Дача48.ру

Всё своими руками

Управление насосом ГВС при помощи Arduino

 

Содержание

Для чего нужен циркуляционный насос в ГВС

Для начала нужно понять для чего необходим циркуляционный насос на контуре горячего водоснабжения в частном доме. Каждый, кто сталкивался с длительным ожиданием теплой воды из крана уже понимает в чем дело. Чаще всего такое положение возникает когда бойлер стоит далеко от крана, куда необходимо подать горячую воду. Дело в том, что со временем вода остывает в трубах при отсутствии разбора. Когда кран открыт, сначала сливается вся остывшая вода, а через некоторый промежуток времени начинает идти горячая. Это время определяется длинной трубы от источника ГВС до точки разбора и достигает 20-60 секунд.

Проблема решается еще на стадии проектирования системы водоснабжения. В расчет берется две трубы для горячей воды соединенные в самой дальней точке. Одна из них прямая, другая обратная. Таким образом, получается кольцо, по которому циркулирует горячая вода, и остывает лишь в коротких ответвлениях к каждому крану, из которых сливается мгновенно, не доставляя неудобства потребителям.

Сама по себе вода циркулировать не будет, для этого нужен насос. Современные насосы с мокрым ротором неприхотливы и бесшумны. Цены на них варьируются в несколько раз от недорогих насосов без автоматики до специально спроектированных для управления ГВС со встроенным температурным датчиком и таймером.

Я поставил самый простой насос.

Насос Unipump на контуре ГВС

Условия управления насосом

Простой способ добиться циркуляции воды в контуре — установить насос в разрыв обратного трубопровода и включить постоянно.

Внимание!!! При выборе насоса для циркуляции в многоэтажном частном доме необходимо учитывать напор воды который он способен создать.

Минус этого способа в том, что изначальная экономия через два, три года перерастет в постоянную переплату по счетам за электричество. Гораздо разумнее включать циркуляцию только тогда, когда она требуется.

Ситуации когда работающий насос не нужен:

  • Ночью все спят и нет надобности в сиюминутной горячей воде, но, например, если человек сходил в туалет, то логично, что после этого он пойдет мыть руки и вода уже необходима.
  • Вода в трубопроводе уже горячая, в этом случае работа циркуляционного насоса не требуется.
  • Также можно выключать насос, если долгое время нет движений в доме.

Это задачи уже не по силам насосам со стандартными функциями, зато запрограммировать контроллер Arduino для осуществления этой задумки вполне возможно.

Еще вариант разумной экономии это заставить насос работать с определенной периодичностью в связи с тем, что вода в трубах остывает не сразу, а спустя какое-то время. Все это по силам Ардуино.

Блок управления насосом на базе Arduino

Давайте на живом примере соберем блок управления насоса исходя из двух условий. Насос не должен работать в ночное время. В дневное время насос должен включаться на короткий промежуток времени после этого делать паузу.

Интервал подберем эмпирическим путем. У меня в доме насос прогоняет воду по кольцу горячего водоснабжения примерно за 40 секунд, это чувствуется по повышающейся температуре насоса, расположенного на обратке и по температуре воды, вытекающей из крана в самой дальней точке. Для удобства заставим его работать ровно минуту.

Второе условие будет зависеть от времени остывания воды в трубах. В моем случае она понижает температуру до заметной рукам примерно за 20 минут. Поэтому сделаем повторное включение насоса через 15 минут — с запасом.

Третье условие посуточное, ночью все спят, поэтому нет смысла включать циркуляционный насос даже один раз в пятнадцать минут. Понятие ночи у всех разное, поставим рабочее время насоса с 7 утра до 23:00 вечера. Вы с легкостью сможете изменить любые параметры под себя. В скетче (программке для Ардуино) по-русски будет написано где что исправить.

Детали для сборки блока управления

Для осуществления проекта нам понадобятся:

  • Arduino UNO или её китайский аналог. Брал тут, работает.
  • Монтажная плата (идет в комплекте с китайской Ардуино)
  • Часы реального времени RTC DS1302. Брал тут, работает.
  • Реле 220 вольт KY-019. Брал тут, работает.
  • Провода для соединения.
  • Блок питания.

Собираем блок управления

Подключаем Ардуинку к DS1302 для этого нам необходимо соединить контакты:

Соединяемые контакты
Arduino Uno RTC DS1302
5V VCC
GND GND
13 CLK
12 DAT
10 RST

После этого подключаем реле:

Соединяемые контакты
Arduino Uno KY-019
3 S
5V +
GND -

Схема подключения RTC DS1302 и реле 220 вольт

Собираем все указанные компоненты по данной схеме

На видео показано как схема подключения выглядит в собранном виде.

Программа для управления насосом в контуре ГВС

Скачивание и установка программ

Скачиваем скетч и библиотеку для часов реального времени RTC (взято с сайта iarduino.ru). Чтобы включить библиотеку в Arduino IDE нажимаем: Скетч -> Подключить библиотеку -> Добавить .ZIP библиотеку...

В скетче он подключен в первой строчке.

Подключаем библиотеку часов реального времени

Настройка часов

Вторым этапом устанавливаем время на часах. Для этого:

  1. Раскомментируем строчки указанные на картинке.

    Раскомментируем строчки для настройки часов

  2. Устанавливаем нужное время и дату.
  3. Загружаем скетч в Ардуинку.
  4. Закомментаруем указанные выше строчками, чтобы не сбивать дату.

Настраиваем режим день ночь.

Устанавливаем часы и минуты включения и выключения насоса по времени суток. Именно в этом интервале исполняется дальнейший код. В остальное (ночное) время, насос будет отдыхать.

Устанавливаем в скетче время включения и выключения насоса

Условие включения насоса

По умолчанию в программе насос включается на минуту (60000 мс) и выключается на 15 минут (60000*15). В вашем случае настройки скорее всего будут другими. Они зависят от температуры воды, длины трубопровода и степени его утепления. Проверить это необходимо опытным путем.

Засеките через сколько горячая вода при выключенном насосе ГВС начинает литься из крана, умножьте это время на 2 и запишите результат в скетч, в месте указанное зеленой стрелкой в миллисекундах. Засеките через какое время вода остывает в кране градусов на 10-15 и запишите результат в миллисекундах в месте, указанном красной стрелкой.

Выставляем паузы включения и выключения насоса

После этого остается загрузить скетч в Arduino, к реле подсоединить разрыв одного из проводов питающего насос и упаковать это аккуратно в распаечную коробку. Блок управления насосом контура горячего водоснабжения на основе Arduino собран.

Аккуратно укладываем все компонеты в монтажную коробку

Итог

В итоге насос будет работать не 24 часа в сутки, а 64 минуты, что существенно увеличит ресурс его работы и сократит потребление электроэнергии.

 
 

Вам понравится:

 
7017