Sterowanie pogodowe i krzywe grzewcze

Jeden z moich czytelników przysłał do mnie ostatnio bardzo ciekawe i dość złożone pytanie dotyczące ogrzewania domu, sterowania pogodowego i krzywych grzewczych.

Chciałbym dziś zacytować Wam to pytanie i odpowiedzieć na łamach mojego serwisu. Bo zagadnienie sterowania pokojowego i krzywych grzewczych jest bardzo ciekawe. Sądzę, że zainteresuje również i Was.

Dla porządku tylko dodam, że budynek, o którym mowa, posiada ogrzewanie podłogowe zasilane kotłem na pellet, co ma pewne (niewielkie) znaczenie dla zrozumienia tematu.

Z punktu widzenia nauki i ciepłowniczej praktyki, co najlepiej jest zrobić w systemie sterowania ogrzewaniem, jeśli chce się zmniejszyć zużycie paliwa (sterowalne/ustawialne są: żądana temperatura wody zasilającej c.o., żądana temperatura c.w.u, żądana temperatura powietrza w pomieszczeniach):

1. zmniejszyć żądaną temperaturę powietrza w pomieszczeniach;
2. zmniejszyć żądaną temperaturę wody zasilającej c.o.;
3. zmniejszyć żądaną temperaturę c.w.u.;
4. zmniejszyć wszystko co się da 🙂 .

Czemu służy, w sytuacji kiedy sterowalne są elementy jak wyżej, tzw. sterowanie pogodowe?

Na co ma wpływ, również sterowalna/ustawialna, krzywa grzewcza? Aktualnie mam ją zadaną na 1,8 – co się stanie, kiedy ją zmniejszę albo zwiększę? Czy to może ona odpowiada za to, że przy żądanej temperaturze wody zasilającej c.o., wynoszącej powiedzmy 60 stopni, woda w kotle jest dogrzewana do powiedzmy 65 stopni, a kocioł się załącza przy temperaturze wody zasilającej c.o. , wynoszącej np. 50 stopni?. Czy ten rozrzut pomiędzy żądaną temperaturą wody zasilającej c.o., a temperaturami stop i start dla kotła, można zmniejszyć i co mogłoby to dać (w odniesieniu do zużycia paliwa)?

Na co ma wpływ, również ustawialne, przesunięcie krzywej grzewczej (aktualnie mam je ustawione na „0”)?

Zacznijmy od początku…

Temperatury a zużycie ciepła

Zużycie energii i paliwa w domu jednorodzinnym jest tym większe, im większe straty ciepła. Jedno z drugim się musi bilansować. Aby utrzymać żądaną temperaturę w pomieszczeniach, kocioł musi pokryć straty ciepła. To jest oczywiste.

Straty ciepła z kolei zależą praktycznie liniowo od różnicy temperatur między wnętrzem budynku, a świeżym powietrzem. Im ta różnica większa, tym większe straty ciepła. Przykładowo, 1 m2 ściany o współczynniku przenikania ciepła wynoszącym 0,3 W/m2K (czyli tylko spełniającym aktualne przepisy) przy różnicy temperatur 40°C (wewnątrz +20°C, na zewnątrz -20°C) traci 12 W ciepła. Czyli aby wyrównać stratę ciepła przez tę ścianę, kocioł musiałby pracować z mocą 12 W. Oczywiście w domu mamy znacznie więcej, niż tylko 1 m² ścian (bo to przecież nie dom dla lalek) i strata ciepła przez ściany może sięgać kilku kW.

A mamy przecież jeszcze okna (o gorszym współczynniku przenikania ciepła), dach, podłogę, ściany fundamentowe, mostki cieplne, wentylację…

Łatwo jednak wykazać, że gdybyśmy przy tym samym mrozie na zewnątrz obniżyli temperaturę w pokoju do 15°C (różnica wynosiłaby 35°C), straty ciepła spadłyby do 10,5 W/m² powierzchni ściany. A zatem kocioł musiałby pracować z mniejszą mocą, zużywając mniej paliwa.

Prawdą jest zatem stwierdzenie, że im niższa temperatura w domu, tym mniejsze zużycie paliwa w kotle.

Podobnie wygląda sytuacja w przypadku przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Co oczywiste, jeśli trzeba ją nagrzać do niższej temperatury, zużywa się mniej ciepła. To tak, jakby zgasić palnik pod garnkiem wcześniej, niż doprowadzimy do wrzenia znajdującą się w nim zupę. Temperatura zupy będzie niższa, podobnie jak zużycie gazu w kuchence.

W ślad za tym idzie jeszcze drugi zysk. Mianowicie, jak zauważyliśmy powyżej, im niższa temperatura „czegoś cieplejszego”, tym mniejsze straty ciepła. A każdy zasobnik ciepłej wody użytkowej traci to ciepło do wnętrza budynku. Zatem jeśli będziemy mieć mniejszą temperaturę wody, mniej ciepła zużyjemy również na utrzymanie tej temperatury.

Można zatem powiedzieć, że im niższa temperatura ciepłej wody użytkowej, tym mniejsze zużycie energii na jej podgrzanie.

W praktyce trudniej jest wykazać taki związek. O ile latem strata ciepła z zasobnika CWU stanowi wyłącznie stratę, o tyle zimą dodaje się ona do bilansu energetycznego budynku. Płacimy za ogrzanie wody więcej, ale na ogrzewanie wydajemy mniej. Jeśli obie wody (grzewczą i użytkową) ogrzewa to samo źródło (jak tutaj), nie zauważymy różnicy.

No i dochodzi jeszcze druga kwestia — jeśli ciepła woda użytkowa ma mniejszą temperaturę, zużyjemy jej więcej. Bo w praktyce nikt nie kąpie się w ciepłej wodzie o temperaturze 60*C, tylko raczej 40-45*C. Jeśli więc obniżymy temperaturę CWU do 50*C, zużyjemy tej ciepłej wody więcej, mieszając z nią mniejsze ilości wody zimnej. Bo ilość zużywanej wody o temperaturze 40-45*C pozostanie przecież bez zmian.

Temperatura wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania ma mniejsze znaczenie dla zużycia ciepła i zużycia paliwa, ale to też zależy.

W przypadku urządzeń wymagających niskotemperaturowych instalacji (np. pompa ciepła, kocioł kondensacyjny) to znaczenie jest kluczowe. Jeśli do pompy podłączymy grzejnik a nie ogrzewanie podłogowe, będzie ona musiała podnieść temperaturę wody wyżej, zużywając więcej energii, pogarszając swój współczynnik wydajności. Kocioł kondensacyjny przy zbyt wysokiej temperaturze wody nie będzie skraplać pary wodnej ze spalin, co znacząco pogorszy jego sprawność.

W przypadku kotłów na paliwo stałe, wysokotemperaturowych z natury, nie będą one widzieć większej różnicy w swojej pracy w zależności od tego, czy wytworzą wodę o temperaturze 60 czy 90*C. Różnica pojawi się co najwyżej na ściankach komory spalania, gdzie przy zbyt niskich temperaturach będą się osadzać smoły i sadze. Zwłaszcza będzie to nieistotne w instalacjach ogrzewania podłogowego, w których występują trzydrogowe zawory mieszające, co umożliwia połączenie kotła wysokotemperaturowego i niskotemperaturowej instalacji ogrzewczej.

Oczywiście, im wyższa temperatura wody wychodzącej z kotła, tym więcej ciepła ucieka przez komin, ale przy naszych domowych instalacjach można to uznać za pomijalne (wyjąwszy kotły kondensacyjne, o czym już wcześniej wspomniałem).

Dlatego ośmielę się podsumować, że temperatura wody na kotle ma nieznaczny wpływ na zużycie paliwa.

Kolejne strony artykułu: [ 1 ] [ 2 ]

Zobacz także