Styrning vattenburen golvvärme
Efter att ha byggt ett eget styrsystem för golvvärme med Raspberry Pi för mitt hus i Mölndal vill jag vidareutveckla detta till mitt hus på Gotland, finns det fler som bygger egna styrsystem?
Jag är intresserad av att ev köpa din ide till rätt pengarE Effektministern skrev:
Vet inte exakt vad du tänker på när du säger "styrsystem" men jag har också byggt ett litet system. Grundförutsättningar är bergvärme med radiatorer. Det är en IVT-värmepump så värmekurvan gäller returen snarare än framledningen, men i övrigt är det analogt med de flesta andra.
Kortversionen, med lite fler detaljer i numrerade fotnoter, är: jag har en komponent, en liten moj som körs på en Raspberry Pi som pratar med min värmepump. Denna tar emot meddelanden från en kontroller som baserat på värmebehov och aktuellt energipris (eller snarare det framtida) parallelförskjuter¹ värmekurvan. Kontrollern agerar lite som en innegivare, men istället för att justera pannan efter en enda mätpunkt på ett ställe i huset så läser den av information från samtliga rum (eller snarare deras radiatorer); matlagning i köket kan alltså påverka framledningstemperaturen genom att termostaten där stryper, och mindre värmebehov alltså föreligger². Den tar också hänsyn till framtida energipriser: enkelt uttryckt så kan man säga att om det är billigare el just nu än det kommer att vara snart så gasar den på pannan lite extra, och om det kommer att vara billigare under den närmaste framtiden så paralleljusteras kurvan neråt³.
-------
¹ Denna parallelförskjutning kan göras från vilken punkt som helst, så man skulle kunna kalla detta en helautomatisk adaptiv värmekurva: oavsett väder, vind och andra förutsättningar så kommer framledningen att hamna där den behöver hamna för att värmebehovet ska tillfredsställas.
² "Värmebehov" föreligger förstås nästan alltid i vårt land, men jag har lite godtyckligt bestämt att en "neutral" utgångspunkt ska vara att termostatventilen på varje radiator ska vara 80% öppen. Är den mer öppen än så betyder det alltså att det, relativt aktuella miljöfaktorer och framledningstemperaturen, behövs "mer värme" än vanligt och om den är mindre öppen anser jag att framledningstemperaturen – för just den radiatorn – är högre än den behöver vara. I ett system där alla radiatorer är perfekt dimensionerade för varje rum så kommer de alltså att alla vara 80% öppna tills någon störning inträffar, såsom ett storkok i köket eller en öppnad dörr för att låta hela grannskapets barn långsamt vela sig in i hallen med leriga stövlar. I praktiken skiljer sig värmebehovet åt mellan rummen (storkok, heta duschar, vädring, morgonsol, kvällssol, …) och dessutom är radiatorerna väldigt ojämnt dimensionerade (den i hallen nere är en lövtunn historia som antagligen bör matas med flytande wolfram för att göra mycket nytta). Eftersom värmepumpen levererar samma temperatur till hela radiatorsystemet så behöver man normalt sett välja framledningstemperatur efter den "sämsta" radiatorn. Jag har valt att istället välja framledningstemperatur för snittet av radiator 3, 4 och 5 i sämsthetsordning, dvs om jag ordnar alla radiatorers ventilöppningsgrad i fallande ordning så tar jag snittet av 3, 4, 5 för att få "ärvärdet". En relativt enkel integral-kontroller försöker hålla detta värde på 80%.
³ Idag 21:45 var elpriset ca 164 öre och ett vägt snitt av kommande fyra timmars elpris är 86, dvs ungefär hälften. Min elpris-komponent i kontroller beslutade sig för att i princip stänga av värmepumpen genom att justera ner börvärdet för radiatorreturen gradvis under kvällen tills det rentav hamnade under aktuell rumstemperatur. Precis i skrivande stund så kyls alltså huset långsamt ner, och har gjort under ett par timmar. Inget som märks där jag sitter, men däremot så har förstås temperaturen fallit något (kanske 1 grad) i de "sämsta" rummen där radiatorernas ventiler redan var fullt öppna. Det är okej: om några minuter så kommer börvärdet att justeras upp till mer normala härader och huset värms långsamt upp igen. Du kanske noterar att det finns två olika reglermekanismer och att de till viss del är i konflikt, och det är riktigt: integral-kontrollern nämnd ovan kommer ju nu att börja agera för att få upp framledningstemperaturen. Detta ger dock inte upphov till några konstigheter i praktiken, i min erfarenhet: integral-kontrollern reagerar relativt långsamt eftersom temperatursvängningarna i huset är ganska långsamma. Därför hinner den inte ackumulera ett särskilt stort mätfel under de här 1–2 timmarna som temperaturen inne faller något och alla termostatventiler en efter en öppnar upp till 100%. Det lilla mätfel som den ackumulerar innebär att den kommer att hålla temperaturen något högre än den annars skulle (2–4 °C högre framledning) under den första "billiga" timmen (typiskt från 22:00 och framåt) under natten, men om det är högre än det behöver vara så faller den ju sedan igen om ärvärdet hamnar under 80%. Jag flyttar alltså elförbrukningen från dygnets dyra timmar till de billigare. Detta innebär också att huset, som nu är typ 1 grad kallare än det annars skulle vara, kommer att behöva en framledningstemperatur som är ett fåtal grader varmare än vad som annars skulle ha krävts. Detta innebär sämre COP, men elen är också betydligt billigare: även om jag använder 10% mer energi så kostar elen bara 50% av vad den skulle gjort om jag använt den en timme tidigare. Justeringarna som görs är med hänsyn till denna förändring i COP, så att kostnadsbesparing av "flyttning" av förbrukning aldrig äts upp av lägre COP. I morgon bitti går elpriset upp igen och då kommer pumpen att timmarna innan denna stegring gasa på lite mer än vanligt, och en del värme kommer alltså att lagras i systemet. På vardagar går värmepumpen typiskt fram till prick 06:00 och det är sedan en längre paus än vanligt under morgonen; på kvällen, det omvända: pumpen står ofta stilla, förutom för varmvatten, efter kl 18/19 någon gång, och första körningen som börjar 22:00 blir extra lång.
Kortversionen, med lite fler detaljer i numrerade fotnoter, är: jag har en komponent, en liten moj som körs på en Raspberry Pi som pratar med min värmepump. Denna tar emot meddelanden från en kontroller som baserat på värmebehov och aktuellt energipris (eller snarare det framtida) parallelförskjuter¹ värmekurvan. Kontrollern agerar lite som en innegivare, men istället för att justera pannan efter en enda mätpunkt på ett ställe i huset så läser den av information från samtliga rum (eller snarare deras radiatorer); matlagning i köket kan alltså påverka framledningstemperaturen genom att termostaten där stryper, och mindre värmebehov alltså föreligger². Den tar också hänsyn till framtida energipriser: enkelt uttryckt så kan man säga att om det är billigare el just nu än det kommer att vara snart så gasar den på pannan lite extra, och om det kommer att vara billigare under den närmaste framtiden så paralleljusteras kurvan neråt³.
-------
¹ Denna parallelförskjutning kan göras från vilken punkt som helst, så man skulle kunna kalla detta en helautomatisk adaptiv värmekurva: oavsett väder, vind och andra förutsättningar så kommer framledningen att hamna där den behöver hamna för att värmebehovet ska tillfredsställas.
² "Värmebehov" föreligger förstås nästan alltid i vårt land, men jag har lite godtyckligt bestämt att en "neutral" utgångspunkt ska vara att termostatventilen på varje radiator ska vara 80% öppen. Är den mer öppen än så betyder det alltså att det, relativt aktuella miljöfaktorer och framledningstemperaturen, behövs "mer värme" än vanligt och om den är mindre öppen anser jag att framledningstemperaturen – för just den radiatorn – är högre än den behöver vara. I ett system där alla radiatorer är perfekt dimensionerade för varje rum så kommer de alltså att alla vara 80% öppna tills någon störning inträffar, såsom ett storkok i köket eller en öppnad dörr för att låta hela grannskapets barn långsamt vela sig in i hallen med leriga stövlar. I praktiken skiljer sig värmebehovet åt mellan rummen (storkok, heta duschar, vädring, morgonsol, kvällssol, …) och dessutom är radiatorerna väldigt ojämnt dimensionerade (den i hallen nere är en lövtunn historia som antagligen bör matas med flytande wolfram för att göra mycket nytta). Eftersom värmepumpen levererar samma temperatur till hela radiatorsystemet så behöver man normalt sett välja framledningstemperatur efter den "sämsta" radiatorn. Jag har valt att istället välja framledningstemperatur för snittet av radiator 3, 4 och 5 i sämsthetsordning, dvs om jag ordnar alla radiatorers ventilöppningsgrad i fallande ordning så tar jag snittet av 3, 4, 5 för att få "ärvärdet". En relativt enkel integral-kontroller försöker hålla detta värde på 80%.
³ Idag 21:45 var elpriset ca 164 öre och ett vägt snitt av kommande fyra timmars elpris är 86, dvs ungefär hälften. Min elpris-komponent i kontroller beslutade sig för att i princip stänga av värmepumpen genom att justera ner börvärdet för radiatorreturen gradvis under kvällen tills det rentav hamnade under aktuell rumstemperatur. Precis i skrivande stund så kyls alltså huset långsamt ner, och har gjort under ett par timmar. Inget som märks där jag sitter, men däremot så har förstås temperaturen fallit något (kanske 1 grad) i de "sämsta" rummen där radiatorernas ventiler redan var fullt öppna. Det är okej: om några minuter så kommer börvärdet att justeras upp till mer normala härader och huset värms långsamt upp igen. Du kanske noterar att det finns två olika reglermekanismer och att de till viss del är i konflikt, och det är riktigt: integral-kontrollern nämnd ovan kommer ju nu att börja agera för att få upp framledningstemperaturen. Detta ger dock inte upphov till några konstigheter i praktiken, i min erfarenhet: integral-kontrollern reagerar relativt långsamt eftersom temperatursvängningarna i huset är ganska långsamma. Därför hinner den inte ackumulera ett särskilt stort mätfel under de här 1–2 timmarna som temperaturen inne faller något och alla termostatventiler en efter en öppnar upp till 100%. Det lilla mätfel som den ackumulerar innebär att den kommer att hålla temperaturen något högre än den annars skulle (2–4 °C högre framledning) under den första "billiga" timmen (typiskt från 22:00 och framåt) under natten, men om det är högre än det behöver vara så faller den ju sedan igen om ärvärdet hamnar under 80%. Jag flyttar alltså elförbrukningen från dygnets dyra timmar till de billigare. Detta innebär också att huset, som nu är typ 1 grad kallare än det annars skulle vara, kommer att behöva en framledningstemperatur som är ett fåtal grader varmare än vad som annars skulle ha krävts. Detta innebär sämre COP, men elen är också betydligt billigare: även om jag använder 10% mer energi så kostar elen bara 50% av vad den skulle gjort om jag använt den en timme tidigare. Justeringarna som görs är med hänsyn till denna förändring i COP, så att kostnadsbesparing av "flyttning" av förbrukning aldrig äts upp av lägre COP. I morgon bitti går elpriset upp igen och då kommer pumpen att timmarna innan denna stegring gasa på lite mer än vanligt, och en del värme kommer alltså att lagras i systemet. På vardagar går värmepumpen typiskt fram till prick 06:00 och det är sedan en längre paus än vanligt under morgonen; på kvällen, det omvända: pumpen står ofta stilla, förutom för varmvatten, efter kl 18/19 någon gång, och första körningen som börjar 22:00 blir extra lång.
Jag har funderat i samma spår (re: justering mot vägt Nordpol spotpris) och idén är ungefär som ditt: "grovstyrning" av VP mha. parallelförskjutning av kurvan. Men i mitt fall vill jag inte offra komforten så jag tänkte skaffa en stor volymtank och helt enkelt låta VP "ladda" den med värme mha ökad kurva när elen är billig och låta huset förbruka den när elen är dyr. Defaultkurvan kommer mao. ligga lite i "övertemp" och termostater kommer att justera ner. Men så långe framledningstemp >= vad termostater vill ha kommer huset hålla samma temp tills "lagringen" tar slut.
Min VP är av on-off typ (+ golvvärme/parkett) och termostater reglerar via PWM så precis som du får jag tänka till innan jag ställer in kurvan. För hög och termostater kommer att takta i onödan. För låg så blir rummen ojämnt varma. Man får småjustera så termostater håller typ 100% öppet på natten och bara kapar övertemp på dagarna...
P.S. Kör IVT med integral? Jag försökte luska i detta och det verkar som att Rego 1000 kör med hysteres och inte integral?
Min VP är av on-off typ (+ golvvärme/parkett) och termostater reglerar via PWM så precis som du får jag tänka till innan jag ställer in kurvan. För hög och termostater kommer att takta i onödan. För låg så blir rummen ojämnt varma. Man får småjustera så termostater håller typ 100% öppet på natten och bara kapar övertemp på dagarna...
P.S. Kör IVT med integral? Jag försökte luska i detta och det verkar som att Rego 1000 kör med hysteres och inte integral?
Redigerat:
Offrar du verkligen komforten om temperaturen hinner gå ner en halv grad? IVT kör med hysteres ja, vad jag vet. I framtiden skaffar jag kanske också en stor tank men det finns många andra projekt som kommer föreZ Zakalwe skrev:
Vi håller nu på och vidareutveckla iden med en stor golvvärmetillverkare, skicka mejl till anders@electrotest.se så kan jag fixa mer info!makkedojja skrev:
Jag är intresserad av att ev köpa din ide till rätt pengar
Intressant, jag återkommerhalper skrev:
Denna tråden är intressant. Jag har inte skrivit en rad kod sen commodore 64, men vill ändå ge mig på att bygga en rudimentär styrning till hemmasnickrat system. Allt är fortfarande i idé stadiet, men hur mycket förkunskaper bör man ha för att sätta ihop en raspberry pi box med kontroll av grundläggande termometrar, shuntar och cirkpumpar?
Kommer troligtvis köra med öppet expansionskärl old school style ifall nån av energikällorna skenar, men hade tänkt koppla glykolfyllda solfångare(där får finnas ett exp.kärl..) med värmeväxlare mot det vattenburna värmesystem som ska drivas av två kaminer, och en elpatron för grundvärme.
Idén kommer sig av att jag gillar trivseleldning och matlagning på ved, och vill ta tillvara på spillvärmen. Bor i ett litet torp och nån modern panna finns inte plats för. Så tycker jag det är kul att klura på då jag fuskar lite med rör på arbetstid.
Kommer troligtvis köra med öppet expansionskärl old school style ifall nån av energikällorna skenar, men hade tänkt koppla glykolfyllda solfångare(där får finnas ett exp.kärl..) med värmeväxlare mot det vattenburna värmesystem som ska drivas av två kaminer, och en elpatron för grundvärme.
Idén kommer sig av att jag gillar trivseleldning och matlagning på ved, och vill ta tillvara på spillvärmen. Bor i ett litet torp och nån modern panna finns inte plats för. Så tycker jag det är kul att klura på då jag fuskar lite med rör på arbetstid.
kolla www.ipv6home.seD datadavid skrev:
Svårt att säga exakt hur mycket förkunskaper som krävs; beror lite på vilka saker du behöver integrera med. Det finns säkert kod där ute som kan presentera trevliga gränssnitt till vissa av dina saker i alla fall, och ofta brukar det vara Python sådana är skrivna i. Python är inte särskilt svårt och påminner nog ganska mycket om dina erfarenheter från den gamla tiden, om du inte krånglar till det med trådar osv.
https://www.ipv6home.se/behovsbo här finns en länk till github där all kod finns!
https://www.energimyndigheten.se/ut...affarsutveckling-inom-omradet-digitalisering/
Vi skall söka medel från Energimyndigheten, någon som vill vara med som testpilot?
Vi skall söka medel från Energimyndigheten, någon som vill vara med som testpilot?
Bara lite tempgivare egentligen, avskyr känslig high tech och skulle egentligen bara vilja ha ngt som håller huset i plusgrader medan jag inte eldar. Funderar även på att få termosifon att funka vid samhällskollaps och såna där saker. Energieffektivitet är inte huvudfokus utan driftsäkerhet, servicebarhet och livslängd. Tyckef folk som lägger hundratusentals kronor på svindyra pannor och värmepumpar är hjälplösa hjon när allt skiter sig, och där vill inte jag befinna mig..
Intressant tanke, vi skall i vårt hus på Gotland tänka på just möjligheten att använda "Energy harvesting" för att säkerställa el till internetuppkoppling och en liten cirkulationspump som kan sprida värme från var vattenmantlade braskamin.D datadavid skrev:
Just därför jag är intresserad av termosifon, bör vara ganska enkelt att få fungerande i ett enplans cirkulationssystem. Golvvärme lär tyvärr behöva cirkpump, termosifon behöver grova dimensioner och höjdskillnader för att fungera som det är tänkt, men jag ska vattenmantla kamin i vardagsrummet är det tänkt, vedspisen från 50talet är redan förberett för sånt system. Då kommer värmekällorna sifonera endast till acktank/blandningskärl, och cirkpump+shuntar styra golvvärme.E Effektministern skrev:
Blir lättare att lösa detaljer när jag ritar upp flödesschema och fysisk principskiss.