12.7.2018

Máme dvě děti ve věku 9 a 6 a jejich velkým přáním bylo mít na naší chalupě "pořádný" bazén. Možná si představovaly něco většího, ale rozhodli jsme se pro nadzemní (částečně zapuštěný) kruhový bazén s kovou konstrukcí a rozměrech 4,60 x 1,22 m.
I tento středně velký bazén, s příchodem horkých letních dní, vyžaduje pravidelnou každodenní údržbu. Vzhledem k tomu, že bazén je na chalupě, kde přes týden nikdo není, bylo potřeba zajistit vzdálenou kontrolu. Samozřejmě pomohly naše chytré vypínače.

Co potřebujeme hlídat a ovládat

• filtrace
• UV lampa
• solinátor (přibylo později)
• kontrola teploty a spínání čerpadla, které prohání vodu solárními panely

Základní logika ovládání

• filtrace by měla běžet několik hodin denně, proud vody by se měl současně využívat k ochlazování solárních panelů a tím k ohřevu bazénu
• v sytému je odbočka k solárním panelům přes regulační ventil. Při volném průtoku (plně otevřeném ventilu) neprotéká solárními panely dostatečné množství vody, panely se přehřívají a sluneční energie není využita naplno. Při zavřeném nebo mírně přiškrceném ventilu se snižuje celkový průtok, účinnost filtrace a také by docházelo k ochlazování bazénu ve chvíli, kdy je potřeba filtrovat, ale na panelech je nižší teplota, než v bazénu. Z toho důvodu je ventil plně otevřen a na větvi k panelům je zapojeno druhé, slabší čerpadlo, které se zapíná jen při vyšších teplotách v solárech.

• je potřeba měřit teplotu v bazénu i na solárních panelech, teploty porovnávat a čerpadla ovládat na základě rozdílu teplot asi takto:
  • ráno začne na panely svítit slunce a ty se začnou ohřívat. Ve chvíli, kdy jsou o 3,5 °C teplejší než bazén, spustí se hlavní čerpadlo filtrace a po 10 s i pomocné čerpadlo solárního ohřevu. Současně s hlavním čerpadlem se spouští i UV lampa
  • panely se tím poměrně rychle ochladí. Ve chvíli, kdy jsou jen o 0,9 °C teplejší než bazén, pomocné čerpadlo se vypne, ale hlavní běží dál
  • za slunečního svitu nedokáže hlavní čerpadlo soláry uchladit a teplota na nich opět roste. Při teplotě 3,5 °C nad teplotou bazénu se pomocné čerpadlo opět spustí
  • pokud slunce přestane svítit, klesne teplota na solárecha a ve chvíli, kdy je jen 0,3 °C nad teplotu bazénu, vypne se i halvní čerpadlo a s ním UV lampa
  • pak sytém znovu čeká na teplotu 3.5 °C nad teplotou bazénu
• vše funguje naprosto automaticky a v podstatě není potřeba do ničeho zasahovat. Pouze při odjezdu z chalupy zakrýváme solární panely, aby neohřívali bazén tak intenzivně. Vyšší teploty vody vedou k vyšším nárokům na chemické ošetření

Použitý HW

• k měření teplot používáme 2x Sonoff TH10 a vodotěsná čidla DS18B20. Čidla bylo potřeba prodloužit - to je provedelo kabelem CYSY 3x0,5. Sonoff TH10 jsou umístěny v plastové rozvodnici na DIN liště pomocí podložek Sonoff DR
• ke spouštění spotřebičů jsme použili čtyř-kanálový Sonoff 4CH PRO
  
• 4 venkovní zásuvky, plastová rozvodnice s DIN lištou, plastová přepravka na zeleninu posloužila k instalaci rozvodnice a zásuvek
  
• celý okruh je napájen a měřen přes Sonoff POW a tím máme představu o celkových nákladech na elektřinu

Polotovar

Finální výrobek, namontovaný na plastovou přepravku od zeleniny

Použitý SW

• k základnímu ovládání, časování a spouštění na dálku by postačil originální Sonoff firmware a aplikace eWeLink
• co eWeLink nedokáže, je porovnání dvou teplot a následná akce na základě naměřených teplotních rozdílů
• z toho důvodu jsme do spínačů nahráli alternativní FW Tasmota a vše běží na platformě Home Assistant

Automatizace

• zapni hlavní čerpadlo (filtraci), je-li teplota na solárech o 3,5 °C vyšší, než teplota vody v bazénu
• vypni hlavní čerpadlo (filtraci), je-li teplota na solárech o 0,3 °C vyšší, než teplota vody v bazénu
• zapni pomocné čerpadlo (solar - 4CH 4) 10 vteřin po zapnutí hlavního čerpadla
• vypni pomocné čerpadlo (solar - 4CH 4) ihned při vypnutí hlavního čerpadla
• zapni pomocné čerpadlo (solar - 4CH 4), je-li teplota na solárech o 3,5 °C vyšší, než teplota vody v bazénu
  
• vypni pomocné čerpadlo (solar - 4CH 4), je-li teplota na solárech o 0,9 °C vyšší, než teplota vody v bazénu
• zapni UV lampu 2 vteřiny po zapnutí hlavního čerpadla
• vypni UV lampu ihned po vypnutí hlavního čerpadla
• pošli emailem upozornění v případě, že teplota na soláru překročí 45 °C (znamenalo by to nějakou chybu - patrně na čerpadle)
• pošli emailem upozornění v případě, že celkový příkon je nad 600 W po dobu 15 minut (znamenalo by to, že čerpadla beží naprázdno = chyba  v proudění vody, nedostatek vody, prázdný bazén...)
  

Zde je pěkně vidět, jak solár "tahá" teplotu bazénu nahoru a přesně ji kopíruje v rozmezí 0,9 - 3,5 °C nad.

Ta špička byl moment, kdy byla automatizace z nějakého důvodu záměrně vypnutá.

Příklad kódu automatizace, která zajišťuje zapínání a vypínání hlavního čerpadla

 Main Pump ON
- id: 'Main Pump ON'
  hide_entity: False
  alias: PUMP ON when Solar hot
  trigger:
    - platform: template
      value_template: "{{ states.sensor.t_sol.state | float - states.sensor.t_pool.state | float > 3.5 }}"
  action:
     service: switch.turn_on
     entity_id: switch.1_filtration

# Main Pump OFF
- id: 'Main Pump OFF'
  hide_entity: False
  alias: PUMP OFF when Solar cold
  trigger:
    - platform: template
      value_template: "{{ states.sensor.t_pool.state | float - states.sensor.t_sol.state | float > -0.3 }}"
  action:
      service: switch.turn_off
      entity_id: switch.1_filtration

Výsledek

• Dva solární panely o velikosti 2,5 x 1,2 m netvoří dostatečnou plochu vůči ploše vodní hladiny přes 16 m2. Podle odborníků by měla být plocha solárních panelů rovna ploše vodní hladiny. Jinými slovy bychom potřebovali 5 panelů namísto dvou.
  
• Přes tento velký nedostatek, se 16 m3 vody dokáže za slunečného počasí ohřát v průměru o 3 - 4 stupně za den (jeden den měl bazén ráno 24, odpoledne 28; jiný den 26 -> 29), což se asi dá považovat za velmi slušný výsledek
  
• Ovládání filtrace, UV lampy a pomocného čerpadla funguje naprosto automaticky k maximální spokojenosti
  
• Máme lokální i vzdálený přehled o teplotách a nákladech na provoz

Edit 10. 6. 2020
Od dob psaní tohoto článku se mnohé změnilo, ale základ zůstává stejný. Po dvou letech konstatuji, že jsem s celým systémem maximálně spokojený, v podstatě celé léto pracuje naprosto autonomně a není potřeba do ničeho výrazněji zasahovat. Občas upravím teploty, doladím přiškrcení ventilů..

Letošní léto jsme přidali i tepelné čerpadlo. Čerpadlo se spíná:

• když venkovní teplota překročí 19 st, podmínkou je, že v tu chvíli již běží hlavní čerpadlo filtrace
• když se zapne hlavní čerpadlo filtrace, podmínkou je venkovní teplota nad 19 st

Pokud nejsme na chalupě, vypíname tyto dvě automatizace.

Podobné projekty, na kterých jsme pracovali

• Automatizace pěstování hub Shitake (teplota, vlhkost, topení, klimatizace, ventilátory, osvětlení...)
• 100kW osvětlení skladu velkoobchodu nábytkem
• Dozor nad 110 sestavami těžícími kryptoměnu (sledování příkonu a automatický restart rigů, které nejedou naplno)
• Osvětlení 180 dlouhé nákladní lodi v Holandsku

Řešíte ovládání a automatizaci lodě, domu, kanceláře nebo rekreačního objektu? Zavolejte nám, požádejte nás o cenovou kalkulaci a budete mile překvapeni naší bezkonkurečně nízkou cenou.