Интеграция газовых котлов De-Dietrich в систему домашней автоматики

      В этой статье, на примере газовых настенных котлов De Dietrich модельных рядов Naneo и INNOVENS MCA   (рис. 1) показывается, как можно обеспечить дистанционное управление котлом через систему домашней автоматики (”Умный дом”) стандарта Z-wave.

Рис. 1. Котлы De Dietrich модельных рядов Naneo и INNOVENS MCA

    Котлы De Dietrich модельных рядов Naneo и INNOVENS MCA оснащаются разъемами протокола OpenTherm для подключения внешнего управляющего устройства. В качестве такого управляющего устройства может использоваться терминал управления котлом https://domoton.ru/shop/terminal-upravleniya-kotlom-nevoton-bcg1-usb/. Данное устройство работает в качестве «шлюза», перехватывая информацию между котлом и термостатом, а также, обеспечивает удаленное управление котлом через компьютер (контроллер системы домашней автоматизации).

    Помимо использования терминала управления котлом  NEVOTON BCG1-USB есть еще один способ интеграции котла в систему домашней автоматизации, который и рассматривается далее в статье.

    Платы контроллеров газовых настенных котлов De Dietrich модельных рядов Naneo и INNOVENS MCA имеют разъемы, позволяющие осуществлять «запрос тепла» от внешней системы управления, минуя автоматику самого котла.

    Управляя котлом через систему домашней автоматизации, можно реализовать следующие функции:

• дистанционное управление работой газового котла на уровне «запроса тепла» для обеспечения экономии расхода газа;
• дистанционный контроль температур теплоносителя в контуре отопления;
• контроль целостности котлового контура;
• удаленное считывание показаний газового счетчика;
• своевременное оповещение о протечках (в помещении котельной, где расположено большое количество труб, соединений и оборудования).

    Дистанционное управление газовым котлом обеспечивает, кроме удобства управления и комфорта, существенную выгоду – нет необходимости жечь газ, когда не надо постоянно поддерживать высокую температуру батарей отопления (например, утром Вы ушли на работу, в доме никого нет). Без вреда для дома (риски «разморозки» контура отопления нивелирует автоматика самого котла), можно отключить нагрев контура отопления на время отсутствия людей в доме. Как правило, при хорошей теплоизоляции дома, снижение температуры воздуха в помещении, в течении 6 часов, будет не более 2 °С. А повысить температуру воздуха в помещении, радиаторы отопления способны на 2…2,5 °С за час.

    Перевести котел в режим нагрева контура отопления, чтобы быстро повысить температуру в доме (например, перед своим выходом с работы, перед прибытием  в дом) можно в любой момент при наличии в доме выхода в интернет – настроить доступ можно и с мобильного телефона. Также можно задать автоматический сценарий включения/выключения котла автоматикой «системы управления умным домом», привязанный к календарю.

    Поставленные задачи можно выполнить установкой модуля сбора данных DCM-5.1.1-Z (оснащенного чипом системы автоматизации стандарта Z-wave), к которому, в свою очередь, можно подключить следующее оборудование:

• датчик температуры Т наружного воздуха (типа Pt1000 – устанавливается снаружи дома);
• два накладных датчика температуры Т1 и Т2 (типа Pt1000 – устанавливаются на подающей и обратной трубах контура отопления);
• датчик давления P (типа ОВЕН ПД100 или аналогичный – датчик врезается в котловой контур);
• импульсный выход счетчика газа (к счетчику газа, например BG-10, подключен датчик импульсов низкочастотный (герконовый считыватель) типа IN-Z61, или же можно использовать счетчик, уже оснащенный импульсным выходом);
• управляющие контакты котла (клеммы подключения показаны на рис. 3 и 5).

    Модуль сбора данных предназначен для одновременной работы с 5-ю различными датчиками, передачи результатов измерений по беспроводной сети стандарта Z-Wave и способен управлять одним внешним устройством (имеет одно коммутирующее реле). Применение модуля сбора данных облегчает процесс монтажа оборудования, а также, уменьшает количество укладываемых проводов для подключения датчиков. Инструкция по настройке модуля сбора данных размещена на сайте производителя: https://domoton.ru/nevoton_files/DCM511Z/DCM_511_ru.pdf).

    Применение модуля сбора данных позволяет включить с состав «системы управления умным домом» дистанционное управление газовым котлом, удаленный контроль параметров в контуре отопления и отслеживание расхода газа.

    Управление сетью домашней автоматизации стандарта Z-wave  производится контроллером, в качестве которого можно использовать одноплатный компьютер Raspberry Pi (с установленной платой расширения RaZberry), или Fibaro Home Center 2. Структурная схема автоматизации котла показана на рис. 2.

Рисунок 2. Структурная схема автоматизации котла

    К модулю сбора данных подключены на пять входных каналов: два накладных датчика температуры Т1 и Т2, датчик температуры Т наружного воздуха, датчик давления P и импульсный выход счетчика. Процесс настройки каналов модуля сбора данных и типы поддерживаемых датчиков приведены в инструкции к модулю: https://domoton.ru/nevoton_files/DCM511Z/DCM_511_ru.pdf. Датчики температуры требуют установки на металлическую трубу, или на металлические части: фитинги, датчики и т.д. В этом примере, один датчик температуры Т1 установлен на  трубопроводе подачи, второй датчик Т2 – установлен на трубопроводе «обратки».

    Для контроля целостности контура системы отопления, в системе установлен датчик давления, подключенный к модулю сбора данных.

    Кроме дистанционного контроля, датчики температуры и давления могут быть полезны при выявлении некоторых возможных неисправностей: утечки, неисправности котельного оборудования и т.п. (например, выход из строя расширительного бака способен привести к резкому изменению давления в системе, и наоборот, постепенное снижение давления говорит об утечке из котлового контура). Также и резкое повышение температуры, после включения котла, может говорить о неисправности теплообменника или циркуляционного насоса (что в свою очередь говорит о предаварийном состоянии котла).

    Подключение реле модуля сбора данных к управляющим контактам котлов модельных рядов Naneo и INNOVENS MCA производить к клеммам разъема «BL», удалив штатную перемычку (см. рис. 3…5). Обратите внимание, что при этом, должна быть установлена перемычка в клеммы разъема «On/Off OT» (протокола OpenTherm).

    Контакты разъема «BL» предназначены для подключения внешнего (комнатного) термостата.

Рисунок 3. De Dietrich Naneo клеммы подключения (перемычка удаляется)

Примечание: для котлов серии Naneo подключение реле модуля сбора данных можно производить и на клеммы «OT» (протокола OpenTherm).

Рисунок 4. De Dietrich Naneo клеммы подключения

Рисунок 5. De Dietrich INNOVENS MCA-45 клеммы подключения

     Срабатывание реле модуля сбора данных обеспечивает так называемый «запрос тепла», т.е. перевод котла в режим нагрева контура отопления и нагрев теплоносителя до заданной (уставками котла) температуры. Соответственно, размыкание реле приводит к переводу котла в режим нагрева ГВС.

    Беспроводной датчик протечек Fibaro подключается по радиоканалу непосредственно к контроллеру. Датчик протечек беспроводного исполнения, получает питание от встроенной батарейки, способен информировать о состоянии заряда, имеет встроенную предупредительную световую/звуковую сигнализацию.

    Модуль сбора данных и подключенные к нему датчики установлены в помещении котельной (кроме наружного датчика температуры Т). Связь модуля сбора данных с контроллером сети Z-wave и датчиком протечек Fibaro осуществляется по радиоканалу.

    Настройка оборудования и  программного обеспечения для работы с контроллером RaZberry

   Инструкция по настройке и работе контроллера размещена по ссылке: https://domoton.ru/nevoton_files/Razberry/ZMR_RAZ_PI_2.2.2.pdf).

    При использования RaZberry в качестве контроллера сети Z-Wave, может потребоваться предварительная настройка оборудования, которую провести в следующем порядке:

1. Добавить (при необходимости, если отсутствует в Вашем контроллере) файл-описание устройства NEVOTON DCM-5.1.1-Z. Для этого файл NEVOTON DCM-5.1.1-Z.xml нужно скачать с сайта компании-производителя по ссылке https://domoton.ru/zddx/Nevoton%20DCM-5.1.1Z2.xml.zip и добавить в папку:

/opt/z-way-server/ZDDX на Вашем RaZberry Pi.

После этого выполнить команду:

./UpdateXULS.sh.

Далее, в Expert UI выберите файл описания «Nevoton Nevoton DCM-5.1.1Z».

2. Настроить модуль сбора данных для работы с установленными датчиками согласно таблице:

3. Для преобразования показаний датчиков (при необходимости) в нужную физ. величину согласно формуле: «Значение датчика * Множитель + Порог», установить и настроить модуль преобразования физических величин (DataSensorMultiplication – англоязычное название). Скачать преобразователь величин можно с сайта компании-производителя по ссылке: https://domoton.ru/domoton_modules/DataSensorMultiplication.zip

    Теперь можно настроить в интерфейсе «Smart Home» Z-wave «виртуальную комнату» с установленными и подключенными датчиками.

Рисунок 6

     На рис. 6 показан пример отображения показаний датчиков в среде «Smart Home». После установки и настройки «Physical quantities conversion module», показания датчика давления и счетчика газа преобразованы в привычные единицы измерений.

     Также, Z-way-server позволяет установить из «магазина приложений» (Online Apps) модуль «Climate Control» (см. рис. 7), который, фактически, является «виртуальным термостатом». Как и обычный термостат, модуль «Climate Control» будет поддерживать заданную температуру включением котла в режим нагрева контура отопления. Пример настройки модуля «Climate Control» показан на рис. 8.

Рисунок 7

Рисунок 8

     Настройка оборудования и  программного обеспечения для работы с контроллером Fibaro Home Center 2

    В отличии от контроллера RaZberry, Fibaro Home Center 2 имеет интуитивно понятный интерфейс, наглядно отображающий состояние оборудования и получаемых данных. Пример графического интерфейса контролера Fibaro Home Center 2 приведен на рис. 9.

     Пример настройки модуля сбора данных для работы с контроллером Fibaro HC2, ввиду большого объема, выполнен отдельным обзором и приведен здесь: https://domoton.ru/uploads/2015/04/nastrojjka-msd-nevoton-dcm-5-1-1-z-dlya-raboty-s-fibaro-hc2.pdf.

Рисунок 9

   Для конвертации величин в интерфейсе контроллера Fibaro можно применить виртуальное устройство, и используя язык программирования LUA (доступно в Home Center 2) преобразовать получаемые от датчиков параметры.

   Также, в ПО Fibaro HC 2 есть возможность использовать в качестве дополнительного модуля (плагина) так называемый «виртуальный термостат», который позволяет запрограммировать автоматическое управление котлом (перевод котла в режим нагрева контура отопления) в зависимости от уставок. Скачать данный модуль можно по ссылке: http://www.domoticadomestica.com/foro/index.php?topic=1155.0.

   После выполнения настроек Вы получите дистанционный контроль над состоянием котла и параметров в системе отопления, а также, возможность удаленного управления газовым котлом.

   Проконсультироваться со специалистом, ознакомиться с действующим демонстрационным стендом можно в выставочно-торговом зале ООО НПФ «НЕВОТОН» по адресу ул. Грибакиных 25 корп. 3 (метро «Обухово») тел. (812) 327-49-56.

   Благодарим представителя компании De Dietrich Thermique в Северо-Западном регионе Олега Алексеевича Козлова за сотрудничество, предоставленную техническую документацию и возможность ознакомиться с оборудованием.