OBJECTIVE
This technical information details the new Power Cascade algorithm that can be selected within the OpenTherm page of the RegConfig Configurator.
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The following image shows, within the OpenTherm page of the RegConfig, the position of the System Cascade control Algorithm section (redblue) and the Buffer tank Compensation Temperature section (blue), closely related to the PID cascade algorithmyellow):PHOTO TBD
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The cascade algorithm can be of three types:
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Enabled OpenTherm generators are those generators that have a number (which can range from 1, highest priority, to 8, lowest priority) in the Generators section (highlighted in green) on the OpenTherm page and not OFF in the box corresponding to the “Heat/Cool” column. The number indicates the priority of the call, so in the image below G1 and G3 generators have priority 1 (they are called first), while G2 has priority 2 and G4 priority 3:
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Warning
Do not use G0 as it is the OpenTherm generator used with the DOT product, not with the REG system, therefore it is never considerate in the cascade logic.
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Attention: the powers are expressed in percentage, so if generators of different power are present, for example 24 kW and 35 kW, the same % power corresponds to a different real power. Moreover, some boilers give the real power output, so they consider 0% with boiler off, while with the flame on the power value read by the system is ≥ 15-17%, that is the minimum power at which they can modulate; other boilers instead indicate the % in relation to the useful regulation range, so with 0% they indicate that the boiler is working at the minimum of its modulation (probably 15-20% of the power rating), but still on. This may have an impact on the setting (although usually not a big one): for the former the minimum power = 30% probably indicates an actual 30%, while in the latter case the minimum power = 30% probably indicates roughly an actual 40% value, assuming its minimum is 15%, this would be [(100%-15%)*0,3+15%)];
Idle: questo parametro (che significa inattivo) è il limite inferiore della limitazione di potenza, un generatore non viene mai limitato ad una potenza inferiore a Idle. Quindi se la potenza minima erogata tra i generatori accesi è 5% e Gap é 8%, la Potenza massima sarebbe 13%, ma se Idle è 30% allora i generatori saranno limitati a 30%. Questo parametro è fondamentale nel momento in cui un nuovo generatore viene acceso. Ipotizziamo di aver acceso 2 generatori che sono intorno al 45 % di potenza entrambi. La potenza minima erogata tra i due generatori supera il 50% (Pot Up) e il sistema ne chiama un terzo, il quale parte da potenza 0%. Se il parametro Gap è 8% significa che tra il generatore che esprime la potenza minima e quello che esprime la massima ci può essere una differenza al massimo dell’8%. Quindi se il terzo generatore è a 0%, gli altri dovrebbero stare a 8%! Per evitare ciò si mette un limite inferiore alla potenza dei generatori già attivi, ad esempio 30% (Idle). Quindi anche se i generatori accesi dovrebbero per rispettare il parametro Gap stare sull’8% di potenza andranno al valore di Idle impostato;
GESTIONE DEI GENERATORI DEGRADATI
Restano da impostare 2 parametri (non obbligatori):
Power degraded
Temperatura degraded
se lasciati a zero l’algoritmo non gestisce i generatori degradati.
Un generatore viene considerato degradato se:
è passato il tempo di pausa (cioè non si considerano le condizioni durante l’intervallo successivo all’aggiunta/rimozione di una caldaia);
un generatore è in richiesta di riscaldamento o raffrescamento (non si considera la produzione ACS);
la potenza a cui è limitato il generatore è maggiore della potenza degradata
la temperatura di mandata del generatore è inferiore al set richiesto al generatore di più della Temperatura degradata (T mandata < set point - temperatura degradata dove quest’ultima è un delta di temperatura K e non un valore assoluto). Ad esempio se il set point è 40°C e la temperatura degradata 5 K, la temperatura del generatore deve scendere sotto i 35°C prima di poter essere degradato sempre che si verifichino anche gli altri quattro punti;
la potenza erogata dal generatore è inferiore a “Potenza degradata” (che é un valore assoluto e non un delta di potenza). Ad esempio se la potenza degradata è 20% la potenza erogata del generatore deve scendere sotto il 20% prima di poter essere degradato sempre che si verifichino anche gli altri quattro punti.
Se un generatore viene degradato il sistema lo esclude da tutti i calcoli illustrati (calcolo potenza minima, potenza massima per confronto con PotUp, PotDown, Gap e Idle).
l risultato delle impostazioni effettuate è visualizzato nella parte in alto a destra della pagina OpenTherm “Stato Richiesta Generatori”:
PHOTO TBD
Abilita Set/Riscaldamento: se il quadrato ha la spunta significa che c'è una richiesta ai generatori e nel rettangolo a destra è indicato il set point richiesto. Se il quadrato non è spuntato e il set point è a zero significa che dai circuiti non sta arrivando nessuna richiesta a OpenTherm.
Abilita Set/Sanitario: se il quadrato ha la spunta significa che c'è una richiesta ai generatori e nel rettangolo a destra è indicato il set point richiesto per la produzione di Acqua calda Sanitaria. Se il quadrato non è spuntato e il set point è a zero significa che dai circuiti o dalla pagina ACS non sta arrivando nessuna richiesta a OpenTherm.
Numero Generatori attivi (cascata): indica quanti generatori sono stati attivati per la cascata in riscaldamento (non per la produzione ACS).
l’ultimo rettangolo in basso (riquadro giallo) è il countdown della pausa tra variazioni in centesimi di secondo.
PHOTO TBD
Facendo sempre riferimento all'immagine relativa alla sezione Generatori della pagina OpenTherm:
PHOTO TBD
si fa presente quanto segue:
la produzione di Acqua Calda Sanitaria non risponde all'algoritmo di cascata di potenza;
l’algoritmo di cascata accende i generatori OpenTherm in base alla priorità inserita.
Nella parte inferiore della pagina OpenTherm si riporta per ogni generatore il risultato delle richieste di riscaldamento e ACS (riquadro rosso) e il feedback dai generatori verso il sistema REG (giallo):
PHOTO TBD
Evidenziato in rosso si trova:
la richiesta di R = Riscaldamento, A = ACS;
la temperatura richiesta in riscaldamento [°C];
la potenza in riscaldamento [%] è il limite superiore ed è il maggiore tra Idle e la minore delle potenze delle caldaie attive più il gap.
Se il generatore viene chiamato per la sola produzione ACS sia la temperatura richiesta che la potenza sono a zero, i valori che vengono passati in caso di produzione ACS sono quelli che si visualizzano in Stato Richiesta Generatori (in alto a destra nella pagina OpenTherm).
La pagina OpenTherm può gestire caldaie mediante protocollo OpenTherm. In giallo si evidenziano i valori trasmessi dalla caldaia strettamente legati a come il produttore dei generatori ha implementato il protocollo OpenTherm sulla caldaia stessa (fare sempre riferimento alla documentazione del generatore a riguardo). Passando con il mouse sopra i vari rettangoli/quadrati compare un tag con una descrizione estesa:
Stato Generatore: indica in che stato si trova il generatore (G = guasto, R = riscaldamento, SA = Acqua sanitaria, F = fiamma, S = service, ecc.). Se non implementato nessun quadrativo verrà popolato con le spunte.
Temperatura mandata, Temperatura ritorno, Temperatura ACS [°C]: sono le letture dei sensori del generatore se presenti.
Pot.: potenza erogata dal generatore in % (fare riferimento al manuale del produttore della caldaia).
Errore OT: errori Opentherm più frequenti (Ra = richiesta assistenza, Rr = reset remoto abilitato, Bp = Bassa pressione acqua, ecc.).
Errore OEM: indicazione del numero dell’errore, fare riferimento al manuale del generatore per la diagnostica.
Reset: reset dell’errore, funziona solo se la caldaia lo gestisce, fare riferimento al manuale del generatore per la diagnostica.
ROTAZIONE
A parità di priorità l’accensione segue l’ordine numerico dei generatori per la prima accensione, mentre per le successive accensioni i generatori vengono fatti ruotare:
PHOTO TBD
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this parameter (that means inactive) is the lower limit of the power limitation; a generator is never limited to a power lower than Idle. So, if the minimum power output between the switched-on generators is 5% and Gap is 8%, the maximum power would be 13%, but if Idle is 30%, then the generators will be limited at 30%. This parameter is essential when a new generator is switched on. Let us assume that we have switched on 2 generators that are both roughly 45% power. The minimum power output between the generators exceeds 50% (PotUp) and the system calls a third one, which starts at 0% power. If the Gap parameter is 8%, it means that between the generator expressing the minimum power and the one expressing the maximum power there can be a difference of at most 8%. So, if the third generator is at 0%, the others should be at 8%! To avoid this, a lower limit is put on the power of the already active generators, for example 30% (Idle). So, even if the generators that are switched on should stay at 8% power to conform to the Gap parameter, they will go to the set Idle value.
MANAGEMENT OF DEGRADED GENERATORS
Two (non-mandatory) parameters are left to be set:
Power degraded
Temperature degraded
If left at zero, the algorithm does not manage degraded generators.
A generator is considered degraded if:
The stop time is passed (that is the conditions during the pause following the addition/removal of a boiler are not considered);
A generator is in heating or cooling demand (the DHW production is not considered);
The power to which the generator is limited is bigger than the power degraded.
The generator water outlet temperature is lower than the set point required of the generator less the temperature degraded (T water outlet < set point – temperature degraded, where the latter is a temperature delta K and not an absolute value). For example, if the set point is 40°C and the degraded temperature is 5 K, the generator temperature must drop below 35°C before it can be degraded, as long as the other four points also occur;
The generator power output is lower that the “Power degraded” (which is an absolute power and not a power delta). For example, if the power degraded is 20%, the power output of the generator must drop below 20% before it can be degraded, as long as the other four points also occur.
If a generator is degraded, the system excludes it from all the calculations shown (minimum power calculation, maximum power for comparison with PotUp, PotDown, Gap, and Idle).
The result of the settings made is displayed at the top right of the OpenTherm “Generator Demand Status” page:
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Enable/set Heating: if the square is ticked, this means that there is a request to the generators and in the rectangle on the right is indicated the required set point. For heat pumps, the set point is either heating or cooling. If the square is not ticked and the set point is zero, this means that no demand is coming from the circuits to OpenTherm.
Enable/Set DHW: if the square is ticked, this means there is a request to the generators and in the rectangle on the right is indicated the required set point for the production of Domestic Hot Water. If the square is not ticked and the set point is zero, this means that no demand is coming from the circuits or the DHW page to OpenTherm.
N. active generators (cascade): indicate how many generators have been activated for the cascade in heating or cooling (not for DHW production).
The last rectangle at the bottom (yellow box) is the countdown of the Stop between changes in hundredths of a second.
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Always referring to the image in the Generators section of the OpenTherm page:
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note the following:
Domestic Hot Water production does not respond to the power cascade algorithm;
The cascade algorithm switches on the OpenTherm generators according to the priority entered.
The lower part of the OpenTherm page shows, for each generator, the result of the heating and DHW demands (red frame) and the feedback from the generators to the REG System (yellow frame):
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Highlighted in red:
The request for H = Heating, W = DHW;
The required temperature in heating [°C];
The heating power [%] is the upper limit and it is the greater between Idle and the lower of the active boiler power plus the Gap.
Warning
If the generator is used for DHW production only, both the required temperature and the power are at zero, the values that are passed in case of DHW production are those that are displayed in Generator Demand Status (top right of OpenTherm page).
The OpenTherm page can manage boilers via OpenTherm protocol. In yellow are highlighted the values transmitted by the boiler, closely linked to how the generator manufacturer has implemented the OpenTherm protocol on the boiler itself (always refer to the generator’s manual). By hovering the mouse over the various rectangles/squares, a tag appears with an extended description:
Generators Status: indicates in which status the generator is (F = fault, H = heating, D = domestic hot water, F = flame, C = cooling etc.) If not implemented, no square will be ticked.
Water outlet temperature (T outlet), Water inlet Temperature (T inlet), DHW Temperature [°C]: are the readings of the generator sensors if present.
Pow.: power delivered by the generator in % (refer to boiler manufacturer’s manual).
OT error: most frequent OpenTherm error (Ts = service request, Rr = remote reset enabled, Lp = low water pressure, etc.).
OEM Error: indication of the number of the error, refer to generator manual for diagnostic.
Reset: reset of the error, it only works if the boiler manages it; refer to the generator manual for diagnostic.
ROTATION
With equal priority, ignition follows the numerical order of generators for the first ignition, while for subsequent ignitions the generators are rotated:
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So, in the example above at the first ignition the order will be:
G1 → G3 → G2 → G4
Alla seconda accensioneAt the second ignition:
G3 → G1 → G2 → G4Attenzione: la produzione di Acqua Calda Sanitaria non risponde all'algoritmo di cascata di potenza
Warning
Domestic Hot Water production does not respond to the power cascade algorithm.