Pellettikattilan ohjaus-/etähallintajärjestelmän rakentaminen

[vilt_su]

Nyt kun pelletin hinta on noussut, heräsi innostus viritellä pellettikattila hyödyntämään halpoja pörssisähköpäiviä, samoin myös aurinkopaneelit ovat olleet jo pitkään harkinnassa, ja tällä voisi saada lisähyötyä niistäkin.

Pellettikattilassa on siis 20kw poltin, ja vaihtoehtoisesti sitä voi käyttää myös 6kw sähkövastuksilla. Sähkövastuksen käyttö olisi nykyhinnoilla kannattavaa oma sähkönsiirto huomioiden silloin kun pörssisähkö tippuu alle ~3 sentin. Tämä raja tietysti elää pelletin hinnan mukaan, joten ei siitä sen enempää.

Itse järjestelmän toteuttaisin mieluusti "päälleliimattuna" eli niin että en tekisi mitään muutoksia itse pellettipolttimen elektroniikkaan. (Tämä ihan siksi että jos minusta aika jättää niin huoltomiehen ei tarvitse ihmetellä rosvoliittimiä ja ties mitä pelle peloton viritelmiä)

Tämän hetkinen ajatus toteutuksesta olisi tällainen:
-Wifi-kamera kuvaamaan pellettipolttimen lcd näyttöä
-Wifi-fingerbot palikoita painelemaan nappeja (näitä tarvitaan minimissään 2, maksimissaan 4)
-Talon sisälle joku vähävirtainen mini PC joka esim. Kerran tunnissa pyytää kameralta kuvat ja fingerbot näpyttää näytölle vuorollaan kaikki tarvittavat tiedot jotka kuvataan
-Php olisi itselle tutuin ja helpon tapa koodata tietojen käsittely. Lyhyesti muutettaisiin lcd näytön kuvat tekstiksi ja muuttujiksi, verrattaisiin tulevia pörssihintoja ja katsottaisiin että onko käyttötapana pelletti vai sähkö, tarvittaessa vaihdettaisiin se halvempaan. (Ja aurinkopaneelien tapauksessa katsottaisiin että jos tuotto-käyttö on riittävästi, eikä ulosmyyntihinta miellytä, otetaan "ilmainen" sähkö hyötykäyttöön ja säästetään pellettiä). Lisäksi voisi koodata esim. hälytykset jos lämpötila alkaa laskea tai savukaasun lämpötila alkaa antamaan merkkejä nuohoustarpeesta.

Toteutusta en ole kovin tarkasti miettinyt muuten kuin siten että mikä on suunnilleen osaamisaluettani, mielelläni kuulisin vaihtoehtoisia (helppoja) toteutusideoita.

Tällä hetkellä keskeisimmät ongelmat mitä mietin tuolla "osaamallani" toteutuksella:
1. Miten saan muutettua kuvan lcd näytöstä koodin ymmärtämäksi tekstiksi? (Voin toki koodata jonkun oman lukijan mutta se vienee suhteettoman paljon aikaa ja vaivaa)
2. Php:lla kaikki muu varmaankin onnistuu mutta miten saan painamaan fingerbotilla nappia sekunnin pohjassa (on tarpeen kun vaihtaa sähkölle) C++:aa osaan myös jonkun verran mutta sillä taas en oikein osaa hakea esim. sähkön pörssihintoja.
3. Noista fingerboteista ei myöskään ole kokemusta, osa on ilmeisesti lähinnä ios/android ohjattavissa ja sieltä puolelta taas ei ole kokemusta koodaamisesta.

Lähinnähän tässä on kyse harrastustoiminnasta, mutta kyllä tällä jonkun euron voin säästääkin jos saan suunnitelmat sille mallille että päätän lähteä toetuttamaan.

 

[Copper]

Eikö tossa olisi helpointa laittaa pellettikattilan lämpöpyynti niin matalaksi kun voi. Ja Shellyllä vain napata sähkövastukset päälle aina kun sähkö on halpaa. Pelletin syöttö loppunee kun varaajan lämpö menee yli pyynnin.

Onko tommosissa kattiloissa automaattisytytys tjsp. Jos ei, niin ongelmaksi tulee se kun Shelly sammuttaa sähkövastukset. Eikä pelletti puoli enää lähdekkään toimimaan.

Edit: Mitään noista kattiloista en tiedä. Mutta onko niissä mahdollisuus säätää jotenkin lämpörajoja, ettei kattila nyt ihan sammumaan pääse. Ts. Että ~50C lämmitys lopetetaan, mutta joku ylläpito syöttö jää päälle. Sitten taas ~90C sammuu kokonaan. Sähkövastukset sitten säätää 80C. Jää vähän pelivaraa.

 

[vilt_su]

Kyllä tuo periaatteessa toimisi niinkin, normaalitilassa jos kattila saavuttaa tavoitelämpötilan niin pelletin syöttö loppuu ja hiillos jää kytemään, ja sitten kun lämpötila taas laskee niin puhallin puhaltaa hiilloksen liekkiin ja uutta pellettiä syötetään taas pikkuhiljaa kunnes lämpötila on taas tavoitteessa.

Ongelmaksi tuossa tulee todennäköisesti se että jos lämpötila on pitkään tavoitelämpötilassa sähkövastusten avulla niin pelletti ei enää kyde, ja järjestelmä yrittää puhaltaa sitä turhaan käyntiin.

Tämä on suoraan valmistajan ohjeesta:
"Kattilan ohjelma vertaa todellista- ja tavoitelämpötilaa toisiinsa. Jos ero on alle kahdeksan astetta, olettaa ohjelma poltinmaljassa olevan vielä hiillosta ja tekee lämminkäynnistyksen. Varsinkin kesäaikaan kattila ei välttämättä jäähdy tarpeeksi huollon aikana."

Kylmäkäynnistyksellä polttimessa on vastus joka sytyttää pelletin uudestaan tuleen.

Tuo olisi sinänsä hyvä ratkaisu mutta vaatisi ehkä jo jotain muutoksia itse kattilan ohjelmaan.

 

[vilt_su]

https://ariterm.fi/wp-content/uploads/2021/01/Biomatic-20_30.pdf
Tuolta löytyy valmistajan käyttöohje jos jotain kiinnostaa tarkemmin tuon polttimen sielunelämä.
Sivulla 9 on muun muassa sähkökaavio josta pääsee jonkinlaiseen käsitykseen laitteen kytkennöistä.

 

[vilt_su]

Tänään vähän tein koeajoja ja huomasin että yksinkertaisimmillaan saan homman toimimaan niin että käytän kattilan pelletti+sähkö moodia, jossa sähkövastukset on varalla toimintahäiriön sattuessa.

Testasin manuaalisesti asiaa ja homma toimii näin:

-Virta syöttömoottorille katkeaa:
Laite menee vikatilaan ja siirtyy sähkövastukselle

-Virtakytkin käy sammuksissa:
Laite lähtee sytyttämään pellettiä nollista

Tämä olisi varmaan yksinkertaisin toteutus, noihin etäohjattavat releet väliin.

Tosin tässä tulee jonkin verran viivettä ennen kuin sähkövastus aktivoituu joten tätä ei ehkä kannata ihan jatkuvasti napsutella edes takaisin. Pörssisähkön kanssa aivan riittävä systeemi, mutta aurinkopaneelien kanssa optimaalisin olisi sellainen jossa parhaimmillaan työnnettäisiin auringon tuottamalla ylimääräisellä sähköllä lämpöä pelletin avuksi kattilaan.

Tuo on kyllä aika "tyhmä" tapa ohjata kattilaa. Jos tuohon päädyn niin datan keräämiseen (lämpötilat ym.) pitänee kehitellä oma systeeminsä.

 

[t_jaas]

Täytyi ihan luoda tunnarit, että pääsin kiittämään hyvästä ideasta. Tuossa alkusyksystä aloin pohtimaan vastaavaa, että miten pystyisi halvan sähkön tunteja tuon pellettikattilan sähkövastusten kanssa parhaiten hyödyntämään. Törmäsin sitten tähän ketjuun ja päätin toteuttaa tuon viimeisimpänä esitellyn idean. Aikaisemmin tuota tuli kesäkuukausina käyteltyä lähinnä manuaalisesti, eli suurimman osan ajasta lämmittelin sähköllä ja sitten jos sattui jotain kalliimpia päiviä olemaan, niin kävin napauttamassa vaihteen pelletille. Talvella sitten pääasiassa pelletti käytössä.

Nyt olen tässä muutaman viikon pyörittänyt hommaa juurikin tuolla tapaa kahdella etäohjattavalla releellä. Toinen siis syöttömoottorin edessä ja toinen ohjausyksikön päävirran edessä. Kun sähkö on halpaa, niin automatiikka katkaisee virran syöttömoottorille ja tuolla kattilan omalla pelletti+sähkö -moodilla siirtyy tässä "häiriötilanteessa" lämmittämään sähköllä. "Häiriötilan" kuittaus taas tapahtuu käyttämällä päävirtaa pois ja käynnistämällä uudestaan.

Itsellä tuo ohjaus on tällä hetkellä vartin tarkkuudella nykyisen varttihinnoittelun mukaan. Eli kerran vartissa siis haetaan sen hetkinen hinta ja ohjelma sitten katsoo, että onko tarvetta vaihtaa lämmitysmuoto vaiko ei. En ole havainnut ongelmaa sen kanssa, sillä yleensä hinnat ovat kuitenkin samassa suuruusluokassa useamman tunnin kerrallaan. Toki teoriassa tuo saattaa räpsähdellä vartiksi moodista toiseen, jolloin välttämättä sitä sähköllä lämmittämistä ei ehdi edes tapahtumaan. Mutta en ole ainakaan vielä muutaman viikon testiajon aikana kokenut tuota ongelmaksi.

Tähän asti homma on toiminut oikein näppärästi ja selvää säästöä lämmityskustannuksissa on ollut havaittavissa. Ei nyt toki ihan mahdottomia summia, mutta ihan kohtalaisesti muutaman tunnin askartelusta ja kahdesta parin kympin releestä. Toki enemmän harrastustoimintaa tämäkin loppupeleissä oli.

Täytyy jossain kohtaa yrittää tehdä tarkempaa laskelmaa säästyneistä euroista. Sähkön myyjän palvelussa näkyy kulutukset ja sähköstä maksetut hinnat tuntikohtaisesti, niin sieltä pystyy aika hyvin erottamaan ne sähköllä vs. pelletillä lämmitetyt tunnit. Ei toki olisi mikään mahdoton homma koodailla tuohon releiden ohjaukseen käytettyyn koodinpätkään mukaan statistiikan keräystä lämmitysmuodosta ja hinnasta, niin voisi siitäkin saada suoraan jonkunlaista raporttia pihalle.