Quanto costano pompa di calore e auto elettrica, per fase e per fascia

Una casa su alimentazione trifase, con una pompa di calore per il riscaldamento e una wallbox da 11 kW in garage. La tariffa prevede una fascia diurna dalle 06:00 alle 22:00 e una fascia notturna più economica dalle 22:00 alle 06:00. L'auto va in carica quando qualcuno rientra a casa, verso le sei di sera. Ne derivano due domande: quanto costa la ricarica serale rispetto a quella notturna, e quanta parte del mese pesa la pompa di calore?

Questa guida costruisce quella casa su un vero hub RBgrid. Un rbAmp STD-U3I3, un contatore di energia di precisione, misura l'ingresso trifase, fase per fase. Tre moduli Basic, uno per fase, misurano il caricatore e la pompa di calore su ciascuno dei loro tre conduttori, più la cucina. L'app valorizza ogni circuito con la tariffa a due fasce. È la stessa casa del sito House with heat pump and EV nella demo dal vivo, quindi può vedere il risultato finito prima di costruire qualcosa. Gli screenshot di questa guida provengono dalla demo e mostrano dati di esempio.

Cosa avrà alla fine

• La potenza e il costo dell'intera casa in questo momento, e di ciascun circuito.
• Ogni fase dell'ingresso, misurata: potenza, corrente, tensione e carico rispetto all'interruttore.
• Il caricatore e la pompa di calore, ciascuno mostrato come un unico carico, anche se ciascuno è misurato su tre conduttori.
• Oggi e il mese fino a oggi, ai prezzi diurni e notturni.
• Lo storico di ogni circuito, conservato sull'hub: per ora per 60 giorni, per giorno per circa 13 mesi, per mese per 3 anni. Può scaricare qualsiasi dato in CSV.
• Note dell'app su dove sono andati i soldi di oggi, e sulla ricarica avvenuta nella fascia più cara.

Già monitora con Home Assistant? L'hub può inviare anche la potenza e l'energia di ogni punto a Home Assistant via MQTT; la sua configurazione attuale può restare com'è. Le letture per fase dell'ingresso trifase, i gruppi, lo stato delle stazioni di ricarica e il denaro restano nell'app RBgrid, con le viste dello storico e le note. → Un contatore di energia per Home Assistant

Cosa le serve

Lo STD-U3I3 è un contatore di energia di precisione: all'ingresso dà la misura esatta dell'intera casa, fase per fase. Si presenta come kit da 60 A o da 100 A; per l'interruttore generale da 35 A di questa casa, il kit da 60 A. I suoi sensori sono accoppiati al modulo e non sono sostituibili, quindi non c'è alcuna pinza da acquistare per l'ingresso e nessun sensore di corrente da scegliere nell'app.

Un modulo Basic per fase. Un modulo Basic calcola la potenza di ogni canale dal proprio singolo ingresso di tensione. Una pinza su un circuito di un'altra fase misurerebbe in modo errato. Quindi l'ingresso di tensione di ogni modulo Basic va su una fase, e le sue pinze solo sui circuiti di quella fase. Caricatore e pompa di calore assorbono su tutte e tre le fasi, quindi ogni fase ha bisogno del proprio modulo:

Scelga ogni pinza di circuito come la portata più piccola pari o superiore all'interruttore del circuito (vedi Scelta delle dimensioni delle pinze).

Molte pompe di calore sono monofase: allora serve una sola pinza, sul modulo della fase a cui è collegata, associata come un unico punto.

La casa demo ha la stessa disposizione: lo STD-U3I3 sull'ingresso e un Basic UI3 per fase, con gli stessi circuiti sugli stessi canali. Monta un SCT-013-030 su ogni canale Basic; scelga la sua in base all'interruttore, come sopra. Non è sicuro di quale pinza abbia? Vedi Quale SCT-013 ha?

Il disegno mostra dove vanno le parti RBgrid nel quadro: i sensori propri del contatore sui tre conduttori d'ingresso, una pinza su ogni fase del caricatore e della pompa di calore, i quattro moduli e l'hub sulla guida DIN. I colori delle fasi indicano a quale modulo Basic appartiene ogni pinza. Quali dispositivi di protezione serva il suo quadro, e come vadano disposti, spetta all'elettricista.

Sicurezza. Per qualsiasi lavoro all'interno di un quadro elettrico, chiami un elettricista qualificato.

Applichi la pinza a un solo conduttore (L) per circuito, mai all'intero cavo: le correnti in L e N si annullano.

Un carico trifase ha una pinza su ciascuno dei conduttori L1, L2 e L3, ciascuna sul modulo Basic di quella fase; nessuna pinza sul N.

1. Collegare, caricare il firmware, connettere

1. Cablare i moduli: lo STD-U3I3 e i tre Basic UI3, i loro ingressi di tensione e i sensori.
   • Lo STD-U3I3: i suoi ingressi di tensione si cablano come quelli di un modulo Basic: filo AWG26–22, un fusibile fino a 0.1 A su ogni linea L, e richiede il neutro (morsetti N, L1, L2, L3). I suoi tre sensori vanno sui tre conduttori d'ingresso, ciascuno con la freccia nel senso di importazione, dalla rete verso la casa.
   • Ogni Basic UI3: il suo ingresso di tensione sulla propria fase e N attraverso il suo fusibile; le sue pinze sui circuiti di quella fase (la tabella sopra), ciascuna con la freccia rivolta verso il carico. Un modulo Basic conta in una sola direzione, quindi una pinza girata al contrario non legge nulla.

Il conduttore che chiama L1 deve essere lo stesso ovunque: il sensore L1 dello STD-U3I3 e il suo morsetto di tensione L1, l'ingresso di tensione del modulo Basic L1 e le pinze su quel modulo. Lo stesso per L2 e L3. Il controllo al passo 5 lo conferma.

Posizioni ogni modulo entro 15 cm dall'hub. Per tratte più lunghe, vedi la sezione sulla lunghezza del bus nella wiring guide. I cavi I²C dei moduli si collegano all'hub uno alla volta più tardi, durante Add a module, con l'hub spento.

2. Colleghi per ora solo lo STD-U3I3 all'hub (alimentazione, GND, SDA, SCL), al suo indirizzo I²C di fabbrica 0x50. → Quick start, passo 1
3. Carichi il firmware sull'hub, lo colleghi al Wi-Fi e apra l'app, su webapp.rbgrid.io o installata sull'hub: segua i passi 2–4 della Quick start, poi torni qui.

Un hub nuovo rende da solo il modulo a 0x50 il suo ingresso di rete, più un punto di tensione. Non c'è nulla da associare. Al passo 3 lo trasformerà in un ingresso trifase.

2. Esegua la procedura guidata di configurazione

L'app si apre con un banner, The hub still has its factory settings. Scelga Set up →. → The setup wizard

• Security: imposti un token API e lo annoti.
• Site & time: scenario Home, un nome del sito (la demo usa "Demo house"), il suo fuso orario; verifichi che l'orologio mostri synchronized.
• Sensors: l'ingresso di rete c'è già. Lasci il resto per il passo 5.
• Tariff: usi il modulo rapido per inserire i prezzi. Inserisca il prezzo diurno, attivi There is a night rate (23:00–07:00) e inserisca il prezzo notturno. Lasci Price as on the bill — incl. VAT attivo se i prezzi in bolletta includono l'IVA, e controlli VAT, %: un hub nuovo parte dal 21 %. Lasci vuoto il prezzo dell'esportazione: questa casa non ha fotovoltaico.

Il modulo rapido fissa le ore notturne alle 23:00–07:00. La notte di questa casa va dalle 22:00 alle 06:00, quindi sposta le ore al passo 6.

La demo usa Day 06:00–22:00 a 0.38 e Night 22:00–06:00 a 0.29 per kWh con IVA del 19 % inclusa (il suo piano li memorizza senza IVA, come 0.3193 e 0.2437, che è quanto mostra lo screenshot Tariffs). Usi i prezzi della sua bolletta.

3. Renda trifase l'ingresso

L'ingresso trifase è supportato su un singolo STD-U3I3. Apra Points: la scheda dello STD-U3I3 mostra l'ingresso di rete.

1. Sulla scheda del modulo prema Use as the three-phase input.
2. Confermi Use as the input. L'ingresso mantiene il suo storico.
3. Prema Restart now.

Dopo il riavvio l'ingresso è un unico punto, L1–L3, con una lettura per ogni fase. → Use as the three-phase input

Poi apra Settings → Mains e scelga Three phase. Mains system si applica subito, e la lista Phase di ogni punto ora offre L1, L2 e L3. Tensione nominale e frequenza, se le cambia, si applicano dopo un riavvio dell'hub (Save and restart). I valori predefiniti vanno bene per un'alimentazione 230/400 V. → Settings

Sull'ingresso di rete, apra Point setup e imposti:

• Input breaker, A: il suo interruttore generale (35 A qui);
• Input limit, kW: ciò che la sua fornitura consente. Senza una cifra contrattuale, usi l'interruttore: 35 A × 230 V × 3 conduttori = 24.15 kW, come nella demo. Se i due valori non coincidono, l'app propone un valore calcolato dall'interruttore.

I sensori dello STD-U3I3 sono tarati in fabbrica con il modulo, quindi non c'è alcun sensore di corrente da scegliere.

4. Aggiunga i tre moduli Basic

Colleghi i moduli Basic uno alla volta, con Points → Add a module. Ogni modulo appena tolto dalla scatola risponde allo stesso indirizzo, 0x50. Quindi ogni volta il modulo che risponde a 0x50 viene prima spostato a un indirizzo libero, e il nuovo modulo viene poi collegato a 0x50. Al primo giro è lo STD-U3I3: viene spostato e mantiene i suoi punti, lo storico e le impostazioni. → Adding modules

Per ogni Basic UI3 (L1, poi L2, poi L3):

1. L'app propone un indirizzo libero, per esempio 0x51, e sposta lì il modulo ora a 0x50.
2. Spenga l'hub e colleghi il cavo I²C del nuovo modulo all'hub. Risponde a 0x50.
3. Accenda l'hub, apra di nuovo Add a module e prema Scan, poi Add.

I canali di ogni modulo ora compaiono sotto Free sensors. Gli indirizzi definitivi dipendono dall'ordine in cui aggiunge i moduli e non contano: i punti si riconoscono dai loro nomi. La pagina Points della demo mostra un altro insieme di indirizzi.

5. Configuri i circuiti

Prima crei due gruppi: Settings → Consumer groups → Add group, "EV charger" e "Heat pump", poi Save. → Consumer groups

Poi Bind ogni sensore libero con il suo nome, ruolo, fase e portata della linea. Apra il Point setup di ogni nuovo punto per l'interruttore, il sensore di corrente e il gruppo.

La demo assegna inoltre a ogni punto un nome breve per gli schemi, come "EV L1" e "HP L1"; la pagina Points li mostra.

• Line rating è ciò che consente l'interruttore del circuito: interruttore × 230 V (per esempio 10 A → 2.3 kW, 16 A → 3.68 kW, 25 A → 5.75 kW). La demo usa le sue cifre: 1.4 kW sulle linee della pompa di calore.
• I ruoli Charging station e Heating/cooling tengono il caricatore e la pompa di calore fuori dalla stima di standby dell'app, perché funzionano secondo un proprio programma.
• Phase: la fase dell'ingresso di tensione del modulo; ogni canale di un modulo è su quella fase.
• Current sensor deve corrispondere alla pinza effettivamente montata. → Points

Perché tre punti per carico. Il caricatore e la pompa di calore assorbono entrambi su tutte e tre le fasi. Una pinza per conduttore, sul modulo di quella fase, misura ogni fase così com'è. Metta i tre punti in un gruppo con lo stesso ruolo, e l'app li mostra come un unico carico: una riga sotto il nome del gruppo in Where the money goes today, e un unico nome nella nota della ricarica. Fino alla prossima release, l'app conta tre volte le sessioni di un caricatore associato come tre punti.

Impostazioni della stazione. Con il caricatore associato compare Settings → Charging stations: la soglia di ricarica (500 W di default), il tempo di inattività e il prezzo per kWh. Ogni punto EV li usa, quindi con tre punti per caricatore, ogni punto di fase viene confrontato con la soglia. → Charging stations

Riavvii l'hub (Settings → Administration). Un punto appena associato mostra subito i valori in tempo reale e inizia a conservare lo storico dopo il riavvio; nulla di quanto misurato prima va perso. L'hub conserva lo storico per fino a 12 punti; questa casa ne ha otto. Un carico trifase misurato per conduttore usa tre dei 12 posti dello storico, quindi pianifichi per la crescita.

Verifichi: accenda un carico che conosce, come un bollitore sul circuito della cucina. Il suo punto dovrebbe leggere circa la potenza nominale del bollitore, e L1 dell'ingresso dovrebbe salire di circa la stessa quantità.

6. Imposti le ore tariffarie

Apra Tariffs. Il modulo rapido ha lasciato una zona Day e una zona Night a 07:00–23:00 e 23:00–07:00. → Tariffs

• Zona Day: From 06:00, To 22:00, tutti e sette i giorni.
• Zona Night: From 22:00, To 06:00, tutti e sette i giorni. Una fascia può attraversare la mezzanotte.
• VAT %: 19 nella demo; la sua dalla bolletta.
• Default zone: Day o Night, così nessuna ora resta senza prezzo.
• Net metering: disattivato. Questa casa non esporta nulla.

Controlli The week by zones: ogni ora dovrebbe essere Day o Night, senza buchi né sovrapposizioni. Poi prema Save.

Il piano della demo elenca anche un "Standing charge" mensile. Non lo copi: i costi in RBgrid sono basati sull'energia, l'hub non include costi fissi in nessun costo e l'editor non li mostra.

7. Cosa mostra l'app

L'Overview si apre in denaro: quanto costa la casa per ora in questo momento, oggi e nel mese fino a oggi, e la fascia tariffaria in vigore. Il costo di ciascun circuito è la sua energia al prezzo d'acquisto della zona: un'ora nella zona Day al prezzo diurno, un'ora nella zona Night al prezzo notturno. → The Overview

La scheda Phases legge measured at the input, con "breaker 3 × 35 A (per phase)". Ogni fase mostra la sua potenza, corrente e tensione, e una barra rispetto all'interruttore. Nella demo alle 19:30, con l'auto in carica e la cucina attiva, L1 porta più di L2 e L3, perché la cucina è su L1. La scheda riporta anche lo sbilanciamento di corrente; su un hub reale aggiunge un controllo della rotazione delle fasi.

Sulla scheda dei flussi, la scheda By phase mette ogni linea sotto la sua fase. Le schede dei gruppi, "EV charger" e "Heat pump", mostrano ciascun carico da solo. → Phases

Insights trasforma le misure e la tariffa in brevi note. Nella casa demo, alle 19:30, dicono:

• Expensive now: Day — 1.3× the "Night" rate, con le ore della zona notturna e quanto presto inizia;
• EV charger yesterday: 27.6 kWh in the "Day" zone, con la nota dell'app che 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: il caricatore e la pompa di calore come una riga ciascuno, poi la cucina e il resto non misurato;
• Month cost forecast, dal ritmo finora, ai prezzi attuali;
• Standby use ≈ 295 W round the clock: il minimo notturno della casa, senza il caricatore e la pompa di calore.

Queste sono le stime dell'app ai suoi prezzi attuali, contrassegnate con ≈. → Insights

History mostra ogni circuito per ora, giorno o mese, in energia, potenza o denaro. Ieri per ora in potenza mostra il blocco di ricarica del caricatore dalle 18:00 alle 20:30. La pompa di calore lavora una parte di ogni ora, di più di notte e al mattino che a mezzogiorno. Download CSV salva ciò che vede. → History

History procede a passi orari al suo livello più fine; i valori in tempo reale si aggiornano ogni 3 secondi sull'Overview (e via MQTT). L'energia dei moduli che contano a bordo procede a passi di 15 minuti.

Le ore serali del caricatore

Nella demo l'auto si carica dalle 18:00 alle 20:30 ogni giorno: circa 11 kW per due ore e mezza, tutto nella zona Day. È lo schema a cui punta la nota di ricarica.

Un giorno della demo è diverso. Tre giorni prima di "oggi", l'auto si è caricata invece dalle 22:00 alle 00:30, nella zona Night. Apra History, 7 days, in Money: la ricarica è proseguita oltre la mezzanotte, quindi due barre differiscono dalle altre. Il giorno in cui è iniziata, senza ricarica serale, è più bassa; il giorno dopo, con la mezz'ora finale che si aggiunge alla propria ricarica serale, è un po' più alta.

RBgrid non avvia né ferma il caricatore. Misura ciò che il caricatore ha assorbito e valorizza ogni ora nella sua zona. Se decide di caricare più tardi la sera, è una sua scelta, da impostare sul timer dell'auto o della wallbox. La nota dell'app mostra poi la ricarica di ieri alle tariffe che erano in vigore.

Le linee del caricatore lavorano anche vicino alla loro portata: circa 16 A su una linea da 20 A corrispondono a circa l'80 % della portata di 4.6 kW. Nella tabella Points sotto Details, questo è il segno high, e con piccole variazioni della lettura la parola può comparire e sparire. Questo segnale riguarda la portata della linea, non la pinza.

Scelta delle dimensioni delle pinze

Una pinza ha un intervallo, e contano entrambi gli estremi. Troppo piccola, e le sue letture vengono tagliate sopra la sua portata; troppo grande, e le correnti piccole risultano zero su un modulo Basic. Una pinza con portata pari all'interruttore del circuito resta dentro quell'intervallo, ed è per questo che la tabella abbina ogni pinza al proprio interruttore. → Scelta delle dimensioni delle pinze

Se un punto avverte che la sua pinza è troppo piccola: l'app confronta l'interruttore con la corrente alla quale la pinza inizia a tagliare, un valore che l'hub riporta — per un SCT-013 è circa il 16 % sopra la sua portata, quindi circa 11.6 A per una pinza da 10 A. Quindi una pinza da 10 A su un interruttore da 10 A, o una pinza da 20 A su un interruttore da 20 A, leggono correttamente. Una pinza con portata pari all'interruttore va bene e non avverte più. Nell'app v1.1.4 e nelle precedenti il controllo usava un limite 10 % sotto la portata, quindi avvertiva proprio su questa coppia — "The line breaker 10 A is above the sensor's limit (9 A)…" — anche se la pinza leggeva correttamente alla sua portata.

Dati della demo rispetto alla sua casa

• Nella demo l'auto si carica alla stessa ora ogni giorno. L'unica ricarica notturna è programmata, e segue l'orologio: è sempre tre giorni prima di oggi.
• La pompa di calore della demo non ha il meteo. Il suo uso orario è una quota fissa di ogni ora, senza picchi di avviamento né sbrinamenti. Una pompa di calore reale segue la temperatura esterna.
• I valori di fase della demo sono calcolati dai suoi circuiti. Su un hub reale lo STD-U3I3 misura ogni fase all'ingresso.
• La demo monta un SCT-013-030 su ogni canale Basic e valuta le linee della pompa di calore a 1.4 kW; scelga le pinze e le portate dai propri interruttori.
• Lo storico dei soldi della demo esclude l'IVA. Il costo del suo hub la include.
• L'aggiornamento del firmware dei moduli nella demo è simulato.
• Lo storico parte quando configura l'hub; i dati di altri sistemi non vengono importati.
• I suoi numeri dipendono dai suoi circuiti e dai suoi prezzi; nulla in questa guida promette una cifra.

Se qualcosa non va

• Use as the three-phase input non viene offerto: lo STD-U3I3 deve essere presente e l'ingresso non deve essere già trifase. → Sensors and modules
• Add a module non trova nulla di nuovo: controlli che sia collegato un solo modulo nuovo, e che l'hub fosse spento mentre lo collegava. → Adding modules
• Un circuito legge 0 mentre il carico è acceso: la pinza potrebbe essere montata nel verso sbagliato (il punto dice sensor reversed — not metered).
• Un circuito legge una potenza non plausibile: controlli che la sua pinza sia su un modulo il cui ingresso di tensione è sulla stessa fase.
• Sensor limit o clipping su un punto: il circuito assorbe più della portata della sua pinza; vedi Scelta delle dimensioni delle pinze.
• La zona sbagliata si applica: controlli il fuso orario dell'hub e The week by zones. → Tariffs

Avanti

• Aggiunga altri circuiti: i moduli L2 e L3 hanno ciascuno un canale libero per un circuito della propria fase; un hub accetta fino a otto moduli e conserva lo storico per fino a 12 punti. → Sensors and modules
• Porti i dati nei propri strumenti (per utenti esperti). Oltre ai download CSV in History, i suoi strumenti possono leggere lo storico di ogni punto che conserva lo storico (fino a 12 punti) tramite la REST API dell'hub: GET /api/v1/history?unit=…&period=hour|day|week|month|year&type=energy|electrical|economics, con un token di lettura se ne ha impostato uno. Oppure via MQTT: il cmd history, con la risposta su cmd/resp. I comandi MQTT non verificano ancora un token di lettura, quindi usi un broker con i propri utenti. → MQTT
• Affini la tariffa: più zone, costi per kWh. → Tariffs
• Veda costo e bilancio ingresso-linee per punto. → Economics
• Invii i dati a Home Assistant. → Un contatore di energia per Home Assistant
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