Česká firma Atrea je dodavatelem systémů vytápění a větrání pro rodinné domy. Jejich Integrovaný zásobník tepla (IZT) je nádrž s výměníky, která slouží jako zásobník tepla pro teplou vodu a vytápění, nahřívat ji lze solárními kolektory, krbem s krbovou vložkou, peletkami, tepelným čerpadlem nebo elektrickými spirálami. V jedné instalaci se solárními kolektory a krbem ale přišel požadavek na monitorování provozu. Jelikož řídcící jednotka RG23 toto nepodporuje, byl nahrazen naším systémem DIN-IPC a byla vytvořena ukázková aplikace, která převzala kompletní řízení systému a navíc zasílá aktuální stav na server, kde jsou data ukládána a lze tak monitorovat provoz systému v čase. Kvůli chybějící kabeláži vše funguje bezdrátově přes Wi-Fi, takže nebylo nutné dělat zásahy do domu.
Pro realizaci byly zvoleny tyto komponenty:
- IPC-LCDMCU-DIO2AI2 - displej pro zobrazení jednoduchého zapojení nádrže a provozního stavu se vstupy a výstupy pro řízení a převodníkem pro měření teploty
- IPC-CPUF407 - řídící jednotka s připojením na domácí síť (použito pouze Wi-Fi) a výstupem pro řízení
- IPC-DIO1AI1 - rozšiřující modul pro další výstup pro řízení
Měřeny jsou teploty s původními NTC čidly v nádrži (spodní, střední a horní), teplota v krbové vložce, teplota v solárním systému a dále navíc venkovní a vnitřní teplota. Pomocí čtyř výstupů jsou ovládaná relé pro čerpadlo solárního systému, čerpadlo krbové vložky a nahřívání nádrže elektrickými spirálami ve spodní a střední části.
Řízení dostalo celkem 12 profilů, které mění nastavení podle data během roku. Implementované funkce jsou následující:
- blokace nahřívání spirálami při provozu solárního systému a krbu (ne jen při provozu čerpadla, ale brán v potaz je i doba nahříváni soláru nebo krbu
- blokace nahřívání spirálami pomocí HDO
- blokace nahřívání spirálami hlídáním proudového maxima pomocí HJ103
- výpočet spotřebované energie pro každý den
- připojení do vnitřní sítě a na internet pomocí Ethernetu a Wi-Fi
- nastavení přesného času pomocí NTP protokolu
- příkazová řádka přes USB a telnet připojení pro nastavování parametrů systému
- HTTP server pro zobrazení aktuálního stavu a konfigurace
- MQTT klient, který každou vteřinu zasílá provozní data na nastavený server (teploty, stav čerpadel a spirál a spotřebovaná energie)
Získaná data jsou zasílána na domácí server, kde jsou ukládána pomocí monitorovacího systému Prometheus a je možné je zobrazit graficky přes internetový prohlížeč pomocí oblíbeného nástroje Grafana. Tak lze získat detailní představu o fungování během celého roku a vyhodnotit tak provoz po stránce ekonomické i funkční.
V datech z provozu solárního systému lze rovněž vysledovat závislost na počasí a zjistit tak rentabilnost celého systému nejen v létě. Zajímavý bude provoz systému v zimě, zda solární kolektor dokáže dodávat energii i v zimě, a také když se začne topit v krbu. K vyhodnocení tak dojde na jaře.
Systém DIN-IPC je vhodný pro instalaci do klasických rozvaděčů, díky jedinečnému vyvedení kabeláže podobně jako u modulových přístrojů je použití snadné, kabely nejsou přístupné obsluze a rovněž nevyžaduje stavební úpravy. Lze použít pro řízení v mnoha odvětvích průmyslu. Pokud Vás řešení zaujalo a rádi byste získali více informací, neváhejte nás kontaktovat.