Zentralheizungskessel-Steuerkasten

Über dieses Projekt

Einführung

Wenn Sie eine Zentralheizung mit Gaskessel in Ihrem Haus haben, mit einem Raumthermostat in Ihrem Wohnzimmer, schaltet der Thermostat den Kessel aus, wenn es im Wohnzimmer warm genug ist. Der Heizkessel wird dann für das ganze Haus abgeschaltet und es ist unmöglich, andere Räume im Haus zu heizen. Wenn Sie also in Ihrem Wohnzimmer einen offenen Kamin oder einen Holzofen haben, ist der Rest des Hauses kalt, wenn Sie ihn benutzen. Ihr Kessellieferant löst dies in der Regel durch die Installation einer wetterabhängigen Regelung oder Klimaregelung. Ein solches System hat jedoch Nachteile, z.B. die hohe Gasrechnung. Und in Kombination mit einer Fußbodenheizung funktioniert das mies. Der Kesselschaltkasten ist eine bessere und kostengünstigere Lösung.

Funktionen

• Gibt die Möglichkeit, andere Räume im Haus zu heizen, auch wenn der Wohnraumthermostat den ZH-Boiler zum Abschalten anweist (Override-Funktion).

• Hat Schalter auf der Vorderseite für temporäre und permanente Übersteuerung

• Maximale Kesselwassertemperatur an der Frontplatte einstellbar.

• Frontplatten-LCD (4 x 20) zeigt gemessene Kesseltemperatur, eingestellte maximale Kesseltemperatur, Override ein oder aus mit Restzeit oder 'permanente Override', Ventilschutzprogramm wenn es aktiv ist (mit Restzeit), Anzahl der Male das Ventilschutzprogramm ist ausgeführt worden, REBOOT wenn ein Neustart aufgetreten ist.

• 'Ausfallsicher', d.h. wenn die Boiler Control Box (BCB) nicht mit Strom versorgt wird, wird der Raumthermostat den ZH-Boiler normal betreiben und die Heizung funktioniert normal.

• Watchdog, der den BCB im unwahrscheinlichen Fall eines Softwareabsturzes zum Neustart veranlasst.

• Das System benötigt ein elektrisches Ventil (motorisiertes Ventil), das in die Warmwasserversorgung der Fußbodenheizung eingebaut wird. Wenn in der aktuellen ZH-Installation ein wetterabhängiges Steuerungssystem vorhanden ist, ist dieses Ventil bereits vorhanden.

• Das eingebaute Ventilschutzprogramm verhindert, dass das motorisierte Ventil stecken bleibt, indem es alle ca. 24 Stunden.

• Optimale Wassertemperatur in Fußbodenheizungsrohren, im Gegensatz zu einem wetterabhängigen Regelsystem der alten Schule. Die Wassertemperatur in der Fußbodenheizung ist unabhängig von der Außentemperatur.

• Kein Pendeln des Kessels.

Vorteile

• Die Beheizung aller Räume im Haus ist möglich und unabhängig von der Wohnzimmertemperatur.

• Angenehme Wohnraumtemperatur durch optimale Wassertemperatur in Fußbodenheizungsrohren. Volle Kontrolle über die Wassertemperatur in Fußbodenheizungsrohren (im Gegensatz zu einem herkömmlichen Klimasteuerungssystem / wetterabhängigen Steuerungssystem).

• Geringere Gasrechnung als bei einem wetterabhängigen Kontrollsystem der alten Schule.

• Längere Lebensdauer Ihres Kessels und weniger Reparaturen von Kesselteilen wie Pumpe und Ventilator.

So funktioniert's

Der BCB wird an (die Thermostatkontakte) des Heizkessels, des Wohnzimmerthermostats und an ein elektrisches Ventil (Motorventil) in der Warmwasserversorgung der Fußbodenheizung angeschlossen. Der BCB ist auch an einen NTC angeschlossen, der am Warmwasserausgangsrohr des Kessels angebracht ist und die Temperatur des Warmwasserausgangs misst.

Auf der Vorderseite des BCB befindet sich ein Display, das die Temperatur des Warmwasserausgangs (Tgemessen), die eingestellte maximale Wassertemperatur bei aktiviertem "Override" (Tset), Override ein, aus oder permanente Override und die Anzahl der Male der Ventilschutzprogramm ist abgelaufen.

Befindet sich der BCB nicht im „Override“-Modus oder ist der BCB stromlos, ist der Wohnraumthermostat mit dem Heizkessel verbunden und das Fußbodenheizungsventil geöffnet. Der Wohnraumthermostat steuert nun direkt den ZH-Kessel. Als ob der BCB nicht da wäre. Die LED an der Frontplatte ist aus und das Display zeigt:"Override:OFF." Wenn der Wohnraumthermostat dem Heizkessel das Abschalten mitteilt, ist dieser unabhängig von der Temperatur in anderen Räumen des Hauses ausgeschaltet.

Wenn wir in einem der anderen Räume des Hauses heizen möchten, können wir das Wohnzimmerthermostat mit einer der beiden Tasten an der Vorderseite des BCB "übersteuern". Mit dem Kippschalter kann der Wohnraumthermostat dauerhaft übersteuert werden. Der Taster kann für eine vorübergehende Übersteuerung verwendet werden. Wenn es gedrückt wird, kann eine vorübergehende Übersteuerung von einer bis acht Stunden gewählt werden, wie auf dem Display angezeigt. (0-1-2-3-4-5-6-7-8-0... usw. Stunden). Wenn sich der BCB im Override-Modus befindet, wird dies im Display angezeigt und die LED an der Vorderseite leuchtet.

Im Override-Modus übernimmt der BCB die Steuerung des ZH-Kessels. Er schaltet den Kessel aus, wenn die gemessene Temperatur des Kesselausgangswassers die eingestellte Maximaltemperatur Tsoll (im Bild 59 °C) überschreitet. Er schaltet den Kessel ein, wenn die gemessene Temperatur unterschritten wird (Tsoll - h), wobei h die Hysterese von 20 °C ist. In unserem Fall schaltet die BCB den Kessel also ein, wenn die Wasseraustrittstemperatur unter 39 °C sinkt. Die Hysterese h kann auf Wunsch in der Skizze verändert werden. Der BCB hält nun die Wassertemperatur des ZH zwischen 39 °C und 59 °C. Jeder Raum kann unabhängig vom Wohnraumthermostat beheizt werden. Die Raumtemperatur kann auf Wunsch durch Thermostatventile an den Heizkörpern geregelt werden.

Die Wohnraumtemperatur wird nun vom Wohnraumthermostat durch Öffnen oder Schließen des Elektroventils in der Fußbodenheizung geregelt.

So bauen Sie es

Der Aufbau ist relativ einfach. Verbinden Sie die Komponenten wie im Zeitplan gezeigt. Der 5V-Ausgang des Arduino Uno muss mit allen +5V-Anschlüssen (Pfeile) verbunden werden. Verbinden Sie auch alle Massestifte.

Der BCB wird über ein externes Netzteil von 12 V DC mit Strom versorgt, das an den Arduino angeschlossen ist. Der +5V-Ausgang des Arduino reicht nicht aus, um sowohl das LCD als auch das Relaismodul mit Strom zu versorgen, daher wird die Relaisschaltung auf letzterem von einem separaten 5V-Schaltnetzteil, dem LM2596, gespeist. Der LM 2596 bezieht seinen Strom direkt aus dem externen 12V Netzteil. Der Jumper auf dem Relaismodul, der Vcc und JD-Vcc verbindet, muss entfernt werden. Bitte befolgen Sie die Schaltpläne sorgfältig.

Laden Sie die Skizze herunter und laden Sie sie auf Ihr Arduino hoch und Sie sind fertig.

Was Sie brauchen:

• Arduino Uno

• 8-Relais-Modul

• LCD-Display 2004A

• LM2596 5V Schaltnetzteil

• 12 V DC externes Netzteil

• B+B Thermo Technik TS-NTC-103 (10kΩ)

• Metallfilmwiderstand 10kΩ, 0, 1% Toleranz

• Potmeter 10kΩ linear (Chassis)

• Trimmpotentiometer 10kΩ

• Widerstand 820 Ω (Toleranz nicht wichtig, 10 %, 5 % oder besser reichen aus)

• Widerstand 1500 Ω (Toleranz nicht wichtig, 10%, 5% oder besser genügen)

• Widerstand 10 kΩ, Toleranz nicht wichtig (2 Stück)

• Kondensator 0, 1 uF (=100nF) 16V (2 Stück)

• Elco 470 uF 16V

• Drucktaste (normalerweise aus)

• Tumbler-Schalter

• 4 Anschlüsse 2,5 mm (Gehäuse)

• 1 Stromanschluss (Gehäuse)

• 4 Anschlüsse einzeln 2,5 mm

• LED, geringer Strom, z.B. Kingsbright L53 LYD gelb

• Anlage

Installation

Stecken Sie die Anschlüsse des Elektroventils, des Wohnzimmerthermostats und des ZH-Boilers in die entsprechenden Anschlüsse des BCB. Stellen Sie sicher, dass die Leitungen des NTC ordnungsgemäß isoliert sind, z. mit Schrumpfmuffen. Installieren Sie den NTC mit Kabelbindern am Warmwasserausgangsventil des Kessels. Stecken Sie den Stecker des NTC in den entsprechenden Anschluss des BCB. Stecken Sie das 12-V-Netzteil in den Netzanschluss des BCB und stecken Sie den Netzstecker in die Netzsteckdose.

Starten des BCB

Nach dem Einstecken des Netzteilsteckers in die Netzsteckdose zeigt der BCB eine Meldung an, dass er bootet. Es wird auch die Version der Skizze auf dem Bildschirm angezeigt.

Befindet sich der Kippschalter für permanente Übersteuerung in der Aus-Position, erscheint nach dem Hochfahren des BCB der folgende Bildschirm. Der Bildschirm zeigt die gemessene Temperatur des Ausgangskesselwassers (Tgemessen), die eingestellte maximale Temperatur des Ausgangskesselwassers (Tset), den Override-Status (off) und zeigt an, dass der BCB hochgefahren ist.

Um die Meldung „BOOTED“ zu löschen, stellen Sie den Kippschalter in die Position der permanenten Überbrückung und drücken Sie die Taste für die vorübergehende Überbrückung. Die LED leuchtet. Dabei kann der Kessel vom BCB eingeschaltet werden.

Im Display wird die Meldung "BOOTED" jetzt durch die Meldung "#VP=0" ersetzt, die anzeigt, dass das Ventilschutzprogramm (#VP) seit dem Booten des BCB 0 Mal ausgeführt wurde (Siehe Ventilschutzprogramm.)

Bringen Sie den Zuhaltungsschalter für die permanente Überbrückung wieder in die Aus-Position. Die LED erlischt.

Ventilschutzprogramm

Das Ventilschutzprogramm wird etwa alle 24 Stunden ausgeführt. Er schließt das Elektroventil und öffnet es wieder, um ein Hängenbleiben zu verhindern. Jedes Mal, wenn der VPP läuft, wird der Zähler #VP inkrementiert. Nach #VP=99 geht es auf Null zurück. Während des Betriebs zeigt das VPP die verbleibende Zeit im Display des BCB an. Die Gesamtzeit des Programms beträgt 15 Minuten. Dies mag ziemlich lang erscheinen, aber viele elektrische Ventile brauchen mehrere Minuten, um zu reagieren. Wenn die Override-Funktion verwendet wurde, erfolgt die erste VPP-Ausführung ca. 24 Stunden nach dem Ausschalten der Override-Funktion.

Wachhund

Im unwahrscheinlichen Fall eines Softwareabsturzes startet der eingebaute Watchdog den BCB neu. Während des Neustarts wird die Meldung "REBOOT IN PROGRESS" im LCD angezeigt. Nach dem Neustart funktioniert der BCB normal. Die Meldung "#VP=.." wird durch "REBOOT" ersetzt, um den Benutzer darüber zu informieren, dass ein Neustart stattgefunden hat. Die Nachricht kann wie unter "BCB in Betrieb nehmen" beschrieben gelöscht werden.

Code

Kessel-Steuerkasten-Skizze v 1.3

Schaltpläne