Програмне управління роботою побутових водогрійних пристроїв (бойлерів)

Анотація

У дослідженні обґрунтовано, що одним із перспективних підходів у вирішенні задач підвищення якості, стабільності та надійності функціонування вітчизняної енергосистеми є управління попитом на електроенергію. Метою такого управління є перерозподіл навантаження на енергомережі з урахуванням можливостей генераційних потужностей. Встановлено, що хоча не всі види навантаження можуть бути перенесені в інші часові зони без втрати показників, для побутових водогрійних бойлерів така можливість існує. Актуальність та своєчасність розробки систем для їх програмного управління визначаються відносно високою середньою потужністю нагрівального елементу (близько 2 кВт) та масовим застосуванням. Розроблено математичну модель споживання гарячої води з бойлера. Аналіз результатів моделювання переконливо свідчить про доцільність впровадження програмного управління побутовим бойлером. Запропоновано модель, що може скласти основу алгоритмічного забезпечення таких систем. Наступним етапом стала розробка системи управління роботою побутового бойлера. Запропоновано пристрій на базі мікроконтролера ESP32, який має Web-інтерфейс користувача, а його програмне забезпечення відповідає клієнт-серверній архітектурі. Такий підхід дозволив вирішити задачу синхронізації роботи бойлера з астрономічним часом та реалізувати інтерфейс користувача засобами Web-браузера без додаткових апаратних пристроїв. Розроблена система управління не впливає на роботу штатної автоматики бойлера від виробника, яка забезпечує виконання базової функції підтримання сталої температури води. Програмне забезпечення пристрою складається з клієнтської та серверної частин. Інформаційний обмін між ними здійснюється по бездротовому каналу із застосуванням Wi-Fi модулю, що входить до складу контролера, за допомогою повідомлень у форматі JSON. Алгоритм обміну передбачає передачу команд на сервер та отримання від нього необхідних даних для відображення в браузері.