Esquema de control de HVAC doméstico de ejemplo ISO e información de diseño de circuito

Actualmente estoy interesado en determinar cómo un termostato doméstico controla una unidad HVAC doméstica. Me he topado con muchos esquemas que pueden controlar una unidad de ventana HVAC, un congelador, la temperatura del agua, etc. Sin embargo, usar un circuito como esos en una unidad tan costosa como una unidad HVAC es una locura en lo que a mí respecta. ..además no se ocupa de todas las operaciones posibles.

La pregunta para la que busco una respuesta: ¿Cómo se construye un termostato doméstico completo? Un dispositivo que protege y está diseñado para garantizar que no se dañe la unidad HVAC. Estoy planeando comprar un termostato barato de $ 10-20 solo para desarmarlo y estudiar el tablero en detalle en unas pocas semanas si no puedo encontrar otras respuestas.

Mi unidad HVAC doméstica actual utiliza una configuración de calor/frío de 4 cables a la que se hace referencia en la página 17 (10 en Adobe Reader) de este manual de instalación del termostato: http://www.ritetemp-thermostats.com/60XX/images/6022_installation_guide.pdf

Connections are as follows:
W - Heater Control Line
Y - Cooler Compressor
RH - Heater/Cooler Power
G - Fan Control
C - Optional Thermostat Power (which I have)

¿Qué tipo de control utiliza este dispositivo? es de 1 hilo? ¿Dónde está la conexión GND? Además de este diagrama de cableado, la unidad también proporciona C que alimenta el termostato mismo, lo que garantiza que no se requieran baterías. Desearía poder desarmar esta unidad, pero no tengo otro termostato para colocar en su lugar hasta que me paguen.

Si puede ayudarme/señalarme en la dirección correcta; se lo agradeceria mucho

Una nota para señalar ... Tanto el sistema de calefacción como el de aire acondicionado funcionan con electricidad.

Respuestas (1)

Después de leer algunas publicaciones y hacer algunas pruebas con un DMM, creo que he resuelto mis preguntas sobre cómo funciona un termostato doméstico. Primero las publicaciones/información que llevaron a la conclusión:

Guía de instalación de RiteTemp (pág. 17 - Calefacción/refrigeración de 4 cables sin bomba)

JohnSAZ de EEVBlog :

Por supuesto, su termostato puede ser diferente, pero todos los que he visto funcionan igual (y sus códigos de color indican una configuración estándar de la industria).

Piense en el termostato como nada más que tres interruptores. El "RH" es tu común. Si corta "RH" a "G", su ventilador se encenderá. Si corta "RH" a "Y", el compresor de aire acondicionado se encenderá. Si corta "RH" a "W", el sistema de calefacción se encenderá. Esto podría ser un solenoide de quemador de gas o relés para energizar calentadores eléctricos resistivos. Si la unidad es una bomba de calor, encenderá el compresor de aire acondicionado, pero también energizará una válvula de inversión que hará que el freón funcione al revés (más o menos).

Obviamente, debe asegurarse de que los cables "G" e "Y" NUNCA estén encendidos al mismo tiempo. También debe asegurarse de que el sistema de alimentación no se pueda encender con el ventilador apagado. Además, debe asegurarse de que cuando el compresor se apague, no pueda volver a encenderse durante un tiempo (¿10 minutos? No sé el límite de tiempo seguro). Además, los termostatos de mayor calidad mantienen el soplador funcionando durante algún tiempo después de que el compresor (o el calentador) se haya apagado para aspirar hasta el último Btu del sistema antes de apagarse.

Agarré mi DMM de confianza y confirmé que W, Y, G y C miden 30 VCA+ cuando se prueban contra RH (o R) - GND. Cuando el sistema está funcionando, G cae a 0,05 tanto para calor como para frío (lo que significa que el ventilador está funcionando). W cae a 0,05 si el calentador está funcionando. Y cae a 0,05 si el enfriador está funcionando.

Todavía necesito investigar el momento adecuado para el apagado del enfriador/calentador, etc.

Si alguien puede pensar en alguna protección de circuito adicional fuera de lo que señaló JohnSAZ, hágamelo saber. Estoy interesado en agregar un mecanismo de seguridad al diseño del circuito en caso de que la unidad falle. No estoy seguro de si los relés en posiciones de apagado durante un corte de energía se encargarían del negocio o no. De cualquier manera, planeo proporcionar respaldo de batería al proyecto por si acaso (es decir, detectar fallas de energía, deshabilitar todos los controles).

¿Por qué no dice G e Y al mismo tiempo? Creo que no quieres W e Y al mismo tiempo (calefacción y refrigeración simultáneamente)
Buen ojo. Creo que fue un error de tipeo. De hecho, ahora puedo probar que el termostato ejecuta G e Y o G y W al mismo tiempo. Sin embargo, Y y W son una mala combinación.
En los sistemas con los que estoy familiarizado, el termostato no es responsable de controlar el ventilador en modo calor. Cuando se requiere calor, el cable "W" se energiza, encendiendo el quemador (etc.). Cuando la temperatura en la fuente de calor alcanza un punto específico, el horno enciende el ventilador a través de un termostato interno. Esto evita la corriente de aire frío que de otro modo se produciría si el soplador se enciende inmediatamente. De manera similar, el ventilador seguirá funcionando después de apagar la calefacción, mientras el sistema se enfría. No sé si los sistemas totalmente eléctricos funcionan de esta manera.
Esa es una buena observación y hace desde entonces. Mi unidad HVAC se instaló en 92. Noté que cuando el termostato actual (Home Depot) se enciende, sopla aire frío durante unos minutos antes de calentarse (cuando está encendido). No estoy seguro de si el termostato es el responsable de esto o si el sensor de temperatura interno, como notó, no funciona correctamente. Creo que puedo agarrar un Arduino y configurar un circuito de registro durante una semana más o menos y echar un vistazo a los resultados antes de empezar a jugar con todo. Esto también me dará una buena idea sobre la sincronización utilizada en un producto existente para garantizar que la unidad HVAC no se apague.
Me interesaría la configuración de su circuito para el registro; estoy interesado en lo mismo. Vea mi pregunta electronics.stackexchange.com/questions/4606/…