Automatización de un sistema de recirculación de ACS sin tubería de retorno mediante equipos Raspberry Pi

Abstract

El presente trabajo, trata de llevar a cabo el diseño y programación de un sistema de recirculación de agua caliente, en viviendas en las que no es posible la instalación de una tubería de retorno, mediante microcontroladores Raspberry Pi Zero. Primeramente, se revisa el estado del arte en cuanto a los sistemas existentes en el mercado, y a las posibles opciones de microcontroladores que existen con los que es posible realizar este sistema. Tras esta primera investigación, se estudiaron las diferentes opciones de montaje del sistema, contemplando las ventajas e inconvenientes de cada uno, bajo el punto de vista funcional y económico, principalmente. Una vez escogido el esquema de montaje de los elementos, fue necesario el aprendizaje sobre la puesta en marcha y programación de estos microcontroladores en Python 3. Este aprendizaje se llevó a cabo con tutoriales de diferentes páginas web, incluyendo los existentes en la página oficial de Raspberry Pi además de otras páginas web de la multitud que hay publicadas. Una vez adquiridos estos conocimientos, se realizó la programación de tres sistemas de conexionado diferentes, uno cableando la vivienda desde un punto común (en el que iría el controlador), otro incorporando tres microcontroladores (uno por punto de consumo y otro en la generación de A.C.S.) y por último se añadieron a este esquema sensores de temperatura en los puntos de consumo para el control de la recirculación. La programación del sistema mediante tres microcontroladoras diferidas requirió la conexión de estas a una Red Wifi doméstica, y la comunicación entre ellas mediante peticiones y consultas Web. Una vez realizado el conexionado y programación de todos los elementos, se procedió a probar el sistema, de forma únicamente eléctrica, es decir, sin conectar los elementos terminales (electroválvulas, bomba, etc.)

The present work tries to carry out the design and programming of a hot water recirculation system, in residences where it is not possible to install a return pipe, using Raspberry Pi Zero microcontrollers. First of all, the state of the art has been reviewed attending to the existing systems on sale, and the existing microcontroller options to afford the goal. After this first investigation, different scheme options of the system were studied, considering pros and cons of each one, paying special attention to the functional and economic aspect. Once the assembly scheme of the elements had been chosen, it was necessary to learn about the start-up and programming of these microcontrollers in Python 3. This learning was carried out with tutorials on different web pages, including those on the official website of Raspberry Pi. Once this knowledge was acquired, the programming of three different schemes of microcontroller connection were carried out, one wiring the residence from a common point, another one incorporating three microcontrollers (one per consumption point and another in the hot water generator) and finally temperature sensors were added at consumption points to control recirculation. Programming the system through three deferred microcontrollers required their connection to a home Wi-Fi network, and communication between them through requests and Web queries. Once the connection and programming of all the elements had been carried out, the system was tested, only electrically, that means, without connecting terminal elements (solenoid valves, pump, etc.)