Caja de Control Inteligente para Caldera de Calefacción Central – Gestión Eficiente de Energía

Componentes y Suministros

Sobre el Proyecto

Introducción

En instalaciones de calefacción central con caldera de gas y termostato de ambiente en el salón, este termostato apaga la caldera cuando el salón alcanza la temperatura deseada, dejando sin calefacción el resto de la casa. Si se usa chimenea o estufa de leña en el salón, las demás habitaciones se enfrían. La solución habitual del instalador es un control climático (dependiente del tiempo exterior), pero tiene desventajas: factura de gas alta y mal funcionamiento con suelo radiante. La Caja de Control de Caldera (BCB) ofrece una alternativa mejor y más económica.

Características

• Permite calentar otras estancias aunque el termostato del salón pida apagar la caldera (función override).
• Interruptores en el frontal para override temporal y permanente.
• Temperatura máxima de agua de caldera ajustable en el frontal.
• Pantalla LCD 4x20 que muestra: temperatura medida, temperatura máxima ajustada, estado de override (tiempo restante o "permanente"), programa de protección de válvula (con tiempo restante), contador de ejecuciones del programa de válvula, aviso de REBOOT.
• Fail-safe: si la BCB pierde alimentación, el termostato del salón controla la caldera normalmente.
• Watchdog que reinicia la BCB ante bloqueo de software.
• Requiere válvula motorizada en la impulsión del suelo radiante (ya presente si hay control climático).
• Programa de Protección de Válvula (VPP): cierra y abre la válvula cada ~24 h para evitar agarrotamiento.
• Temperatura óptima en tuberías de suelo radiante, independiente de la exterior.
• Elimina el "pendeleo" de la caldera (arranques/paradas frecuentes).

Beneficios

• Calefacción de toda la casa independiente de la temperatura del salón.
• Confort en el salón gracias a temperatura óptima en suelo radiante; control total sobre la temperatura de impulsión.
• Factura de gas menor que con control climático clásico.
• Mayor vida útil de la caldera y menos averías en bomba y ventilador.

Funcionamiento

La BCB se conecta a: contactos de termostato de la caldera, termostato del salón, válvula motorizada del suelo radiante y sonda NTC en la tubería de impulsión de la caldera (mide temperatura de salida).

En el frontal hay una pantalla que muestra: temperatura medida (Tmedida), temperatura máxima ajustada si hay override (Tset), estado de override y contador del VPP.

• Modo normal (sin override o BCB sin alimentación): el termostato del salón está conectado directamente a la caldera; la válvula de suelo radiante permanece abierta. El termostato controla la caldera como si la BCB no existiera. LED apagado, pantalla: "Override: OFF".
• Modo override: se activa con pulsador (temporal: 1–8 h) o conmutador (permanente). La BCB toma el control de la caldera: la apaga si Tmedida > Tset (ej. 59 °C) y la enciende si Tmedida < Tset – histéresis (20 °C, es decir 39 °C). Mantiene el agua entre 39 °C y 59 °C. Cada habitación se regula con sus válvulas termostáticas. El termostato del salón ahora solo abre/cierra la válvula del suelo radiante.

Construcción

Conectar según esquemas. El Arduino se alimenta con 12 V CC externo. Su salida de 5 V no basta para LCD y módulo de relés; el módulo de relés se alimenta aparte con un convertidor LM2596 (5 V) desde los 12 V. Quitar el jumper Vcc–JD-Vcc del módulo de relés. Seguir el esquema detenidamente.

Lista completa de materiales: Arduino Uno, módulo 8 relés, LCD 2004A, LM2596, fuente 12 V CC, NTC 10 kΩ (B+B Thermo Technik TS-NTC-103), resistencia metalfilm 10 kΩ 0,1 %, potenciómetro 10 kΩ lineal (chasis), trimmer 10 kΩ, resistencias 820 Ω, 1500 Ω, 10 kΩ (2 uds), condensadores 100 nF 16 V (2 uds), electrolítico 470 µF 16 V, pulsador NA, conmutador, conectores chasis 2,5 mm (4 uds), conector alimentación chasis, conectores单 2,5 mm (4 uds), LED baja corriente (ej. Kingsbright L53 LYD amarillo), caja.

Instalación

Conectar válvula motorizada, termostato del salón y caldera a los conectores correspondientes de la BCB. Aislar bien los cables de la NTC (fundas termorretráctiles). Fijar la NTC en la válvula de impulsión de la caldera con bridas. Conectar la NTC a su conector en la BCB. Alimentar la BCB con la fuente 12 V a la red.

Puesta en Marcha

Al enchufar, la BCB muestra mensaje de arranque y versión del sketch. Si el conmutador de override permanente está en OFF, aparece la pantalla principal con Tmedida, Tset, "Override: OFF" y "BOOTED". Para borrar "BOOTED": poner conmutador en ON, pulsar botón temporal (LED se enciende, la caldera puede arrancar), volver a poner conmutador en OFF. La pantalla mostrará "#VP=0" (contador VPP a cero).

Programa de Protección de Válvula (VPP)

Se ejecuta cada ~24 h: cierra y abre la válvula durante 15 min totales (muchas válvulas tardan minutos en responder). Incrementa contador #VP (0–99, luego vuelve a 0). Muestra tiempo restante en pantalla. Si se ha usado override, el primer VPP ocurre ~24 h después de desactivar el override.

Watchdog

Ante fallo de software, reinicia la BCB. Durante el reinicio muestra "REBOOT IN PROGRESS". Tras reiniciar, funciona normalmente; "#VP=.." se reemplaza por "REBOOT" para avisar al usuario. Se borra igual que "BOOTED".

Código

Sketch "Boiler Control Box v1.3" (descarga desde el repositorio del proyecto).

Esquemáticos

Disponibles en la sección de esquemáticos del proyecto original.