Modulazione automatica resistenza boiler PWM [GUIDA]

[megamarco83]

ciao e grazie della risposta!
non saprei in effetti perchè riparte....devo indagare se ho fatto qualche pasticcio....
hai qualche idea di qualche posto o comando da verificare?

per l'aletta, si credo sia fondamentale, poichè oggi ho provato e scaldava tantissimo, la plastica di copertura già si stava deformando!
hai idea di dove si possano trovare le alette di raffreddamento che vadano bene che il fotek ?
grazie!!!

EDIT
p.s. dimenticavo, il fotek FOTEK SSR-25AA va bene lo stesso o ci vuole per forza il 25DA ?

[western]

Ciao a tutti oggi ho avuto un po di tempo per fare qualche prova.Sembra funzioni tutto bene, unico problema è che se spengo con pwm stop metern lampeggia.Che dire, mi associo a megamarco83 per i complimenti a flavio (se possono bastare) in settimna dovrebbe arrivare il boiler e vedremo se ci saranno altri problemi.Il contatore 230 di produzione segna valori negativi(-4 -6)fin quando impianto non va in produzione è normale?
Grazie ancora e ciao.

[Flane]

Il lampeggio di metern che citi credo dipenda da una riga che mi è rimasta nel file pwm_ssr_dimmer.sh
Alla riga 13 mettici un # davanti in modo da commentare quella riga.
Il file pwm_ssr_dimmer.sh deve essere come il seguente:

Codice: Seleziona tutto

#!/bin/sh
# /var/www/MyScripts/PWM/pwm_ssr_dimmer

case "$1" in
   start)
      nohup /var/www/MyScripts/PWM/pwm_ssr_dimmer.php > /dev/null 2>&1 &
      # echo "Start PWM ssr dimmer..."
      ;;
   stop)
      echo "Stop PWM ssr dimmer..."
      pkill pwm_ssr_dimmer.php
      gpio pwm 1 0
      # rm -f /run/shm/boiler6.txt
      ;;
   *)
      echo "Usage: /var/www/MyScripts/PWM/pwm_ssr_dimmer (start|stop)"
      exit 1
      ;;
esac

exit 0

Ora se fermi lo script con "pwm stop" non dovrebbe più creare problemi.
Se metern non trova il file con i dati nella cartella temporanea fà quell'effetto lampeggio.

[megamarco83]

ciao flavio un'altra domanda:
i valori che si possono impostare nel tuo script per quanto riguarda i range ed il clock (parlando solo di terni di semionde) ho visto che possono essere variabili ed hai messo una tabella in cui indichi alcuni valori con i corrispondenti step.
se posso, volevo farti alcune domande, poichè ho letto anche il datasheet "rpo" ma mi sono rimasti dei dubbi
il clock (sempre parlando di terni di semionde) deve essere sempre a 2400 ?
il range invece nella tabella proponi 1600 / 2000 / 4000
ovviamente aumentandolo aumentano gli step di regolazione
di defalut proponi range 1600 e clock 2400
il range però posso ad esempio metterlo a 3200?
avrei in questo caso, se ho fatto bene i conti 40 step da 50W con u duty cycle di 80, una frequenza pwm=2.5Hz e un periodo=0.04sec
la % di regolazione però sarebbe non più "a numeri interi" ma avrei anche regolazioni al 2.5%
questo è un problema? da magari "fastidio" al raspberry aumentare il numero di step perchè aumenta il carico della CPU o magari da fastidio al relè perchè aumenta il numero di attivazioni disattivazioni per il duty cycle?

provo anche a spiegare il mio caso, ed il perchè stavo cercando una regolazione diversa, così magari viene più facile aiutarmi a comprendere.
io ho una resistenza a valore nominale di 2000W ma che per via delle ombre che durante il periodo invernale mi coprono e limitano la produzione, mi ritrovo con questi valori di immissione (quindi energia che potrei dare alla resistenza)
dalle 10:00 si aggirano sui 300W
dalle 11 passa a 500W che si mantengono fino alle 13
dalle 13 scende a 300W fino alle 14
poi ho un buco dalle 14 alle 15 in cui non immetto praticamente nulla
dalle 15 alle 16 ho 200W
(questo appunto nei due mesi in cui sono coperto dalle ombre, poi la situazione migliora)

c'è da dire però che devo scaldare solo 35litri di acqua e portarla da 20°C a 35°C (ho fatto una modifica al mio impianto di riscaldamento a soffitto mettendo la resistenza direttamente nel tubo di mandata, quindi l'acqua che scaldo è direttamente in circolazione nel mio elemento radiante(il soffitto di casa) ma purtroppo l'unica resistenza che ho trovato e che potesse essere adattata al mio scopo aveva un valore di targa di 2000W

la mia idea è quindi quella di farla andare il più possibile (ed il tuo pwm è proprio quello che mi serviva GRAZIE ANCORA!!!) ma (e qui veniamo al punto) cercando di sfruttarla il più possibile nella regolazione "bassa"
quindi avere più step in basso per poterla fare funzionare anche con poche centinaia di watt di regolazione sarebbe l'ideale.
ho creato da me una tabella excel che si "autocompila" semplicemente inserendo i valori di clock, range e della resistenza, capendo (o cercando di capire dal tuo script come funziona il sistema)
se appunto metto un valore di range a 3200 e clock a 2400 ho degli step a 2.5% è fattibile?
tu cosa mi consigli?
posso inserire la mia tabella excel??.... non ho capito come si fa ad inserire i file qui
grazie ancora!

[Flane]

Beh per 35l di acqua lascia perdere tutto.
Ma l'hai visto la mia risposta in qualche post iniziale di questa discussione, con tanto di file excel per fare una stima dell'aumento di temperatura in funzione dell'energia ceduta all'acqua con la resistenza?
2000W per un'ora (2kWh) su 35l ti alza la temperatura di circa 50°C.
Bastano 1,5KWh per portarti 35l da 0 a 35°C
Bastano 0,6KWh per portarti 35l da 20 a 35°C
Il gioco non vale la candela, la regolazione non funzionerebbe mai bene.

Dai miei genitori con una resistenza da 1200W su un bollitore da 120l succede molto spesso che interviene il termostato a 80°C staccando la resistenza.
Io ho 600l di acqua con una resistenza a 1200W (purtroppo non l'ho potuta mettere più grossa), ma nel periodo di massima produzione devo comunque staccare la resistenza per sovratemperatura.

Poi la modulazione a treni d'onda con bassi valori di regolazione non si sposa bene con il discorso autoconsumo.
Qui non si deve solo scaldare, ma si fà il tutto per autoconsumare.
Attenzione a giocare con i valori della modulazione.
Come ho scritto il periodo PWM da 200ms l'ho scelto sperimentalmente, perchè se usi periodi più lunghi (e quindi più step di regolazione), in realtà nei "buchi" troppo lunghi lasciati dalla regolazione (quando lavori a bassa regolazione) l'energia viene immessa in rete !!!!!
E se poi lavori sempre a potenze minime come nel tuo caso peggiori ancora la situazione.

I valori di range, clock e step devono essere scelti per garantirsi sempre accensioni multiple di 10ms (visti i 50Hz di rete)

Comunque per quei litri di acqua la resistenza è troppo, ma troppo grande e comunque è un'utopia pensare di autoconsumare su 35l anche se l'acqua è in circolo !!!

Ci voglio bollitori da minimo 100l in su per pensare di poter autoconsumare qualcosa

[megamarco83]

ciao Flavio e grazie per l'attenzione...
ehmm si l'ho vista ma era una immagine...ed era appunto per la tua resistenza da 1200W
quindi io mi sono creato una tabella excel in cui posso cambiare i valori e "guardarci su" inoltre è adattata al mio caso e poi poco male "ho imparato a studiarci un po' su per come calcolare i valori"
ad ogni modo se possibile te la mando o la posto...sempre se serve e se è corretta
però sono d'accordo sul fatto che la resistenza sia grande, ma fidati se l'avessi trovata più piccola non me la sarei fatta scappare:)
purtroppo l'unica resistenza "intubata" che potesse prestarsi allo scopo e che ho trovato aveva 2000W di potenza...e quella ho usato:)
invece non sono pienamente d'accordo sul fatto che sia inutile....posso assicurarti, che con l'acqua in circolazione, (una massa da 35litri) che cede il proprio calore ad una superficie radiante di 140metri quadri (fino a che non è a regime) di calore ne cede parecchio!
i pannelli hanno una capacità radiante di circa 50W/m^2
l'idea è appunto di far funzionare la resistenza da circa 200W fino a 500W (questo nei due mesi in cui ho questa disponibilità) per 4ore circa

non ho capitò però il discorso che fai per l'immissione....se uso un periodo diverso da 200ms (maggiore, per avere più step) i "buchi" dove sarebbero?
con range a 2000 avrei un periodo da 0.250ms quindi immetterei in rete per 0.05ms ?

inoltre parlando sempre dei miei 35litri ....è un utopia se li accumuli e sono d'accordo..ma se li usi in continuo e sono l'elemento radiante no...
perchè io per 4 ore sto scaldando la casa, che è diverso:)
non è acqua "radiante" che va nello scambiatore primario e poi deve scaldare ....ma è acqua che circola nel sistema di riscaldamento direttamente

ad esempio: io in casa faccio girare a soffitto acqua a 30°C per 30min e porto la casa da 19°C a 20°C
quindi aumentando un po' la temperatura dell'acqua e facendola giarare per 4 ore consecutive (di giorno in cui non c'è nessuno) io tornerò a casa emi troverò la casa calda a 21°C minimo riducendo l'energia (gas) che impegnerò la sera per scaldarla ma la terrò solo a regime...
l'idea è questa
quello che cambia nel mio sistema è che non è acqua di accumulo che deve scaldare altra acqua (acqua che circola nel radiante)
cosa ne pensi?
grazie ancora per i consigli!

ps.
come fai ad interrompere la resistenza? con un termostato esterno?
io ne ho previsto uno meccanico sulla mandata, che quando l'acqua arriva a 40°C stacca la pompa di circolazione e la resistenza.
sarebbe carino usare un DS18B20 che tramite metern smette di usare il pwm staccando la resistenza se raggiunge un determinato valore...
sarebbe possibile farlo oppure è un "grande impegno software"?
grazie!

[Flane]

Per la tua resistenza prova pure, ma secondo me non ricavi un gran chè.
Ma poi funzionerebbe solo nel periodo invernale per riscaldamento.?
E l'estate che è il periodo che il PV produce di più che fai?
L'accumulo và fatto per scopi ACS ed eventuale integrazione a riscaldamento, ma fare solo riscaldamento e su così poca acqua, secondo me recuperi veramente poco.

Fai attenzione che non puoi cambiare a casaccio range,clock e step.
Ci sono dei limiti fisici del raspberry e poi il vincolo di avere sempre accensioni di 10ms come ti ho già detto.
Dovrei scrivere un poema a spiegarti come funziona. Io ci ho messo mesi e mesi di sperimentazione per venirne a capo.
Scusami ma è proprio questo il motivo per cui non volevo condividere liberamente in rete queste informazioni.

Infine il problema dell'autoconsumo.
La regolazione a treni d'onda è una regolazione ON/OFF.
Su un periodo PWM di 200ms ad esempio, io accendo (alla massima potenza) per 100ms e po spengo per altri 100ms e quindi è come se dimezzassi la potenza della resistenza.
Questo sistema funziona benissimo quando devi fare una semplice regolazione per un forno, prelevando dalla rete, ma il nostro scopo è diverso.
Noi vogliamo, istante per istante, autoconsumare quello che in quell'istante stai producendo in eccesso rispetto ai tuoi normali consumi.

I 200ms sono un compromesso per avere un numero di regolazioni sufficienti (20) ma rimanere allineati con quello che registra il contatore di scambio.
Come detto, li ho trovati sperimentalmente verificando di non avere sul contatore di scambio delle immissioni che non dovrei avere, e presumo corrispondano (o si avvicinano) con un possibile "tempo di campionamento o integrazione" del contatore di scambio ENEL.

Se usi periodi più lunghi, trattandosi di una regolazione ON/OFF sempre alla massima potenza, potrebbe succedere che quando accendi il PWM il contatore rilevi dei prelievi, e quando spegni il contatore rilevi delle immisioni.
Es: hai un eccesso di produzione di 1000W e tu regoli al 50% il PWM. Tutto dovrebbe tornare, ma in realtà se il periodo PWM è troppo lungo tu avrai che nei ms in cui è ON (in cui la resistenza è a 2000W) avrai dei prelievi dalla rete e nei ms in cui è OFF (0 W) avrai delle immissioni in rete.
Quindi capisci che usare una resistenza di potenza sovradimensionata peggiori ancora la situazione.


Se fai la regolazione per una semplice modulazione della temperatura di un forno non hai questo problema perchè comunque tu sempre assorbi dalla rete, il problema è quando fai la regolazione con l'obbiettivo di autoconsumare l'esubero in quel preciso istante.

Lo sò è un casino da spiegare in poche parole, ma fidati, non superare i 200ms, eventualmente devi stare sotto con periodi più brevi.
E soprattutto non pensare di utilizzare la regolazione a treni d'onda sempre al minimo per l'autoconsumo.
Sono due cose che non vanno d'accordo. Provare per credere, ma controlla bene le immissioni che registrerà il tuo contatore di scambio e capirai di cosa stò parlando.
Io più di così non ti posso spiegare.

L'interruzione della resistenza la puoi fare o con un termostato sulla resistenza oppure anche via software con un DS18B20 modificando ovviamente lo script. Cosa che io non ho mai fatto perchè non ne ho la necessità.

[megamarco83]

ciao Flavio!
ehmm si lo so che il pwm nasconde molte cose....infatti io da quando mi hai mandato lo script prima di usarlo me lo sono voluto studiare (me lo hai mandato mesi fa) proprio perchè mi piace capire (o cercare di capire) ciò che faccio!
ed anche io ho fatto un sacco di ricerche ed ho provato a costruirmi la mia tabella excel, e le mie considerazioni....
purtroppo non è per nulla il mio campo, sono un meccanico, e quindi mal digerisco molti termini...ed ecco perchè magari faccio domande banali e chiedo cose ovvie

non ho capito il discorso su condividere o meno...SE uno ha voglia PUO' condividere il proprio lavoro, poi ognuno è responsabile di ciò che fa e provoca se non capisce quel che fa ....affari suoi, uno avverte e prova a spiegare, poi internet ed il forum aiutano:)
io ad esempio ti ringrazio MOLTO per aver deciso di condividere il tuo lavoro, poichè io non ci sarei mai riuscito a scrivere lo script per il PWM eppure è una cosa molto furba per chi ha un carico resistivo ed il FV !!

discorso condivisione a parte, la mia resistenza la userei solo in inverno, e purtroppo per come è strutturata casa mia non posso assolutamente fare ACS
in estate invece controllo un chiller aria/acqua che raffredda l'acqua (ha un suo accumulo) e questo accumulo poi tramite uno scambiatore di calore raffredda l'acqua nel secondario (i 35litri che io in inverno invece vorrei scaldare direttamente con la resistenza)

per verificare se recupero qualcosa o meno ho pensato di calcolare il calore
Q=c*m*dt
ipotizzando 35litri e 15°C di delta
=525kcal che considerando 1kcal 4186J sono 0.610kwh
cioè usando la mia resistenza ad una media di 320W richiederebbe circa 1.9ore di funzionamento
ovviamente con tutte le approssimazioni del caso, senza contare i rendimenti e le perdite per lo scambio acqua-soffitto
però avendo a disposizione 4-5ore qualcosa dovrebbe fare:)
l'importante è non prelevare dalla rete

quindi seguendo il tuo consiglio e le tue speriementazioni già avute, farò in questo modo:
range = 1600 clock = 2400 in modo da avere un periodo di 0.2ms

che ne pensi di tutto ciò?

per il sensore, non avendo dimestichezza con la programmazione, come già ti dicevo nel mio precedente post, ne ho previsto uno meccanico, sulla mandata del riscaldamento, che se rileva più di 45°C stacca la resistenza e la pompa di circolazione e dovrei essere sicuro
per farlo via software mi consigli uno script esterno oppure di modificare il tuo?
grazie

[Flane]

IL PROBLEMA SONO I 2000W DELLA TUA RESISTENZA.

Se usi il mio script così com'è, se hai un esubero di 2000W lui ti manda la resistenza a 2000W ....
mettici pure il fatto che i pannelli irradiano 50W/mq ma io, a naso, ho idea che non puoi riuscire ad avere una regolazione stabile della temperatura......
Avrai degli sbalzi di temperatura incontrollabili su solo 35l di acqua.
Magari in avvio a sistema freddo qualcosa funziona, ma appena il sistema va a regime poi secondo me diventa ingestibile.

Spero di sbagliarmi , ma ho idea che hai diversi problemi:
1) troppa poca acqua
2) resistenza troppo grossa
3) hai comunque scalini di 100W e quindi una scarsa possibilità di regolazione (sei costretto a lavorare con la modulazione molto bassa che come ti ho già detto non và d'accordo con l'autoconsumo).

Hai provato ad accendere l'impianto e mettere la resistenza al max e vedere quanto ci impiega a spegnersi?
E la stessa cosa con l'impianto a regime?
Perchè come ti ho detto il mio script fà quello quando hai un esubero sufficiente, non è che usi la resistenza a 320W medi....

Per il sensore c'è da installarlo e configurarlo in metern come da mia guida e poi aggiungere alcune righe di controllo nello script che spenga la resistenza quando la temperatura raggiunga il valore prefissato. Si tratta di aggiungere un termostato software nello script (a cui poi aggiungerei sempre e comunque un termostato meccanico esterno di sicurezza ).

[megamarco83]

ciao, allora la prova con la resistenza attaccata all'impianto non ho ancora potuto farlo sto aspettando che mi arrivino i manicotti da 1" e mezzo e li attendo da 1mese e mezzo.....
mi è venuta una idea...se per limitare l'uso della resistenza potenza usassi:
$minimo=10; // potenza in W da non utilizzare - se impostato negativo preleva dalla rete
variandolo e mettendolo a 10 in questi mesi
e magari portandolo a 400 nei mesi di massima produzione
sapendo le mie immissioni medie, limiterei comunque la resistenza a non lavorare mai a 2000W
sbaglio?
certo dovrei cambiarlo io manualmente....

per il sensore si, ne ho già inseriti parecchi di ds18b20 e misuro varie temperature del riscaldamento
per script, intendi inserire il controllo nel file .sh ?
potrei inventarmi qualcosa da inserire li dove hai i due casi: pwm start o pwm stop ?
il termostato meccanico lo ho già montato da me quando ho fatto l'impianto, ed è collegato solo alla pompa di circolazione ora (se per qualsiasi motivo, la mia caldaia a gas manda acqua più calda di 45°C lui stacca la pompa di circolazione in modo da non andare sul soffitto) mi basterà mettere in serie anche il contatto della resistenza, così se supero i 45°C stacca pompa e resistenza.
il brutto di questo sistema è che poi si riavvia solo con riarmo manuale.
se invece uso un ds18b20 e faccio il controllo a 40°C stacco la resistenza prima....se il mio sofware ha problemi e si incanta ho sempre il termostato manuale di sicurezza a 45°C
cosa ne pensi?