Управление приточной вентиляцией при помощи сенсорной панели термостата

Наверное, никто не будет отрицать необходимость приточной вентиляции в частном доме. Открыть окно для проветривания руками, конечно, проще, но это противоречит концепции реализации идеи Умного Дома. Решено было сделать приточную вентиляцию только на втором этаже в помещениях, предназначенных для сна. Ванную, туалеты, гардеробную вычеркиваем из этого списка, так как там достаточно вытяжной вентиляции, управляемой , кстати, тоже контроллером Умного Дома.

Небольшое Техническое задание

• Количество помещений для вентиляции – 3.
• Управление приточной вентиляцией – независимое из каждого помещения, уровень приточной вентиляции должен быть регулируемый.
• Работа вентиляции в одном помещении не должна сказываться на климате другого помещения.
• Контроллер -WirenBoard 6.
• Панель управления ПУ-3 (описанная ранее в другой статье).
• Воздух в приточной вентиляции должен подогреваться при низких температурах на улице.

Для изготовления самой системы вентиляции, помимо труб, нам понадобится

1.  Вентилятор в изолированном корпусе IRB 125 В1 EС 1шт (с управлением скоростью вращения 0-10В).
2.  Воздушный клапан КВК 125 Р 3 шт (для первичной регулировки расхода воздуха).
3.  Воздушный клапан КВК 125 М 3 шт (для установки электроприводов).
4.  Воздушный клапан КВК 160 М 1 шт (главный клапан на входе для закрывания заслонки при не рабочей системе).
5.  Канальный датчик температуры TG-K 330 1 шт (один из элементов безопасности и контроля за температурой).
6.  Канальный нагреватель PBEC 160/2.2 1 шт. 
7.  Фильтр (корпус с материалом F5) ФЛФ 160 М1 1 шт. 
8.  Регулятор температуры Pulser-М 1 шт (тут я ошибся с моделью регулятора, так  как можно было взять управляемый 0-10В и использовать более сложные алгоритмы управления).
9.  Шумоглушитель 125/900 3 шт. 
10.  Контактор DILEM-10 1 шт (для управления силовой нагрузкой).
11.  DA02N220 электропривод без пружинного возврата (на вход системы, закрывать клапан). 
12.  DA02N220PI электропривод без пружинного возврата 3 шт (для раздельного регулирования).
13.  Реле WirenBoard WBMR3L.

Схема вентиляции

На входе стоит воздушный клапан КВК 160 М с электроприводом DA02N220. Клапан открывается при работе вентилятора и закрывается при выключении вентилятора, за клапаном стоит фильтр, для очистки воздуха от пыли и насекомых, далее - канальный нагреватель PBEC 160/2.2, далее - вентилятор. После этой конструкции, система расходиться по трем комнатам. На каждом канале установлен ручной воздушный клапан КВК 125 Р, для настройки расхода воздуха. Это нужно для компенсации различной длины труб. Чтобы при одинаковых условиях, в каждую комнату приходил одинаковый объем воздуха. Затем идет воздушный клапан КВК 125 М с установленными электроприводами DA02N220PI без пружинного возврата, для индивидуальной регулировки.

процесс прокладки трассы.

Алгоритм работы

Панель управления ПУ-3 может выдавать команды на управление вентиляции с шагом от одного до пяти. Принимаем первый шаг за выключенную вентиляцию в помещении, а пятый шаг - за максимальную вентиляцию. Распределяем промежуточные шаги для одного помещения следующим образом: 1 – 0%: 2 – 25% 3 - 50% 4 – 75% 5 - 100%.  Это нам пригодиться для управления заслонкой воздушного клапана.

Так как нам необходимо изменять скорость вращения вентилятора, в зависимости от потребностей каждого помещения, то максимальную скорость вращения вентилятора примем за максимальную сумму шагов всех трех панелей. Значит 100% скорости вращения вентилятора будет равняться 15 шагам с трех панелей.  Выключенное состояние будет суммой трех шагов.  Ниже привожу матрицу шагов и уровня напряжения управления скорости вращения вентилятора. Хочу сразу предупредить, что верхний уровень управляющего напряжения в статье выбран максимальный, в реальных условиях производительность вентиляционной системы у меня выбрана с избытком и максимальная скорость вентилятора, для комфортного проживания, мне необходима всего 50% от максимума. Поэтому у меня максимальное напряжение управляющего сигнала ровняется пяти вольтам, вместо десяти.

Так как проектируемая система содержит элементы безопасности, потребителей с большой мощностью и много коммутаций, собираем отдельный щит для управления вентиляцией и располагаем его максимально близко к элементам управления, расположенным на чердаке дома. В данном щите использовалось реле WB-MR3LV/S для управления контактором системы нагрева и включением вентилятора. 

Для изменения скорости вращения приточного вентилятора и управления углом открытия заслонок, управляющий сигнал 0-10В будем брать с модуля аналоговых выходов WBIO-AO-10V-8. На чердак подниматься нам лень, поэтому для того, чтобы активировать систему, в котельной располагаем кнопки управления, отвечающие за включение вентилятора (по сути, включения всей системы) и включения подогрева приточного воздуха. Кнопки подключены через WBIO-DI-WD-14.

Кнопки будут управлять работой реле WB-MR3LV/S. У меня оставалось еще одно реле (WBIO-DO-R10A-8) после интеграции компонентов WirenBoard в умный дом, его мы будем использовать для управления сигнальными лампами (220В), отвечающими за визуализацию работы системы. 

Ниже готовый щит управления. На нем расположены дополнительные элементы управлением котельной. Выбор отопительного котла, включение насоса и слива воды в кессоне. Индикация включения греющего кабеля.

Теперь рассмотрим алгоритм автоматизации в Node-red.

Слева node-red-contrib-wirenboard "in" (Уровень вентиляции). Забираем данные с панельки управления климатом. Напоминаю, что она подключена по RS485 к WirenBoard6. Нас интересует Topic  /devices/temp_102/controls/Speed Vent.

Данные имеют значение от 1 до 5. В node change присваиваем каждому значению уровень напряжения, необходимый для открытия заслонки. Например, уровню 1 соответствует значение 0 вольт. А уровню 5 соответствует значение 10 вольт. 

Для управления скоростью вращения вентилятора в функции складываем данные с трех панелек. 

Суммарное значение формирует 16 правил в node change. Где сумма, равная 15, соответствует максимальной скорости вращения вентилятора, а сумма 0 соответствует выключенному состоянию вентилятора.

Преобразованные значения для заслонок и вентилятора поступают на модуль аналоговых выходов WBIO-AO-10V-8, где цифровые сигналы преобразуются в напряжение управления

Ниже на схеме Node-red приведен алгоритм включения вентилятора и нагрева воздуха. Отдельное управление нагревом сделано исключительно из опыта эксплуатации подобных систем. Включать подогрев буду только при отрицательных температурах на улице. Хочу отметить, что в данной схеме включить нагрев воздуха при выключенном вентиляторе невозможно, так как алгоритм проверяет нодой wirenboard-get наличие сигнала управляющего вентилятором в данный момент. В каждой комнате установлены датчики СО, которые будут в последствии задействованы для управления приточной вентиляции в автоматическом режиме. Тем более что сенсорная панелька имеет возможность переключаться в режим AUTO. 

Выводы

Схема испытана и работает в загородном доме. Конечно, в процессе эксплуатации или усовершенствования моих скромных знаний Node-red, я ее буду улучшать или дополнять, а может и упрощать. В любом случае я доволен выбором комплектующих от WirenBoard, гибкости визуального программирования Node-red и самое главное - помощи при создании данного проекта сообщества Sprut.AI