»Умные» розетки для бойлера: не греем воду впустую
«Умные» розетки для бойлера: не греем воду впустую
Управление накопительными электрическими водонагревателями в их «базовой версии», как правило, сводится к их включению-выключению и выбору температуры нагрева воды. При двух ТЭНах в бойлере к этому обычно еще добавляется возможность их раздельного включения.
Нуждаются ли водонагреватели в какой-то еще автоматизации? Этот вопрос можно считать почти риторическим, если иметь в виду то, что водонагреватели являются вторым по величине потребителем энергии в доме.
Сокращение расходов на электричество (которое не изменит привычного уровня комфорта при пользовании горячей водой) предполагает наличие возможности для дополнительного программирования работы бойлера. Сюда относится настройка различных схем и режимов его работы по расписанию, возможность дистанционного управления работой бойлера, осуществление мониторинга за его энергоэффективностью и прочее.
Современные водонагреватели, управляемые с помощью Wi-Fi и способные подстраивать режим своей работы под привычки пользователя, изделия пока редкие и дорогостоящие. Зато за рубежом разрабатывается и производится много всевозможных специальных модулей-контроллеров, расширяющих функционал управления существующих водонагревателей.
Приведу для примера описание характеристик только одного такого «интеллектуального контроллера» для водонагревателя под названием Aquanta.
Устройство, подключаемое к водонагревателю, использует сразу несколько датчиков: температуры, давления, датчик утечки воды и так называемый датчик энтальпии, который позволяет прибору определять, сколько энергии тратится на поддержание заданной температуры воды. Владелец посредством модуля Aquanta получает доступ к управлению бойлером через Wi-Fi со своего смартфона.
Контроллер водонагревателя Aquanta, по заявлениям производителя, допускает не только планирование циклического включения и выключения водонагревателя в соответствии с графиком и возможность удаленного управления бойлером. Модуль также оснащен функцией автономного обучения, благодаря которой алгоритм сопоставляет режимы нагрева воды со схемами ее использования, гибко подстраиваясь под потребности пользователя. Кроме того, Aquanta отражает изменение количество доступной в данный момент горячей воды и выдает предупреждение о его снижении, а также производит сравнение еженедельных и ежемесячных данных об использовании электроэнергии.
Что же делать нам, тоже откуда-то из Америки выписывать подобные контроллеры?
Есть другое решение, к которому у нас прибегают многие. Возможно, потребности в том, чтобы сделать свой водонагреватель более «управляемым» в значительной мере могут быть перекрыты использованием так называемых «умных» розеток.
У меня без дела оставалась в доме самая простая розетка-адаптер с механическим таймером. Подключение через нее бойлера позволило без проблем программировать его ежесуточное включение/выключение.
Не буду здесь вступать в дискуссию, насколько помогает сэкономить отключение накопительного водонагревателя на ночь или когда в течении дня никого не бывает дома. Но сама возможность такого планирования работы бойлера, для тех кому это интересно, может быть осуществлена. Чуть более продвинутый вариант этой же розетки (но уже с электронным управлением) допускает настройку графика работы подключенного через нее электроприбора на каждый день недели по отдельности.
Если для вас важно дистанционное управление своим водонагревателем со смартфона (что имеет смысл, когда вы периодически уезжаете на некоторое время из дома), то в этом случае следует подумать об использовании GSM или WiFi розетки. Некоторые известные производители выпускают специальные розетки уже ориентированные на работу с бойлерами. Среди них, например, Xiaomi Mi Smart (ZigBee), REDMOND SkyPort 100S, TP-Link HS100 и HS110 и другие.
Эти розетки не только позволяют дистанционно управлять подключенными устройствами, настраивать их работу по расписанию, но и получать от них статистику энергопотребления за любые промежутки времени.
Следует оговориться, что если вы собираетесь использовать вместе с вашим бойлером какую-то смарт-розетку, следует обратить внимание на какую максимальную нагрузку она рассчитана. Например, указанные розетки TP-Link, допускают максимальную подключаемую нагрузку в 16 А (мощность — до 3,68 кВт).
Умная розетка Xiaomi Mi Smart, ZigBee версия — управляем бойлером
И снова я про умный дом. Так как у Xiaomi имеется широкий выбор различных гаджетов для автоматизации бытовых задач — мне еще есть что обозревать. В этом обзоре я опять буду рассказывать про умную розетку, но на этот раз ZigBee версии. Чем она отличается от Wi-fi розетки, про которую я рассказывал раньше, и почему она дороже стоит — прошу читать далее в моем обзоре.
Где купить?
Все та же маленькая коробочка из белого картона. Все датчики упакованы практически одинаково и розетка этому не исключение.
По своим техническим параметрам — току в 10 А, соответственно мощности до 2,5 кВт — эта розетка совершенно аналогична своей wi-fi версии. Различия в протоколе управления — для работы с этой розеткой понадобится Xiaomi Mi Multi-functional Gateway.
По внешнему виду — розетки легко спутать. Выполнена она в виде белого, глянцевого параллелепипеда. На лицевой части у нее универсальная розетка, позволяющая установку без переходников — европейских, американских и китайских (австралийских) вилок. В нижней части — синий светодиод, показывающий статус активности розетки.
Вилка у нее — тройная, китайская. Для работы в европейских розетках понадобится переходник. В розетки с универсальными разъемами — например таких как в удлинителях Xiaomi — становятся без переходников.
Розетка имеет одну физическую кнопку — при помощи которой изначально проводится сопряжение с шлюзом, а потом, при необходимости — ручная активация/деактивация (здесь я имею в виду подачу питания на управляемое розеткой устройство).
Временно — я использую розетку через переходник, но заказал и жду вот такую розетку Legrand EN15 для того чтобы подключить умную розетку напрямую.
Размеры розетки — в ширину чуть меньше 4 см
В высоту — 5,5 см
Если сравнить рядом с wi-fi розеткой, то становится видно, что ZigBee версия — немножко уже, примерно на 4 мм.
Теперь к делу.
Покупалась эта розетка с совершенно конкретной задачей — это контроль и мониторинг энергопотребления бойлера. У меня в квартире два раздельных ввода воды, и на одном из них — который находится в ванной, установлен бойлер. По наблюдениям продолжительностью не один год, я знаю, что среднемесячное потребление горячей воды на этом вводе — 3 куб. м. Стоимость — горячая вода+водооотвод *3 = $10 в мес. Стоимость холодной воды, с учетом водоотвода — $1,5. Для того чтобы понимать — есть ли экономия от использования бойлера — необходимо было подсчитать расход электроэнергии. Для этого я использовал вот такую конструкцию из механического таймера — прерывателя и одного из самых распространенных энергомониторов.
Эта инсталляция имеет массу недостатков — во первых даже ее цена, немного больше обозреваемой розетки (конечно с учетом того, что шлюз у меня уже есть). Во вторых — таймер-прерыватель — весьма неточен, и после пары месяцев работы стал залипать, отставать — подкручивать его приходилось каждый день. А данные с монитора — собирать вручную и где-то записывать. Про внешний вид и говорить нечего. Поэтому и вся эта конструкция была заменена на умную розетку —
Подключение розетки — аналогично любому датчику ZigBee, проводится через плагин управления шлюзом Xiaomi. Из списка доступных датчиков — выбирается розетка, далее при помощи нажатия и удерживания кнопки — проводится сопряжение розетки с шлюзом, далее предлагается определить местоположение розетки — относительно квартиры.
В отличии от своей Wi-Fi сестры, здесь можно выбрать тип иконки для розетки, в зависимости от типа подключенной нагрузки. В моем случае — водонагреватель. После этого устройство появляется в общем списке, и устанавливает плагин управления. В плагине — сразу видно основное и ключевое различие ZigBee и Wi-Fi розеток — это измерение энергопотребления. Именно она и дает возможность не только управления, но и мониторинга — то что мне и нужно для моей задачи.
Раз у нас уже есть какие-то показания, то надо провести их сравнение хотя-бы с обычными энергомониторами.
Имею на хозяйстве пару китайских же энергомониторов, сравним показания. Сначала — встраиваемый энергомонитор с бангуд. Замеры потребления самой розетки — согласно этому прибору, в отключенном состоянии — розетка практически ничего не потребляет
В активном состоянии, потребление вырастает до 0,5 Ватта. Никакой нагрузки не подключено.
Сравнение с нагрузкой. Тут надо отметить — что показания энергомонитора меняются мгновенно, в зависимости от текущего потребления нагрузки, а показания на смартфоне, по причине прохождения долго пути от розетки до него — с некоторой задержкой. Относительно небольшая нагрузка, определена энергомонитором в 101,3 Ватта, а розеткой (причем что розетка и сама подключения через энергомонитор) — в 105 Ватт
На большой нагрузке — (чайнике) расхождение с этим энергомонитором еще больше — 1764 Ватта, против 1827 Ватт на розетке.
Казалось бы врет, но не будем делать поспешных выводов. Сравним с более распространенным энергомонитором, который ранее мной и использовался для подсчета расхода энергии бойлером. Для начала — замер потребления розетки в неактивном состоянии — так же, 0, ниже предела чувствительности прибора.
В активном состоянии — 1 ватт, показание выше, чем у предыдущего устройства.
Теперь те же нагрузки. Тут расхождение гораздо меньше, а если принимать во внимание некоторую задержку в обновлении информации на смартфоне — то она практически отсутствует. На примере — 103,2 Ватта на мониторе и 105 ватт (как и в тесте с первым монитором) от розетки.
Такая же ситуация с большей нагрузкой. 1811 Ватт на энергомониторе и 1818 Ватт на розетке. Опять же с учетом того, что данные на мониторе обновляются мгновенно, а на смартфоне — с задержкой.
Сравнив все 3 одновременно, видим, что показания розетки и второго монитора почти совпадают, а первый прибор — так же занижает показания. Так же по своим контрольным измерениям потребления бойлера, который проводился как раз при помощи второго энергомонитора, я видел что его показания полностью вписываются в расчетные, и доверяю я ему больше.
Вернемся к плагину управления розеткой. С главной страницы плагина можно производить отключение, установку таймеров или таймер обратного отсчета — как и в Wi-Fi версии розетки. В главном меню, к стандартным опциям — смартсцен, описаний, основных настроек и возможности добавить в список основных устройств — добавились свои уникальные. Это возможность смены иконки, в зависимости от управляемого устройства — второй скриншот. Возможность задать возобновление состояния розетки после отключения электроэнергии, опция — защиты заряда, по видимому отключает розетку после того как падает ток нагрузки — не проверено, задача у меня пока другая, и возможность выключения светодиодного индикатора — актуально для тех кому мешает его свечение.
Что удобно — иконка которая показывает состояние активности розетки и позволяет ее включать и выключать, появляется в строке Control Panel плагина управления шлюзом.
Самое важное для меня — это подсчет расхода энергопотребления. С главной страницы плагина, слева направо, имеются данные по расходу потребления за сутки, помесячно и в виде временного графика в разрезе дней, недель или месяцев. Например сейчас, я настроил бойлер таким образом, что потребление составляет 3 кВт*ч в сутки, таким образом я выхожу примерно на 90 кВт*ч в месяц, что составит примерно $4.5 по тарифу свыше 100 кВт. Вкупе с $1,5 за холодную воду, я получаю $6 против $10. 40% экономии это уже ощутимо.
В остальных своих возможностях — розетка аналогична wi-fi версии. Настройка включения и выключения возможна через меню — таймеры. В этом случае розетка совершенно не зависит ни от китайских облаков, ни от интернета — срабатывает в автономном режиме. В сценариях розетка работает только как действие и предлагает три варианта срабатывания — включить, выключить и переключение состояния. Преимуществом смарт сценариев является возможность их гибкого управления — например при помощи внешних датчиков и контролеров — либо при помощи других сценариев. Недостатком — работа через облако Xiaomi. Однако имеются и стремительно развиваются альтернативные варианты управления экосистемой умного дома Xiaomi, в будущих обзорах я обязательно затрону и эту тему.
Что касается рассматриваемой задачи — то целесообразнее всего управлять бойлером именно при помощи таймеров — задав режимы работы для будних и выходных дней. Экспериментально определив сколько времени работы достаточно для обеспечения нужным количеством горячей воды.
В качестве итога — розетка отлично подошла под мою задачу управления и подсчета энергозатрат при работе бойлера. В планах — рассмотрение вариантов либо еще парочки таких розеток, либо если будет хорошая цена — взять встраиваемую розетку Aqara. Так как по стандартной ее цене — вдвое дороже рассматриваемого варианта — пока не интересно.
Все мои обзоры устройств Xiaomi в хронологическом порядке — Список