. Получается на входной трубе (самой горяечей) стоит вертикально термоголовка и теплые потоки от трубы её нагревают, опять она регулирует совсем не ту температуру.
сами радиаторы в квартирах обычно закрыты сверху подоконником, а с спереди шторами или мягкой мебелью (у некоторых радиаторы закрыты экранами или утоплены внутрь стены) и микроклимат и температурный режим возле батареи сильно отличается от того, что происходит в комнате. Установленная на радиаторе термоголовка опять же оперирует не той температурой.

Раньше считалось (да я и сам так считал) что ничего страшного в том, что термоголовка в другой температурной зоне находится, просто её нужно открыть больше на несколько градусов (на разницу температур между комнатой и у батареи) и она будет нормально работать. Но всё равно нужно было всё время подкручивать - то холодно, то жарко. Прошлой зимой мне сантехник объяснил, что температура теплоносителя варьируется в котельной в зависимости от температуры на улице, чем ниже температура на улице, тем горячее теплоноситель и батареи шпарят по полной и термоголовка закрывает поток, т.к. находится в "своём" микроклимате, хотя в комнате может быть холодно. Когда нибудь температура в комнате и батареи сравняется, но за это время уже успеешь замёрзнуть и подрегулировать настройки термоголовки - сначала температура поднимется до комфортной и продолжит подниматься, ведь настройки сделали на более высокую температуру и так по кругу...то холодно, то жарко. Термоголовка, конечно, лучше регулирует температуру, чем ручные вентили, но всё-равно, не идеально. В итоге я пришёл к выводу что нужна регулировка батарей с выносным датчиком температуры. Есть термоголовки с выносными датчиками, но это те же яйца, только в профиль (датчик можно вынести на несколько десятков сантиметров, поэтому его расположить можно только на той стене где и батареи, а это опять за шторами и т.п.)

Это я всё плавно подвожу под проект Сергея и Рената :)

Нужен электрический "наболдажник" на радиатор которым что-то (например, ESP8266 c прошивкой smart-room) управляет в зависимости от температуры в комнате. Алгоритм очень похоже на тот, что хочет @AVL4GITHUB в теме Управление газовым котлом отопления. Нужен такой девайс - по датчику температуры регулировать электропривод клапана радиатора.

Мало того, что нужно дописать под это устройство прошивку, так нужно это устройство ещё и найти. Никто не интересовался этой темой, может уже есть решения и я изобретаю велосипед?

Основные мои требования от этого устройства:

поддерживать постоянную заданную температуру в комнатах за счёт отопления
возможность устанавливать разную температуру по времени суток (днём выше, ночью ниже - чтобы спалось лучше).

alxnovo commented 6 years ago

По устройствам...

Начал искать устройство которое может работать автономно, как по логике, так и по питанию. Важнее чтобы работал от своего питания, вести проводку к батареям не хочется (когда делал ремонт хотел к батареям подвести слаботочку, но забыл в процессе). Так же это устройство должно управляться извне, в идеале, по WiFi, но для работающего от своего питания это вряд ли возможно. Тогда по любому радиоканалу который можно прикрутить к ESP и smart-room. Внешний эстетический вид тоже важен, всё-таки в комнате устанавливать надо, поэтому китайские редукторы на запорную арматуру не подходят.

Первое что начал искать это на китайской алибабе, либо плохо искал, либо у них таких нет. Нашёл только типа сантехнического реле которое может быть в двух состояниях открыто или закрыто, да ещё с питанием 220 2017-10-09 0 45 38 Отбросил пока китайский рынок, начал искать в рунете...оказывается у нас продаются удовлетворяющие моим требования терморегуляторы.

Самый подходящий оказался TECHEM FHKR 2017-10-09 0 50 55

внешне не страшный
производитель мне неизвестные, но Германия :)
живёт от батареек до 3 лет
высокая точность установки температуры
сам себе профилактику делает от засора клапана
управляется по радиоканалу 868,95МГц. Через RC-шилды для ESP можно по этому радиоканалу работать?
программируется на компьютере через USB-свисток
Есть для него термостаты и дистанционные датчики температуры.

Всем хорош этот терморегулятор и цена не кусачая. Остался вопрос можно ли через ESP управлять им и не одним, а по всей квартире. Моих технических и програмистких навыков для этого недостаточно :(

Думаю купить это устройство, покрутить его. Но также хочется широты выбора, на одном устройстве не хочется останавливаться...

Короткое описание системы этой немецкой фирмы с участием терморегулятора.

Есть официальный сайт http://www.techemenergy.ru который не открывается :(

alxnovo commented 6 years ago

Нашёл ещё беспроводной терморегулятор Dаnfoss living connect 2017-10-09 2 12 40 Хоть Danfoss мировой лидер терморегуляторов, даже для него цена за 7к заоблачная, сказываются неофициальные поставки. В инструкции к нему написано что работает на той же частоте что и TECHEM FHKR 869МГц по протоколу Z-Wave, можно предположить что и TECHEM FHKR на протоколе Z-Wave и это может быть тупиком для реализации управления через ESP8266, сходу нашёл только проект Z-Uno (стоит плата 3-4k), но не разбирался с ним

alexandersciv commented 6 years ago

Решения на Аliexpress мне попадались. Например https://ru.aliexpress.com/item/Heating-Thermostat-Thermal-Electric-Actuator-for-Manifold-in-Under-flooring-Heating-System/32757490866.html?spm=a2g0v.10010108.1000014.9.3251eff0apozJg&traffic_analysisId=recommend_3035_null_null_null&scm=1007.13338.80878.000000000000000&pvid=b7ee5d36-cb15-475f-9b78-8d7b4c0fefcf&tpp=1 или https://ru.aliexpress.com/item/Programmable-Thermostatic-Radiator-Valve-Digital-Energy-Saving-Controller-220V/32822163446.html?spm=a2g0v.10010108.1000013.1.3251eff0apozJg&traffic_analysisId=recommend_2088_1_90158_iswistore&scm=1007.13339.90158.0&pvid=3937dfa4-d5b1-4cb5-bf48-02d0de38873b&tpp=1 Самая основная проблема, на мой взгляд, долго срочно и надёжно кран с питанием от батареек работать не будет. У себя планирую кран (https://ru.aliexpress.com/store/all-wholesale-products/1885035.html?spm=a2g0v.12010608.0.0.2f67bb27Gahk8X) + SONOFF с датчиком температуры + прошивка (когда Сергей допишет :))

alxnovo commented 6 years ago

@alexandersciv Этот электронный клапан на Али, который указали единственный, других вариантов для радиаторов когда есть шаговый двигатель, внешне красив и долго работает на автономной питании нет. Стоимость его зашкаливает даже для среднего полёта бренда. Клапаны что вы хотите использовать с SONOFF дискретные: либо открыты полностью, либо закрыты. Для моих целей такой клапан недопустим без промежуточных положений. Можно, конечно, сделать трещётку из такого клапана, аналог ШИМ только для пропускания воды, а не тока, но это за гранью комфорта в квартире :)

grossbel commented 6 years ago

alxnovo, не пишите ерунды, какой ШИМ с трещеткой, термоэлектрический привод не работает как электромагнит щелк - щелк, от закрытого состояния, до открытого проходит примерно 3-5 минут, столько же от открытого, до закрытого. Система отопления очень инерционная по времени и в ней нет необходимости тысячи раз в секунду контролировать и регулировать.

alxnovo commented 6 years ago

@grossbel, будет вам, перегнул я c ассоциацией :)

Пристыдили меня, пришлось искать инструкции для аналога китайского клапана, нашёл у Danfoss'а тех. описание на термоэлектрические приводы серии TWA, правда, перемещаются около 3 минут, китайские, допускаю и 5 минут будут эту же операцию делать.

Только, всё равно, у этого клапана 2 состояния: закрыт или открыт. Как таким клапаном регулировать температуру радиатора? За 3-5 минут алюминиевый радиатор остынет. Да, помещение так быстро не остынет, но ведь остынет и он опять должен открыться. Если на улице будет очень холодно, то клапан цикл будет повторять каждые 15-30 минут.

Или я не прав? Может этот клапан можно остановить в разных положениях прекратив подачу питания? Тогда зачем у этих клапанов пишут "нормально открытый или нормально закрытый".

Я так понимаю у вас есть опыт эксплуатации таких девайсов, что тогда посоветуете использовать для управления температурой батарей с помощью ESP?

alxnovo commented 6 years ago

Пока искал описания этих китайских актуаторов, которые я назвал водяным реле, нашёл сначала на алибабе, а потом и сайт производителя - WiFi-терморегулятора SASWELL SEA800- APP 2017-10-11 2 10 58 Только где его купить не смог найти :(

На алибабе в названии у этого терморегулятора написано что он ZigBee, есть где на рекламных изображениях указано WiFi. Похоже корпус, механика одна и разная электроника. Больше никакой информации по этому терморегулятору не нашёл.

grossbel commented 6 years ago

alxnovo, механически клапан для термоэлектрической головы работает следующим образом, шток вверху - поток идет, шток вдавили - поток закрыли. Теперь про голову NC- нормально закрытый, значит при отсутствии напряжения на голове, шток на клапане будет вдавлен, потока не будет. Можно достаточно точно (для отопления) регулировать поток теплоносителя прерывая сигнал для открывания, не дожидаясь пока он полностью откроется. Батарея не остынет за пять минут, а комната тем более. Для информации: комната 64 квадратных метра высота потолков от 280 до 460 см. кубатуру посчитайте сами, ночью было около 6 грд. за 8 часов температура теплоносителя снизилась с 70 до 45 грд, температура в помещении с 24 упала до 22 градусов, при этом подключено только 3 конвектора (а это просто трубка с пластинами). В Вашем случае лучше брать голову NO, пусть лучше будет жарко если управляющая электроника откажет, а управлять можно чем угодно, к чему душа лежит. Поверьте поиграешься с этим месяц, пока отрегулируешь, потом даже подходить не будешь.

AVL4GITHUB commented 6 years ago

Какая ситуация с датчиками температуры и сценариями. Уже похолодало, я давно готов тестировать на реальном котле у меня в доме.

tretyakovsa commented 6 years ago

Переписываю весь код, скоро будет.

AVL4GITHUB commented 6 years ago

Спасибо!!!

2017-10-22 20:41 GMT+03:00 tretyakovsa notifications@github.com:

Переписываю весь код, скоро будет.

— You are receiving this because you were mentioned. Reply to this email directly, view it on GitHub https://github.com/tretyakovsa/Sonoff_WiFi_switch/issues/42#issuecomment-338495329, or mute the thread https://github.com/notifications/unsubscribe-auth/AW5rFOVPLZ42NU8Ax6T136XEe-BYJJoAks5su35IgaJpZM4Px3IQ .

-- www.goverla.biz

Shepty commented 6 years ago

Вставлю и свои 5 копеек. Устанавливаем в каждой комнате (или на каждую батарею) по электроклапану, типа китайского зеленого, как на первом фото. На каждый клапан вешаем по esp8266 с датчиком температуры: Батарея1, комната 1, темпер1, reley11 Батарея2, комната1, reley12 Батарея3, комната2,темпер2, reley2 Батарея4, комната3, темпер3, reley3 Esp-шки электроклапанов через mqtt получают два значения (желательно с сохранением значений в ПЗУ ): "температура минимальная N", "температура маeксимальная N". И через mqtt отдают два значения: "темпер N", "reley N" (0 или 1). Сценарий например для Батарея1 (электроклапан лучше ставить нормальнооткрытый, чтобы в аварийном режиме батареи нагревались): Iff темпер1 < температура минимальная1 {reley11=0} else iff темпер1>температура максимальная1 and reley0==1 {reley11=1}. Сценарий проверяет включен ли котел. Если выключен - снимает напряжение с электроклапанов для экономии.

На котел тоже вешаем esp8266, управляющее контактом включения котла : Котел, топочная, reley0. По mqtt esp получает и отдает значения: "разрешение работы" ("виртуальная" переменная, позволяющая принудительно отключить отопление, желательно с сохранением в ПЗУ), "reley0". Сценарий для котла (или жёсткий алгоритм только с возможностью перечисления реле): Iff разрешение работы==1{ Iff reley11==1and reley12==1 and reley2==1 and reley3==1{reley0=0} else {reley0=1} } else {reley0=0} (сценарии придется сделать с "масштабированием" пользователем количества задаваемых параметров и добавлением логических операторов между параметрами). Можно добавить сценарий с отключением отопления при увеличении уличной температуры выше чем самая высокая "температура минимальная" из набора заданных. Ещё один момент: после того, как закроются все электроклапаны, проток воды через теплообменник котла прекратится. Поэтому в отопительной системе необходимо оставить одну из батарей (там где точная температура не принципиальна) без электроклапана, прикрутив через нее проток регулировочным краном. Система получится автономным модулем для отопления, но в тоже время может управляться внешним сервером через mqtt , например тем же majordomo ( не сочтите рекламой, просто использую как голосовое управление :)). Электроклапана (термоклапан) имеют большую задержку. У меня не получилось добиться регулирования лучше 0,8 градуса в режиме терморегулятора с петлей гистерезиса. Возможно надо добавить ПИД регулятор с ШИМ на управление электроклапана (думаю с периодом 3-4 секунды). Алгоритм не тяжёлый. Когда-то использовал его на Меге 8. Как-то так.... :)

ajanulis commented 5 years ago

@alxnovo kupitj možno na aliexpress.com:

https://www.aliexpress.com/snapshot/0.html?spm=a2g0s.9042647.0.0.77a44c4dbPPANw&orderId=94706870584688&productId=32835324647

No vot kak k nemu dostučatsa po MQTT - poka ne razobralsja.

alxnovo commented 5 years ago

@ajanulis по твоей ссылки ничего не открывается, можешь другую ссылку указать или написать название по которому можно найти?

ajanulis commented 5 years ago

Poprobuj v serche napisatj: Programmable thermostat digital WIFI by smartphone App thermostatic radiator valve wireless temperature controller

On Sat, 10 Nov 2018 at 11:59, alxnovo notifications@github.com wrote:

@ajanulis https://github.com/ajanulis по твоей ссылки ничего не открывается, можешь другую ссылку указать или написать название по которому можно найти?

— You are receiving this because you were mentioned. Reply to this email directly, view it on GitHub https://github.com/tretyakovsa/Sonoff_WiFi_switch/issues/42#issuecomment-437572444, or mute the thread https://github.com/notifications/unsubscribe-auth/AS70b8OpcbpLPBVs0SY-J-adzpP9kuQhks5utqN0gaJpZM4Px3IQ .

alxnovo commented 5 years ago

Вот такой нашёл. Про него была речь?

https://s.click.aliexpress.com/e/cMcw2OSQ

1096af12-bf54-4346-9e10-2d5de4c0b348

ajanulis commented 5 years ago

Da, i ja takoj pakupal. Dva komplekta - odin Gateway byl miortvyj, prodavec

merzkij, no nadejusj poluchit obratno dengi. Seichas reshil poprobovatj drugoj variant - na z-wave i sdelatj svjazku s MQTT

On Sun, 11 Nov 2018 at 03:25, alxnovo notifications@github.com wrote:

Вот такой нашёл

https://s.click.aliexpress.com/e/cMcw2OSQ

— You are receiving this because you were mentioned. Reply to this email directly, view it on GitHub https://github.com/tretyakovsa/Sonoff_WiFi_switch/issues/42#issuecomment-437635695, or mute the thread https://github.com/notifications/unsubscribe-auth/AS70b9tC1C-Ky9m7h8v0VQ6g8GyCC3PNks5ut3yIgaJpZM4Px3IQ .

alxnovo commented 5 years ago

@ajanulis это дорогой вариант и производитель непонятно какой (соответственно, нет гарантий качества этого девайса), на мой взгляд. Я пытался как-то подключить Techem о котором писал в начале, но безуспешно. Зато выяснил, что донором моего Techem оказался eQ-3 MAX! у которого есть хаб MAX! Cube LAN Gateway, в свою очередь хаб имеет LAN и WiFi, самое главное есть API для управления под которое уже написаны плагины под многие системы УД, в моём случае под Home Assistant

Стоимость такой термоголовки 33€ плюс шлюз 48€. Ссылки дал на немецкий магазин с отправкой в Россию, в других немецких магазинах можно купить дешевле, но нет доставки в Россию.

В итоге для 3-х комнатной квартиры (4 радиатора) стоимость получается 180€ или на каждую точку 45€. Ценник как раз такой же, как того решения по ссылки с али которую я давал выше, но при этом - это известный производитель и немецкое качество :)

45€ на точку тоже недёшево, НО если пойти на немецкий eBay, то такой комплект можно купить в 2 раза дешевле, а если б/у брать (что для таких девайсов не принципиально), то и в 3 раза...25€ и 15€ соответственно, на точку, что уже приемлемо и можно договорится с жабой :)

По поводу линейки eQ-3 MAX! есть отличный форум где обладатель этих термостатов делится своим опытом их использования вот уже 5 лет!

И это тоже не предел и есть другие варианты. У той же самой компании eQ-3 есть более крутая линейка термостатов для их собственной системы УД homematic

Также есть и самостоятельные термоголовки BLUETOOTH® Smart Radiator Thermostat

Плюс эти термоголовок в протоколе Bluetooth и их цене - 18,40€, это самая низкая цена управляемой термоголовки за время моих поисков, правда, цену указал без стоимости доставки, думаю она не повлияет на звание самого дешёвого решения.

Для этого термостата есть приложение для iOS и Android, можно сразу к нему подключиться и удобным способом управлять этой термоголовкой и забыть про неудобства куда-то лазить и нажимать кнопки на самом девайсе. У меня, вообще, круто...термогловка стоит вверх ногами, поэтому приходится либо виртуально переворачивать в голове экран термоголовки или вставать в позу рака, чтобы голова была перевёрнута :)

Теперь к самому главному. Раз есть блютуз, значит можно эту термоголовку подключить к чему угодно имеющее тот же блютуз...та же ESP c подключенным к ней BT-модулем и датчиком температуры, по идее, может управлять этой термоголовкой.

Но за год я уже начитался про системы УД (умный дом) и уже хочу более глобального управления, чем строить систему только на ESP, особенного познакомившись с порталом Sprut.ai и чатом в Telegram, где я узнал, что управления практически любых устройства можно осуществлять в одной системе УД, да ещё их (устройства) прокинуть в стандартное приложение "Дом" на iPhone (у Apple свой протокол для УД под названием HomeKit), а дальше управлять всем этим зоопарком голосом через "Привет, Siri"

Всё это к чему. Постоянный автор статей с портала @OXOTH1K провёл опрос среди чата какое следующее решение стоит подключить к УД, набрало большинство, как нетрудно догадаться, термостат на радиатор, поэтому я собрал всю инфу и кратко изложил здесь на память.

Остановились на варианте термостата с блютузом и пока я сегодня писал здесь этот пост OXOTH1K нашёл в чате у кого есть такой термостат и смогли подключить его к Home Assistant c помощью плагина EQ3 Bluetooth Smart Thermostats

shafr commented 5 years ago

Долго размышлял над подобным сам, пока не натыкнулся на Aliexpress сегодня. При наличии прямых рук, 3D принтера - можно попробовать собрать самому.

А может лучше сделать проект самим с нуля:

мотор 28BYJ-48 - порядка доллара за штуку. (800гр\см)
драйвер L293D - $.50 за штуку
ESP-01 или Witty-cloud или еще какой-то - $2
Блок питания на 9-12 вольт, $3-5

Распечатать накладку (или на подобии) на вентиль радиатора к которому через шестерню будет подключатся мотор. Интегрировать c Home-assistant вообще будет просто по Wifi.

renat2985 commented 5 years ago

@shafr а кто-то уже из ребят которые пользуются нашей прошивкой делал самостоятельно такие краны, покупал моторы, печатал на 3Д корпус. И получилось достаточно неплохо. Сергей как его звали? Дай ему линк на эту тему, пускай поделится опытом.

tretyakovsa commented 5 years ago

https://www.youtube.com/embed/6CpekDSr4Hc

shafr commented 5 years ago

Понял, спасибо!

xvalexv commented 5 years ago

Привет всем, конструирую похожую схему. Вот тут я ее частично описывал http://4pda.ru/forum/index.php?s=&showtopic=789600&view=findpost&p=79280243 http://4pda.ru/forum/index.php?showtopic=789600&view=findpost&p=79255238

По поводу вопросов выше. Для Sonoff Basic я прошивал ESP EASY . Повесил на 14 ногу термостат DH22 (http://4pda.ru/forum/index.php?showtopic=872563&st=1920#entry79087543) , добавил его в устройства прошивки. Далее в прошивке есть скриптовый язык , вот такой код:

on DHT22#Temperature do
if [DHT22#Temperature]>20
 gpio,12,0
endif
if [DHT22#Temperature]<20
 gpio,12,1
endif
endon

В вашей прошивке , скорее всего будет выглядеть также.

Т.е. если температура > 20 отключаем питания на релюхе. Если меньше - включаем. Правда это для электрообогревателя, для нормально открытой головки будет наоборот. По сути все можно организовать на одном соноффе. Ценник на полный комплект выйдет в районе 20 баксов (sonoff basic + DH22 + термоклапан (я смотрел такие Danfoss Thermot TWA-K NO 230V, M30)). Датчик можно вынести в любое место, или повесить несколько датчиков на i2c /1-wire. Усреднять там температуру для точности. Для меня главная проблема, в том , что батарей много. Даже если в каждую комнату ставить по узлу, то получается зашумление эфира , не говоря про то, чтобы вешать по басику на каждую баттарею.