Cuánto cuestan la bomba de calor y el coche eléctrico, por fase y por zona

Una casa con alimentación trifásica, con una bomba de calor para la calefacción y un cargador de 11 kW en el garaje. La tarifa tiene un precio diurno de 06:00 a 22:00 y un precio nocturno más barato de 22:00 a 06:00. El coche se pone a cargar cuando alguien llega a casa, hacia las seis de la tarde. De ahí salen dos preguntas: ¿cuánto cuesta cargar por la tarde comparado con la noche?, y ¿qué parte del mes representa la bomba de calor?

Esta guía construye esa casa sobre un hub RBgrid real. Un STD-U3I3 de rbAmp, un medidor de energía de precisión, mide la entrada trifásica, fase por fase. Tres módulos Basic, uno por fase, miden el cargador y la bomba de calor en cada uno de sus tres conductores, además de la cocina. La aplicación valora cada circuito a la tarifa de dos zonas. Es la misma casa que House with heat pump and EV en la demo en vivo, así que puede ver el resultado terminado antes de construir nada. Las capturas de esta guía son de la demo y muestran datos de demo.

Lo que tendrá al final

• La potencia y el coste de toda la casa ahora mismo, y de cada circuito.
• Cada fase de la entrada, medida: potencia, corriente, tensión y la carga frente al magnetotérmico.
• El cargador y la bomba de calor, cada uno mostrado como una sola carga, aunque cada uno se mide en tres conductores.
• Hoy y el mes en curso, a sus precios de día y de noche.
• Historial de cada circuito, guardado en el hub: por hora durante 60 días, por día durante unos 13 meses, por mes durante 3 años. Puede descargar cualquiera de ellos en CSV.
• Notas de la aplicación sobre en qué se gastó el dinero hoy, y sobre la carga que cayó en la zona más cara.

¿Ya monitoriza en Home Assistant? El hub también puede enviar la potencia y la energía de cada punto a Home Assistant por MQTT; su configuración actual puede seguir igual. Las lecturas por fase de la entrada trifásica, los grupos, el estado de las estaciones y el dinero se quedan en la aplicación RBgrid, con las vistas de historial y las notas. → Un medidor de potencia para Home Assistant

Lo que necesita

El STD-U3I3 es un medidor de energía de precisión: en la entrada mide con exactitud toda la casa, fase por fase. Se vende en un kit de 60 A o de 100 A; para el magnetotérmico principal de 35 A de esta casa, el kit de 60 A. Sus sensores vienen emparejados con el módulo y no se pueden sustituir, así que no hay que comprar ninguna pinza para la entrada ni elegir sensor de corriente en la aplicación.

Un módulo Basic por fase. Un módulo Basic calcula la potencia de cada canal a partir de su única entrada de tensión. Una pinza en un circuito de otra fase mediría mal. Por eso la entrada de tensión de cada módulo Basic va en una sola fase, y sus pinzas solo van en circuitos de esa fase. El cargador y la bomba de calor toman corriente de las tres fases, así que cada fase necesita su propio módulo:

Elija cada pinza de circuito con el calibre más pequeño igual o superior al magnetotérmico del circuito (véase Elegir el tamaño de las pinzas).

Muchas bombas de calor son monofásicas: entonces basta una pinza, en el módulo de la fase a la que está conectada, y se vincula como un solo punto.

La casa de la demo tiene la misma disposición: el STD-U3I3 en la entrada y un Basic UI3 por fase, con los mismos circuitos en los mismos canales. En cada canal Basic admite un SCT-013-030; elija el suyo según el magnetotérmico, como arriba. ¿No sabe qué pinza tiene? Vea ¿Qué SCT-013 tiene?

El dibujo muestra dónde van las piezas de RBgrid en el cuadro: los sensores propios del medidor en los tres conductores de entrada, una pinza en cada fase del cargador y de la bomba de calor, los cuatro módulos y el hub en el carril. Los colores de fase indican a qué módulo Basic pertenece cada pinza. Qué protecciones necesita su cuadro y cómo se disponen es cosa de su electricista.

Seguridad. Para cualquier trabajo dentro de un cuadro eléctrico, llame a un electricista cualificado.

Coloque la pinza en un solo conductor (L) por circuito, nunca en todo el cable: las corrientes de L y N se anulan.

Una carga trifásica lleva una pinza en cada uno de sus conductores L1, L2 y L3, cada una en el módulo Basic de esa fase; ninguna en N.

1. Cablear, grabar el firmware y conectar

1. Cablee los módulos: el STD-U3I3 y los tres Basic UI3, sus entradas de tensión y sus sensores.
   • El STD-U3I3: sus entradas de tensión se cablean como las de un módulo Basic: cable AWG26–22, un fusible de hasta 0.1 A en cada línea L, y necesita el neutro (terminales N, L1, L2, L3). Sus tres sensores van en los tres conductores de entrada, cada uno con su flecha en el sentido de importación, de la red hacia la casa.
   • Cada Basic UI3: su entrada de tensión a su propia fase y N a través de su fusible; sus pinzas en los circuitos de esa fase (la tabla de arriba), cada una con la flecha apuntando hacia la carga. Un módulo Basic cuenta en un solo sentido, así que una pinza al revés no lee nada.

El conductor al que llama L1 debe ser el mismo en todas partes: el sensor L1 y el terminal de tensión L1 del STD-U3I3, la entrada de tensión del módulo Basic L1 y las pinzas de ese módulo. Lo mismo para L2 y L3. La comprobación del paso 5 lo confirma.

Coloque cada módulo a menos de 15 cm del hub. Para tramos más largos, consulte la sección de longitud de bus de la wiring guide de rbAmp. Los cables I²C de los módulos se conectan al hub uno a uno más tarde, durante Add a module, con el hub apagado.

2. Conecte solo el STD-U3I3 al hub por ahora (alimentación, GND, SDA, SCL), en su dirección I²C de fábrica 0x50. → Quick start, paso 1
3. Grabe el firmware del hub, conéctelo a su Wi-Fi y abra la aplicación, en webapp.rbgrid.io o instalada en el hub: siga los pasos 2–4 de la Quick start y vuelva aquí.

Un hub nuevo convierte por sí mismo el módulo en 0x50 en su grid input, además de en un punto de tensión. No hay que vincular nada. En el paso 3 lo convierte en entrada trifásica.

2. Ejecutar el asistente de configuración

La aplicación se abre con un aviso: The hub still has its factory settings. Elija Set up →. → The setup wizard

• Security: defina un token de API y anótelo.
• Site & time: escenario Home, un nombre de sitio (la demo usa "Demo house"), su zona horaria; compruebe que el reloj muestra synchronized.
• Sensors: la grid input ya está. Deje el resto para el paso 5.
• Tariff: utilice el formulario rápido para introducir los precios. Introduzca el precio de día, active There is a night rate (23:00–07:00) e introduzca el precio de noche. Deje activado Price as on the bill — incl. VAT si los precios de su factura incluyen IVA, y compruebe el VAT, %: un hub nuevo empieza en 21 %. Deje vacío el precio de exportación: esta casa no tiene solar.

Las horas nocturnas del formulario rápido son fijas, de 23:00 a 07:00. La noche de esta casa va de 22:00 a 06:00, así que cambiará las horas en el paso 6.

La demo usa Day 06:00–22:00 a 0.38 y Night 22:00–06:00 a 0.29 por kWh con IVA del 19 % (su plan los guarda sin IVA, como 0.3193 y 0.2437, que es lo que muestra la captura de Tariffs). Use los precios de su propia factura.

3. Poner la entrada en trifásica

La entrada trifásica se admite en un único STD-U3I3. Abra Points: la tarjeta del STD-U3I3 muestra la grid input.

1. En la tarjeta del módulo, pulse Use as the three-phase input.
2. Confirme Use as the input. La entrada conserva su historial.
3. Pulse Restart now.

Tras el reinicio, la entrada es un único punto, L1–L3, con una lectura por fase. → Use as the three-phase input

Después, abra Settings → Mains y elija Three phase. Mains system se aplica de inmediato, y la lista Phase de cada punto ofrece ahora L1, L2 y L3. La tensión y la frecuencia nominales, si las cambia, se aplican tras reiniciar el hub (Save and restart). Los valores por defecto sirven para una red de 230/400 V. → Settings

En la grid input, abra Point setup y defina:

• Input breaker, A: su magnetotérmico principal (35 A aquí);
• Input limit, kW: lo que permite su suministro. Sin una cifra contratada, use el magnetotérmico: 35 A × 230 V × 3 conductores = 24.15 kW, como en la demo. Si no coinciden, la aplicación ofrece un valor calculado a partir del magnetotérmico.

Los sensores del STD-U3I3 se calibran en fábrica junto con el módulo, así que no hay sensor de corriente que elegir.

4. Añadir los tres módulos Basic

Conecte los módulos Basic uno a uno, con Points → Add a module. Todo módulo recién sacado de la caja responde en la misma dirección, 0x50. Por eso, cada vez, primero se mueve a una dirección libre el módulo que responde en 0x50, y luego se conecta el nuevo módulo en 0x50. En la primera ronda es el STD-U3I3: se mueve y conserva sus puntos, historial y ajustes. → Adding modules

Para cada Basic UI3 (L1, luego L2, luego L3):

1. La aplicación ofrece una dirección libre, por ejemplo 0x51, y mueve allí el módulo que ahora está en 0x50.
2. Apague el hub y conecte el cable I²C del nuevo módulo al hub. Responderá en 0x50.
3. Encienda el hub, abra de nuevo Add a module y pulse Scan y luego Add.

Los canales de cada módulo aparecen ahora en Free sensors. Las direcciones finales dependen del orden en que añada los módulos, y no importan: los puntos se reconocen por sus nombres. La página Points de la demo muestra otro juego de direcciones.

5. Configurar los circuitos

Primero cree dos grupos: Settings → Consumer groups → Add group, "EV charger" y "Heat pump", y luego Save. → Consumer groups

Después, Bind cada sensor libre con su nombre, rol, fase y potencia de línea. Abra el Point setup de cada punto nuevo para el magnetotérmico, el sensor de corriente y el grupo.

La demo también da a cada punto un nombre corto para los diagramas, como "EV L1" y "HP L1"; la página Points los muestra.

• Line rating es lo que permite el magnetotérmico del circuito: magnetotérmico × 230 V (por ejemplo, 10 A → 2.3 kW, 16 A → 3.68 kW, 25 A → 5.75 kW). La demo usa cifras propias: 1.4 kW en las líneas de la bomba de calor.
• Roles Charging station y Heating/cooling excluyen el cargador y la bomba de calor de la estimación de espera de la aplicación, porque funcionan con su propio horario.
• Phase: la fase de la entrada de tensión del módulo; todos los canales de un módulo están en esa fase.
• Current sensor debe coincidir con la pinza realmente instalada. → Points

Por qué tres puntos por carga. El cargador y la bomba de calor toman corriente de las tres fases. Una pinza por conductor, en el módulo de esa fase, mide cada fase tal como es. Ponga los tres puntos en un mismo grupo con el mismo rol, y la aplicación los muestra como una sola carga: una fila bajo el nombre del grupo en Where the money goes today, y un solo nombre en la nota de carga. Hasta una versión próxima, la aplicación cuenta tres veces las sesiones de un cargador vinculado como tres puntos.

Ajustes de la estación. Con el cargador vinculado aparece Settings → Charging stations: el umbral de carga (500 W por defecto), el tiempo de inactividad y el precio por kWh. Cada punto de VE los usa, así que con tres puntos por cargador, cada punto de fase se compara con el umbral. → Charging stations

Reinicie el hub (Settings → Administration). Un punto recién vinculado muestra valores en vivo de inmediato y empieza a guardar historial tras el reinicio; no se pierde nada medido antes. El hub guarda historial de hasta 12 puntos; esta casa tiene ocho. Una carga trifásica medida por conductor ocupa tres de las 12 ranuras de historial, así que planifique el crecimiento.

Compruébelo: encienda una carga conocida, como un hervidor en el circuito de la cocina. Su punto debería marcar más o menos la potencia nominal del hervidor, y la L1 de la entrada debería subir más o menos lo mismo.

6. Configurar las horas de la tarifa

Abra Tariffs. El formulario rápido dejó una zona Day y una zona Night de 07:00–23:00 y 23:00–07:00. → Tariffs

• Zona Day: From 06:00, To 22:00, los siete días.
• Zona Night: From 22:00, To 06:00, los siete días. Una franja puede cruzar la medianoche.
• VAT %: 19 en la demo; el suyo según su factura.
• Default zone: Day o Night, para que ninguna hora quede sin precio.
• Net metering: desactivado. Esta casa no exporta nada.

Compruebe The week by zones: cada hora debe ser Day o Night, sin huecos ni solapes. Después, Save.

El plan de la demo también incluye un "Standing charge" mensual. No lo copie: los costes en RBgrid se basan en la energía, el hub no incluye cargos fijos en ningún coste, y el editor no los muestra.

7. Lo que muestra la aplicación

The Overview se abre en dinero: lo que cuesta la casa por hora ahora mismo, hoy y en lo que va de mes, y la zona tarifaria vigente. El coste de cada circuito es su energía al precio de compra de la zona: una hora en la zona Day al precio de día, una hora en la zona Night al precio de noche. → The Overview

La tarjeta Phases muestra measured at the input, con "breaker 3 × 35 A (per phase)". Cada fase muestra su potencia, corriente y tensión, y una barra frente al magnetotérmico. En la demo a las 19:30, con el coche cargando y la cocina en uso, L1 lleva más que L2 y L3, porque la cocina está en L1. La tarjeta también indica el desequilibrio de corriente; en un hub real añade una comprobación del orden de fases.

En la tarjeta de flujo, la pestaña By phase coloca cada línea bajo su fase. Las pestañas de grupo, "EV charger" y "Heat pump", muestran cada carga por separado. → Phases

Insights convierte las mediciones y la tarifa en notas breves. En la casa de la demo, a las 19:30, dicen:

• Expensive now: Day — 1.3× the "Night" rate, con las horas de la zona nocturna y cuánto falta para que empiece;
• EV charger yesterday: 27.6 kWh in the "Day" zone, con la nota de la aplicación de que the same energy in the "Night" zone would have cost ≈ €2.48 less — at the plan's rates for the energy actually used;
• Where the money goes today: el cargador y la bomba de calor en una fila cada uno, y después la cocina y el resto sin medir;
• Month cost forecast, a partir del ritmo hasta ahora, a las tarifas actuales;
• Standby use ≈ 295 W round the clock: el consumo mínimo nocturno de la casa, sin el cargador ni la bomba de calor.

Son estimaciones de la aplicación con sus tarifas actuales, marcadas con ≈. → Insights

History muestra cada circuito por hora, día o mes, en energía, potencia o dinero. El día anterior por hora en potencia muestra el bloque del cargador de 18:00 a 20:30. La bomba de calor funciona una parte de cada hora, más de noche y por la mañana que al mediodía. Download CSV guarda lo que ve. → History

La resolución más fina del historial es la hora; los valores en vivo se actualizan cada 3 segundos en el Overview (y por MQTT). La energía de los módulos que cuentan a bordo avanza en intervalos de 15 minutos.

Las horas de tarde del cargador

En la demo, el coche carga de 18:00 a 20:30 todos los días: unos 11 kW durante dos horas y media, todo en la zona Day. Es el patrón al que apunta la nota de carga.

Un día de la demo es distinto. Tres días antes de "today", el coche cargó de 22:00 a 00:30 en la zona Night. Abra History, 7 days, en Money: la carga pasó de medianoche, así que dos barras difieren del resto. El día en que empezó, sin carga de tarde, es más bajo; al día siguiente, con la última media hora sumada a su propia carga de tarde, es algo más alto.

RBgrid no arranca ni detiene el cargador. Mide lo que consumió el cargador y valora cada hora según su zona. Si decide cargar más tarde por la noche, es decisión suya, ajustada en el temporizador del coche o de la wallbox. La nota de la aplicación muestra entonces la carga de ayer a las tarifas que se aplicaron.

Las líneas del cargador también funcionan cerca de su calibre: unos 16 A en una línea de 20 A son alrededor del 80 % de la potencia de 4.6 kW. En la tabla Points, bajo Details, eso es la marca high, y con pequeños cambios en la lectura la palabra puede aparecer y desaparecer. Esta marca se refiere al calibre de la línea, no a la pinza.

Elegir el tamaño de las pinzas

Una pinza tiene un rango, y los dos extremos importan. Si es demasiado pequeña, sus lecturas se cortan por encima de su calibre; si es demasiado grande, las corrientes pequeñas se leen como cero en un módulo Basic. Una pinza de calibre igual al magnetotérmico del circuito queda dentro de ese rango, por eso la tabla asigna cada pinza a su magnetotérmico. → Elegir el tamaño de las pinzas

Si un punto avisa de que su pinza es demasiado pequeña: la aplicación compara el magnetotérmico con la corriente a la que la pinza empieza a recortar, una cifra que informa el hub; en un SCT-013 es alrededor de un 16 % por encima de su calibre, es decir, unos 11.6 A para una pinza de 10 A. Así, una pinza de 10 A con magnetotérmico de 10 A, o una de 20 A con magnetotérmico de 20 A, lee bien. Una pinza de calibre igual al magnetotérmico es correcta y ya no avisa. En la aplicación v1.1.4 y anteriores la comprobación usaba un límite un 10 % por debajo del calibre, así que avisaba justo en esa combinación — "The line breaker 10 A is above the sensor's limit (9 A)…" — aunque la pinza leía bien a su calibre.

Datos de la demo frente a su casa

• En la demo, el coche carga a la misma hora todos los días. La única carga nocturna está programada, y se mueve con el reloj: siempre es tres días antes de hoy.
• La bomba de calor de la demo no tiene meteorología. Su uso horario es una fracción fija de cada hora, sin picos de arranque ni desescarche. Una bomba de calor real sigue la temperatura exterior.
• Las cifras por fase de la demo se calculan a partir de sus circuitos. En un hub real, el STD-U3I3 mide cada fase en la entrada.
• La demo lleva un SCT-013-030 en cada canal Basic y asigna a las líneas de la bomba de calor 1.4 kW; elija sus pinzas y calibres según sus propios magnetotérmicos.
• El historial de dinero de la demo no incluye IVA. El coste de su hub sí lo incluye.
• La actualización de firmware de los módulos en la demo es simulada.
• El historial empieza al configurar el hub; no se importan datos de otros sistemas.
• Sus cifras dependen de sus circuitos y precios; nada en esta guía garantiza una cifra.

Si algo va mal

• Use as the three-phase input no aparece: el STD-U3I3 debe estar presente y la entrada no debe ser ya trifásica. → Sensors and modules
• Add a module no encuentra nada nuevo: compruebe que solo hay un módulo nuevo conectado y que el hub estaba apagado mientras lo conectaba. → Adding modules
• Un circuito marca 0 mientras su carga funciona: la pinza puede estar al revés (el punto dice sensor reversed — not metered).
• Un circuito marca una potencia inverosímil: compruebe que su pinza está en un módulo cuya entrada de tensión está en la misma fase.
• Sensor limit o clipping en un punto: el circuito consume más que el calibre de su pinza; vea Elegir el tamaño de las pinzas.
• Se aplica una zona incorrecta: compruebe la zona horaria del hub y The week by zones. → Tariffs

Siguientes pasos

• Añada más circuitos: los módulos L2 y L3 tienen cada uno un canal libre para un circuito de su fase; un hub admite hasta ocho módulos y guarda historial de hasta 12 puntos. → Sensors and modules
• Lleve los datos a sus propias herramientas (para usuarios experimentados). Además de las descargas CSV de History, sus herramientas pueden leer el historial de cualquier punto que lo guarde (hasta 12 puntos) mediante la API REST del hub: GET /api/v1/history?unit=…&period=hour|day|week|month|year&type=energy|electrical|economics, con un token de lectura si lo ha definido. O por MQTT: el cmd history, con la respuesta en cmd/resp. Los comandos MQTT aún no comprueban un token de lectura, así que use un broker con sus propios usuarios. → MQTT
• Afine la tarifa: más zonas, cargos por kWh. → Tariffs
• Vea el coste y el balance entrada frente a líneas por punto. → Economics
• Envíe los datos a Home Assistant. → Un medidor de potencia para Home Assistant
• Recorra la casa terminada: demo.rbgrid.io, House with heat pump and EV
• Máquinas trifásicas en una empresa: qué máquina le cuesta dinero, en un taller
• Solo el suministro, sin los módulos de circuito: Su suministro trifásico se mide en una sola fase