Centrale verwarmingsketel schakelkast

Over dit project

Inleiding

Heb je een centrale verwarming met een gasboiler in huis, met een kamerthermostaat in je woonkamer, dan schakelt de thermostaat de cv-ketel uit als de woonkamer warm genoeg is. De cv-ketel staat dan voor het hele huis uit en het is niet mogelijk om andere kamers in het huis te verwarmen. Dus als je een open haard of een houtkachel in je woonkamer hebt, is de rest van het huis koud als je hem gebruikt. Uw ketelleverancier lost dit normaal gesproken op door installatie van een weersafhankelijke regeling of klimaatregeling. Een dergelijk systeem heeft echter nadelen, b.v. de hoge gasrekening. En het werkt belabberd in combinatie met een vloerverwarming. De schakelkast van de ketel is een betere en goedkopere oplossing.

Functies

• Geeft de mogelijkheid om andere kamers in huis te verwarmen, ook als de woonkamerthermostaat de CV-ketel vertelt uit te schakelen (override-functie.)

• Heeft schakelaars op het voorpaneel voor zowel tijdelijke als permanente opheffing

• Maximale ketelwatertemperatuur instelbaar op frontpaneel.

• LCD frontpaneel (4 x 20) toont gemeten keteltemperatuur, ingestelde maximale keteltemperatuur, override aan of uit met resterende tijd of 'permanent override', klepbeveiligingsprogramma indien actief (met resterende tijd), aantal keren het klepbeschermingsprogramma is uitgevoerd, REBOOT als een herstart heeft plaatsgevonden.

• 'Fail safe', d.w.z. als de Boiler Control Box (BCB) niet wordt gevoed, zal de kamerthermostaat de CV-ketel op een normale manier aansturen en zal de verwarming normaal functioneren.

• Watchdog die ervoor zorgt dat de BCB opnieuw wordt opgestart in het onwaarschijnlijke geval van een softwarecrash.

• Het systeem heeft een elektrische klep (gemotoriseerde klep) nodig die in de warmwatervoorziening van de vloerverwarming wordt geplaatst. Als er een weersafhankelijke regeling in de huidige CV-installatie zit, is deze klep al aanwezig.

• Het ingebouwde ventielbeschermingsprogramma voorkomt dat de gemotoriseerde afsluiter vast komt te zitten door deze eens in de ca. 24 uur.

• Optimale watertemperatuur in vloerverwarmingsbuizen, in tegenstelling tot een ouderwets weersafhankelijk regelsysteem. De watertemperatuur in vloerverwarming is onafhankelijk van de buitentemperatuur.

• Geen hangende ketel.

Voordelen

• Verwarming van alle kamers in huis is mogelijk en onafhankelijk van de temperatuur in de woonkamer.

• Comfortabele woonkamertemperatuur door optimale watertemperatuur in vloerverwarmingsleidingen. Volledige controle over de watertemperatuur in vloerverwarmingsbuizen (in tegenstelling tot een conventioneel klimaatregelsysteem / weersafhankelijk regelsysteem).

• Lagere gasrekening dan met een ouderwets weersafhankelijk regelsysteem.

• Een langere levensduur van uw ketel en minder reparaties aan ketelonderdelen zoals pomp en ventilator.

Hoe het werkt

De BCB is aangesloten op (de thermostaatcontacten van) de cv-ketel, de woonkamerthermostaat en op een elektrische klep (gemotoriseerde klep) geplaatst in de vloerverwarming warmwatervoorziening. De BCB is ook aangesloten op een NTC die op de warmwaterafvoerleiding van de ketel is geplaatst en die de temperatuur van het uitgaande warme water meet.

Op het frontpaneel van de BCB is een display met de temperatuur van het uitgaande warmtapwater (Tmeasured), de ingestelde maximale watertemperatuur als "override" actief is (Tset), override aan, uit of permanent override en het aantal keren dat de klepbeschermingsprogramma is uitgevoerd.

Als de BCB niet in de "override" modus staat, of als de BCB niet gevoed is, is de woonkamerthermostaat aangesloten op de ketel en staat de vloerverwarmingsklep open. De woonkamerthermostaat regelt nu direct de CV-ketel. Alsof de BCB er niet was. De LED op het voorpaneel is uit en het display zegt:"Override:OFF." Als de thermostaat van de woonkamer de ketel vertelt om uit te schakelen, staat deze uit, ongeacht de temperatuur in andere kamers in huis.

Als we verwarming in een van de andere kamers in huis willen, kunnen we de thermostaat van de woonkamer "overrulen" met een van de twee knoppen aan de voorkant van de BCB. Met de tuimelschakelaar kan de thermostaat van de woonkamer permanent worden uitgeschakeld. De drukknop kan worden gebruikt voor een tijdelijke overbrugging. Als het wordt ingedrukt, kan een tijdelijke override van één tot acht uur worden gekozen, zoals weergegeven op het display. (0-1-2-3-4-5-6-7-8-0... enz. uur). Als de BCB in de override-modus staat, staat dit op het display en brandt de LED op het voorpaneel.

In de override-modus neemt de BCB de besturing van de CV-ketel over. Het schakelt de ketel uit als de gemeten temperatuur van het keteluitgangswater de ingestelde maximumtemperatuur Tset (op de afbeelding 59 °C) overschrijdt. Het schakelt de ketel in als de gemeten temperatuur lager wordt dan (Tset - h), waarbij h de hysterese van 20 °C is. Dus in ons geval schakelt de BCB de ketel in als de temperatuur van het uitgaande water onder de 39 °C zakt. De hysterese h kan desgewenst in de schets worden gewijzigd. De BCB houdt de watertemperatuur van de CV nu tussen 39 °C en 59 °C. Elke kamer kan onafhankelijk van de kamerthermostaat worden verwarmd. Kamertemperaturen kunnen, indien gewenst, worden geregeld door thermostatische kranen op de radiatoren.

De woonkamertemperatuur wordt nu geregeld door de woonkamerthermostaat door het openen of sluiten van de elektrische klep in de vloerverwarming.

Hoe het te bouwen

Het bouwen ervan is vrij eenvoudig. Sluit de componenten aan zoals aangegeven in het schema. De 5V-uitgang van de Arduino Uno moet worden gekoppeld aan alle +5V-aansluitingen (pijlen.) Verbind ook alle aardpennen.

De BCB wordt gevoed door een externe voeding van 12 V DC die is aangesloten op de Arduino. Het +5V-vermogen van de Arduino is niet krachtig genoeg om zowel het LCD-scherm als de relaismodule van stroom te voorzien, dus het relaiscircuit op de laatste wordt gevoed door een aparte 5V geschakelde voeding, de LM2596. De LM 2596 krijgt zijn voeding direct van de externe 12V voeding. De jumper op de relaismodule, die Vcc en JD-Vcc verbindt, moet worden verwijderd. Volg de schema's zorgvuldig.

Download de schets en upload deze naar je Arduino en je bent klaar.

Wat je nodig hebt:

• Arduino Uno

• 8-relaismodule

• LCD-scherm 2004A

• LM2596 5V geschakelde voedingsmodule

• 12 V DC externe voeding

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

• Metaalfilmweerstand 10kΩ, 0, 1% tolerantie

• Potmeter 10kΩ lineair (chassis)

• Trimpotmeter 10kΩ

• Weerstand 820 (tolerantie niet belangrijk, 10%, 5% of beter is voldoende)

• Weerstand 1500 Ω (tolerantie niet belangrijk, 10%, 5% of beter is voldoende)

• Weerstand 10 kΩ, tolerantie niet belangrijk (2 stuks)

• Condensator 0, 1 uF (=100nF) 16V (2 stuks)

• Elco 470 uF 16V

• Drukknop (normaal uit)

• Tuimelaarschakelaar

• 4 connectoren 2,5 mm (chassis)

• 1 voedingsconnector (chassis)

• 4 connectoren enkel 2,5 mm

• LED, lage stroomsterkte, b.v. Kingsbright L53 LYD geel

• Behuizing

Installatie

Steek de connectoren van het elektrische ventiel, de woonkamerthermostaat en de CV-ketel in de daarvoor bestemde connectoren van de BCB. Zorg ervoor dat de kabels van de NTC goed geïsoleerd zijn, b.v. met krimpmouwen. Monteer de NTC op de warmwaterafvoerklep van de ketel met tie-wraps. Steek de connector van de NTC in de juiste connector van de BCB. Sluit de 12 V-voeding aan op de voedingsconnector van de BCB en steek de voedingsconnector in het stopcontact.

De BCB opstarten

Nadat de voedingsconnector is aangesloten op het stopcontact, geeft de BCB een bericht weer dat hij aan het opstarten is. Het zal ook de versie van de schets op het scherm tonen.

Als de tuimelschakelaar voor permanente opheffing in de uit-stand staat, verschijnt het volgende scherm nadat de BCB is opgestart. Het scherm toont de gemeten temperatuur van het afgegeven ketelwater (Tmeasured), de ingestelde maximum temperatuur van het afgegeven ketelwater (Tset), de override status (uit) en geeft aan dat de BCB is opgestart.

Om het bericht "BOOTED" te wissen, zet u de tuimelschakelaar in de permanente opheffingspositie en drukt u op de tijdelijke opheffingsknop. De LED gaat branden. Hierbij kan de ketel door de BCB ingeschakeld worden.

In het display wordt het bericht "BOOTED" nu vervangen door het bericht "#VP=0" om aan te geven dat het Valve Protection Program (#VP) 0 keer is uitgevoerd sinds de BCB is opgestart (zie Valve Protection Program.)

Zet de permanente override-tuimelschakelaar terug in de uit-stand. De LED gaat uit.

Klepbeschermingsprogramma

Het ventielbeschermingsprogramma wordt elke ongeveer 24 uur uitgevoerd. Het sluit de elektrische klep en opent deze weer om te voorkomen dat deze vast komt te zitten. Elke keer dat de VPP loopt, wordt de teller #VP verhoogd. Na #VP=99 keert het terug naar nul. Tijdens het hardlopen toont de VPP de resterende tijd op het display van de BCB. De totale duur van het programma is 15 minuten. Dit lijkt misschien wat lang, maar veel elektrische ventielen hebben enkele minuten nodig om te reageren. Als de override-functie is gebruikt, is de eerste VPP-uitvoering ongeveer 24 uur nadat de override-functie is uitgeschakeld.

Waakhond

In het onwaarschijnlijke geval van een softwarecrash zal de ingebouwde watchdog de BCB opnieuw opstarten. Tijdens het opnieuw opstarten wordt het bericht "REBOOT IN PROGRESS" weergegeven op het LCD-scherm. Na het opnieuw opstarten zal de BCB normaal functioneren. Het bericht "#VP=.." wordt vervangen door "REBOOT" om de gebruiker te informeren dat een herstart heeft plaatsgevonden. Het bericht kan worden gewist zoals beschreven onder "De BCB opstarten".