Ventilador de radiador para un panel radiador

El plan

Quien no lo sabe. Al diseñar su nuevo apartamento o rediseñar algo, siempre debe tener en cuenta a los viejos radiadores. Si cierra el radiador, ya no se puede calentar la habitación adecuadamente. Ya que, se presentan los siguientes problemas:

  • El radiador funciona, por un lado, por radiación. Si un mueble se encuentra frente al radiador, éste se calentará en lugar de la habitación.

  • Por otro lado, con la convección, es decir, el aire caliente sube hacia arriba, el aire frío tiene que fluir desde abajo.

Si estas vías respiratorias se estrechan, el radiador sólo funcionará de forma limitada. Esto se puede remediar forzando la entrada de aire al radiador, por ejemplo, con ventiladores simples. De este modo, se aumenta la capacidad de calentamiento del radiador. Y así puede compensar las pérdidas causadas por los muebles.

Los ventiladores también se deben controlar a través del termostato del radiador. Desafortunadamente, las válvulas termostáticas habituales no tienen conexiones externas, pero se puede medir simplemente la temperatura del radiador cerca de la válvula. Si se abre la válvula para calentar, la temperatura del radiador aumenta. Este cambio de temperatura se puede medir. Ahora puede encender los ventiladores para ayudar. Si la habitación se encuentra lo suficientemente cálida, la válvula volverá a bajar el radiador. Nuevamente, se puede leer la temperatura y detener a los ventiladores de nuevo.

Con los sistemas de calefacción de baja temperatura, podrían haber problemas con este procedimiento, ya que la diferencia de temperatura es pequeña. Esto se debe comprobar en cada caso individual y ajustar la temperatura umbral en consecuencia. Por supuesto, los ventiladores deben funcionar de forma silenciosa.

Hardware

Lista parcial

Para un pequeño radiador de doble placa en el baño se necesita:

Descripción del circuito

El DS18B20 es un sensor de temperatura 1wire. Está conectado, en nuestro caso, con los 3 pines. Por lo tanto, la tierra al pin 1, + 5V (del microcontrolador) al pin 3 y la conexión del bus (pin 2) se conecta al pin 2 del microcontrolador. Además, necesita una resistencia Pullup en la línea de autobús de 4k7 Ohm contra + 5V.

Como segundo componente requiere un controlador para los ventiladores. Por supuesto, también puede utilizar un módulo de relés (como: https://www.az-delivery.de/es/products/relais-modul). Como los ventiladores que utilizo aquí solo tienen un bajo consumo de energía, cada ventilador necesita aproximadamente 150 mA, un simple circuito MOSFET con un BS 170 es suficiente. Esto puede conmutar, de acuerdo con la hoja de datos, con un voltaje DS de 5V aproximadamente de 300 mA. Esto es suficiente para los dos ventiladores. Para evitar que el BS 170 conmute accidentalmente cuando el microcontrolador se retira y los ventiladores empiezan a funcionar, se añade una resistencia de 100k a tierra a la puerta. La puerta se conecta a D10 del microcontrolador.

Plan

Para los conocedores (;-)) entre ustedes, aquí, una vez un diagrama de circuito real.

diagrama de circuito

Y una vez que un plan para la construcción en un Breadboard / Breadboardplatine.

Diagrama del circuito de la tabla

Si desea operar más de 2 ventiladores, también puede construir el nivel BS170 por ventilador.

Tablero con ventilador

Mecánica

Primero, se construye un marco para los ventiladores y el microcontrolador con perfiles de aluminio. Para evitar que el marco sobresalga, éste debe ser un poco más estrecho que la profundidad inferior del radiador. Además, los ventiladores deben poder atornillarse fácilmente. Es posible que tenga que comprar un perfil de aluminio ligeramente más ancho para que los ventiladores puedan atornillarse en el marco. Si el marco sobresale demasiado en las aspas del ventilador, también puede cortar algo del aluminio. El impulsor debe estar libre en la medida de lo posible, de lo contrario se producirán ruidos de aire. Al montar los ventiladores, asegúrese de que estén montados con el lado correcto hacia arriba. Los ventiladores deben aspirar el aire desde abajo y empujar hacia arriba. Aquí se ve desde la parte inferior:

Ventilador

Para un marco tan pequeño, 35x8 cm, 1m de perfil angular de aluminio de 20x20 mm es suficiente. Primero, se cortan 2 piezas de 35 cm. Luego se colocan los ventiladores y se marcan los agujeros de montaje para los ventiladores. Después de perforar, ya puede atornillar los ventiladores de aluminio. Deje cierta distancia a los lados, para que todavía haya espacio para la electrónica, como en la foto. Ahora puede medir, cortar y colocar los paneles laterales. Sólo remache los paneles laterales con 4 remaches. En el lateral, donde va la electrónica, tiene que perforar un agujero de 8 mm para la toma de CC.

Circuito

Para el microcontrolador, puede imprimir una carcasa pequeña con una impresora 3D. Aquí se presenta un ejemplo: https://www.tinkercad.com/things/lkais5ID0VJ. O bien, puede construir la placa en una pequeña carcasa de plástico, que luego se fija al marco.

Para la conexión del DS18B20, necesita aproximadamente 1 m de 3 cables. (O usted consigue directamente un sensor DS18B20 con cable) El cable con el DS18B20 (mejor encogido completamente en tubo retráctil) se fija con un buen contacto de calor cerca de la válvula en una placa del radiador.

Todo el marco ahora se debe fijar desde debajo del radiador. O bien construye zancos, sobre los que el marco se apoya, o usted lo sujeta todo con largas tiras de velcro. Otra alternativa, serían unos imanes fuertes, que se pegan al marco y con éstos luego se sujeta el marco debajo del radiador. Para que nada suene, se pueden pegar todavía 4 deslizadores de fieltro en el marco para que éste no se apote directamente en la calefacción. Ahora enchufe la fuente de alimentación y ya está listo.

calentador

Software

¡Espere! ¿No ha olvidado otra cosa?

Por supuesto, el software para el microcontrolador.

Instalación de las librerías

Para compilar el programa, primero debe instalar la librería de Dallas Temperature. Para hacer esto, diríjase a "Sketch/Integrar librería/Administrador de librerías"

Administrador de la biblioteca

En el administrador de librerías, busque "Dallas" e instale la librería "Dallas Temperature".

Dallas temperatura lib

Con

 # INCLUYE  
 #include

Ahora puede incluir la librería en el programa.

El programa

 /*
   Control del ventilador
 
   Un pequeño programa para controlar a los fanáticos del radiador.
   Los ventiladores se encienden debido a la temperatura elevada en la válvula de admisión,
   Y solo después de un tiempo de ejecución determinado y el temperamento switchttice nuevamente se apagó.
   La medición de la temperatura se realiza con un DS18B20.
   
   Copyright 2020 Wilfried Klaas
 
   Con licencia en la licencia de Apache, versión 2.0 (la "licencia");
   No puede utilizar este archivo, excepto en cumplimiento de la licencia.
   Puede obete una copia de la licencia en
   
   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 
   Desiedad requerida por la ley aplicable o acordada por escrito, software
   Distribuido bajo la licencia se distribuye en base "AS",
   Sin garantías ni condiciones de ningún niño, Eithher Express o implícito.
   Lace la licencia para los permisos de gobierno específicos de la lengua y
   Limitaciones bajo la licencia.
 */
 # INCLUYE
 #include
 
 // PIN a la que se infecta el DS18B20
 #define one_wire_bus 2
 // retardo de bucle
 #define louptime 500
 // contador de cuántos bucles del ventilador deben tener al menos uno / apagado
 #Define DeayTime 10
 // Conexión para el ventilador
 #define fan_pin 10
 // Umbral de temperatura
 #define treshold_temp 32.00
 
 
 // Objeto de comunicación de OnWire
 Onewire onewire(One_wire_bus);
 // DS18B20 Dallas Sensor de temperatura
 Temperaturas Dallastas sensor(&onewire);
 
 vacío configurar() {
   // cordón umbilical
   De serie.Empezar(115200);
   De serie.Prender("Empezando");
   // Definir Pins
   mono(Led_builtin, PRODUCCIÓN);
   mono(Fan_pin, PRODUCCIÓN);
 
   // Iniciar el sensor DS18B20
   sensor.Empezar();
 
   De serie.Prender("Operación de inicio");
 }
 
 // contador de bucle
 byte encimera = 1;
 // almacenamiento de temperatura temporal
 flotador Temperatura;
 // el ventilador esta encendido o apagado
 bota fanano = falso;
 largo camión = 0;
 contaminar En t Recuento = (Demora * 1000) / Tiempo de bucle;
 
 vacío círculo() {
   SI ((camión + Tiempo de bucle) < milis()) {
     encimera--;
     // obtener temperaturas de todos los sensores
     sensor.solicitante(); // enviar el comando para obtener la temperatura
     // Dado que solo uno está conectado, lea el 1
     Temperatura = sensor.gettempcbyindex(0);
     // y gastar
     De serie.impresión("Temperatura:");
     De serie.impresión(Temperatura);
     De serie.impresión("CNT:");
     De serie.Prender(encimera);
     // contando contador de bucle
     // si el contador de bucle es 0
     SI (encimera == 0) {
       // Contador establecido en 1 para que el siguiente pase esté al menos aquí nuevamente.
       encimera = 1;
       // prueba si la temperatura es lo suficientemente alta como para encender el ventilador
       SI (Temperatura > TreShold_Temp) {
         // OK, luego encienda el ventilador si no sucede.
         SI (!fanano) {
           // fan a
           escritura digital(Fan_pin, 1);
           escritura digital(Led_builtin, 1);
           // al menos tantos bucles ya no cambian
           encimera = Recuento;
           De serie.Prender("Fan a");
           fanano = cierto;
        }
      } Demás {
         SI (fanano) {
           // fan apagado
           escritura digital(Fan_pin, 0);
           escritura digital(Led_builtin, 0);
           // al menos tantos bucles ya no cambian
           encimera = Recuento;
           De serie.Prender("Fan apagado");
           fanano = falso;
        }
      }
    }
     // retardo de bucle
  }
   demora(10);
 }

Sketch como descarga

Después de cargar el sketch en el microcontrolador, ahora puede comprobar las salidas con el monitor de serie. La temperatura actual se debe emitir alrededor de 2 veces por segundo. Y detrás del contador de bucles. Si se excede el umbral, el ventilador se enciende y comienza el tiempo de espera. Si dentro de este tiempo de espera (DELAYTIME), la temperatura vuelve a bajar, el ventilador permanece encendido. Por lo tanto, se evita, que se enciende y apague constantemente cuando la temperatura fluctúa. Este tiempo se indica en segundos. La umbral de temperatura se puede ajustar a través de TRESHOLD_TEMP.

Epílogo

Diviértase con la réplica. Espero que a usted también le haya gustado este pequeño blog. ¡Hasta la próxima vez!

Wilfried Klaas

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10 comentarios

André

André

Das ganze liese sich auch wunderbar zweckentfremden um damit die Kühlung von Absorptionskühlschränken in Wohnmobilen bzw. Wohnwägen zu verbessern. Bei hohen Außentemperaturen staut sich gerne die warme Luft im Lüftungsschacht des Kühlschranks, wodurch dessen Kühlleistung deutlich verringert werden kann. Die Lüfter helfen eben durch die Zwangsbelüftung das Problem etwas zu lindern. Dafür gibt es sogar eine ganze Reihe kommerzieller Produkte, die genau das selbe machen. Finde das Projekt ist eine schöne Lösung für den Eigenbau.

Wilfried Klaas

Wilfried Klaas

Hallo Micha. Hier gilt, wie bei allen Selbstbauprojekten aus dem Internet und Magazinen, bitte vorsichtig sein!
Aber normalerweise sind Heizungen geerdet und auch der Rahmen wie auch die anderen metallischen Teile sollten richtig geerdet sein. Der Controller samt restlicher Elektronik sollte natürlich auch in ein entsprechendes Gehäuse gebaut werden. Und ich habe mir den Spaß tatsächlich jetzt mal gemacht und mein Netzteil (Das ist ein typisches LED Lampennetzteil mit 12V/5.8W ohne Erdung) gegen das Heizungsmetall (an einer blanken Stelle) gemessen. Tatsächlich zeigte sich dort ein Kurzschlussstrom von 40uA. Das ist weit genug von den 10mA entfernt, die die FI Schalter im Bad haben sollten.
Aber richtig ist, sobald wir mit Strom hantieren, sollten wir die Grundlagen kennen.

Wilfried Klaas

Wilfried Klaas

Hallo Jürgen, natürlich kann man auch den W1209 verwenden. Dann bitte auf Kühlung stellen. Der Baustein ist tatsächlich deutlich größer und schaltet dann den Lüfter per Relais. Funktioniert aber genauso. BTW.: Auch der W1209 arbeitet intern mit einem uC, in dem Fall mit einem STM8S003F3P6.

Wilfried Klaas

Wilfried Klaas

Hallo Herr Rahn, ich habe mit vielen verschiedenen Anordnungen gespielt. Diese Version mit den 2 Lüftern in der Mitte war diejenige, die für diesen Heizkörper am besten funktioniert hat. Es werden sogar noch weitere Lamellen pro Lüfter durchlüftet, die vom Lüfter nicht abgedeckt werden. Dort wird die Luft einfach mitgerissen. Von den 60cm Heizkörper werden mit den 2x 80mm Lüftern 40cm zwangsbelüftet. (Erfahrungswert) Nur bei die äußersten Enden bleibt es bei der normalen Konvektion. Wenn man eine größere Abdeckung wünscht, kann man natürlich entsprechend mehr Lüfter verwenden. Natürlich kann man auch einen kompletten Luftkanal unter den Heizkörper bauen. Der hat aber auch Nachteile: zunächst sieht es einfach nicht besonders schön aus und viel wichtiger, nach diesem Umbau funktioniert der Heizkörper nur noch mit der Zwangskühlung. Die Variante mit den offenen Lüftern lässt auch ohne Lüfter noch genügend Luft durch. Zum 2. Teil mit den HKVs haben Sie natürlich völlig recht. So wie bei allen Blogeinträgen hier und im Allgemeinen alle Beiträgen aus dem Internet oder Magazinen muss man selber schauen, in wie weit rechtliche Belange betroffen sind.

Wilfried Klaas

Wilfried Klaas

Hallo Oliver, ja klar, aber Sie können ja mit dem Bau schon mal anfangen ;-), dann sind Sie im Herbst fertig. Oder Sie verwenden zwischenzeitlich die Lüfter als Ventilatoren.

m1cha

m1cha

Halt, noch etwas vergessen.
Die Schaltbetzteile dürfen laut EU-Vorgaben bis zu 80μA gegen Masse/Erde abführen. Im Bad???
Die Leitungen müssen echt Berührungssicher verlegt werden. Nicht die magische Grenze von 30mA (FI/RCD) ist tötlich, sondern sehr viel weniger.
Mess mal den Strom zwischen +/-, deiner 5V, und Heizung(serde). Kann schnell nach hinten los gehen, da viele die in china „liebevoll“ gebauten Netzteile verwenden werden.

Setze bitte bei solchen Projekten viel viel wert auf Berührungssicherheit.

Danke.

m1cha

Thomas Rothmund

Thomas Rothmund

Darauf habe ich schon lange gewartet.

Besten Dank

Jürgen

Jürgen

Interessant für die Einarbeitung in Arduino. Für die dargestellte Lösung ist es aber einfacher, den Temperaturbaustein W1209 zu verwenden.

Werner Rahn

Werner Rahn

Die in diesem Blog beschriebene mechanische/thermische Konstruktion hat einen Mangel!
Auf dem Bild sitzen die Ventilatoren im mittleren Bereich des Heizkörpers. Im inneren Bereich zwischen den Platten sind vertikale , dünne Bleche an den Platten angeschweißt. Sie bilden senkrechte Luftleitkanäle. Die beiden Ventilatoren blasen hauptsächlich in je zwei bis drei solcher Luftleitkanäle. Besser wäre es aus Pappe oder ähnlichem unten am Heizkörper einen Zufuhrkanal zu bauen, der am einen Ende einen Ventilator hat und am anderen Ende die Luft über den ganzen unteren Lufteintrittsquerschnitt des Heizkörpers gleichmäßig verteilt. Ein Ventilator dürfte ausreichen, da die mit dem Ventilator erzwungene Konvektion deutlich stärker sein dürfte als die freie Konvektion. Bei Heizkörpern mit nur einer Platte funktioniert die Zwangskühlung noch weniger effizient.
Achtung juristisches:
wenn an dem Heizkörper ein Heizkostenverteiler (HKV) angebracht ist, kann mit einer gezielten, konzentrierten Luftführung die Temperatur im Bereich des HKV reduziert werden. ( Die HKVs haben zwei Temperaturfühler und eine Realtimeclock (RTC), der eine Fühler erfasst die Temperatur an der Vorderseite der Heizkörperplatte, der zweite Fühler erfasst die Lufttemperatur an der Luft- bzw. Außen-Seite des HKV. Die Temperaturdifferenz wird mit der Zeitdifferenz der RTC multipliziert und abgespeichert.) Da der nicht zwangsgekühlte Bereich des Heizkörpers wärmer ist, als der übrige Bereich, wird der HKV geringere Werte anzeigen, als ohne diese ILLEGALE Manipulation. Auch wenn der ganze Heizkörper zwangsweise gekühlt wird, zeigt ein HKV geringere ‘Verbräuche’ an, als bei freier Konvektion. Also Finger weg von Zwangskühlung von Heizkörpern mit HKV. HKVs werden normalerweise in Mehrfamilienhäusern verwendet. Betrogen durch eine oben genannte Manipulation werden die übrigen Mieter. Auch wenn es dem Vermieter egal sein kann, kann das im Extremfall zum Verlust bzw. zur Kündigung der gemieteten Wohnung führen.
Gruß,
W. Rahn

Oliver Rohr

Oliver Rohr

Moin,

Idee gut, aber es ist Sommer.. da wäre ein Projekt das Kühlt schöner…

Gruß

Oliver

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