Sterowanie pogodowe i krzywe grzewcze

Sterowanie pokojowe i pogodowe

Pomijając czas, gdy instalacje grzewcze były praktycznie niesterowalne (można było włożyć więcej drewna do pieca, albo mniej), początkowo do sterowania domowych systemów grzewczych wykorzystywaliśmy sterowanie pokojowe. Instalacja centralnego ogrzewania z grzejnikami wyposażona była w zawory na grzejnikach. Mogliśmy je zakręcić lub odkręcić, zmieniając ilość gorącej wody, która przez grzejniki przepłynęła. W ślad za tym zmienialiśmy ilość ciepła docierającego do danego pomieszczenia.

Później technika poszła krok dalej i doczekaliśmy się zaworów z głowicami termostatycznymi, które same regulują ilość ciepła tak, by w pokoju utrzymać odpowiednią temperaturę. Gdy na dworze zrobi się zimniej i straty ciepła wzrosną, pokój się najpierw schłodzi, później zareaguje głowica termostatyczna, otwierając zawór, co pozwoli na powrót temperatury do żądanego poziomu.

A teraz to już w ogóle mamy bardzo nowoczesne głowice termostatyczne, ze zdalnym sterowaniem albo programowalne. Ale wciąż mówimy o sterowaniu pokojowym.

W przypadku ogrzewania podłogowego, sterowanie następuje poszczególnymi obwodami (pętlami) wychodzącymi z rozdzielacza. Mamy możliwość zdalnego przydławienia przepływu wody w każdym obwodzie, co zmniejsza ilość ciepła dostarczonego przez podłogę (bo zmniejsza temperaturę podłogi).

Sterowanie pokojowe może nie być dość wydajne w przypadku nagłych zmian temperatury na zewnątrz. Nagła zmiana temperatury to nagła zmiana strat ciepła, czyli nagła zmiana temperatury w pokoju (przy tej samej wydajności ogrzewania). A ponieważ podłoga zmienia temperaturę wolno, reakcja ogrzewania podłogowego też może być wolna.

Trochę tu pomaga duża zdolność podłogówki do samoregulacji. Ale w budynku o niewielkiej zdolności akumulacji ciepła, taki sposób sterowania może nie być wydajny.

I tu pojawia się sterowanie pogodowe.

Sterowanie pogodowe wyposażone jest w czujnik temperatury zewnętrznej. Na jego podstawie (i zadanej temperatury, która ma być wewnątrz) określa straty ciepła z budynku. I w oparciu o tę temperaturę dostosowuje temperaturę wody w obiegu centralnego ogrzewania.

Czyli procedura jest taka:

• robi się zimniej,
• zauważa to sterownik,
• podnosi więc temperaturę zasilania instalacji,
• co skutkuje większą wydajnością grzejników czy ogrzewania podłogowego,
• dzięki czemu większe straty ciepła z budynku są zrównoważone.

Ale skąd sterownik wie, jak podnieść temperaturę wody zasilającej w zależności od temperatury na zewnątrz? Ano temu właśnie służy tak zwana krzywa grzewcza.

Krzywa grzewcza (oraz jej nachylenie i przesunięcie)

To właśnie krzywa grzewcza wskazuje regulatorowi, jaką ma zastosować temperaturę dla danej temperatury zewnętrznej. Tych krzywych jest całe mnóstwo, można je sobie prawie dowolnie wybierać. Aby to zilustrować, posłużę się poniższym obrazkiem.

Jak widać na obrazku, sterownik ma wybraną krzywą grzewczą 1,2. Gdy więc na dworze panuje temperatura -15°C, sterownik ustawi temperaturę wody opuszczającej kocioł na poziomie 68°C.

Gdybyśmy wybrali krzywą 1,5, temperatura wyniosłaby ok. 76°C. I na tym właśnie polega zmiana pochylenia krzywej grzewczej.

Co ciekawe, dla ogrzewania podłogowego zazwyczaj wybiera się krzywe grzewcze 0,2…0,6 a dla grzejników do 1,5. Ciekawe jest zatem, dlaczego w domu czytelnika ustawione jest 1,8?

Nieco inaczej wygląda sytuacja, gdy krzywą grzewczą przesuwamy. Tu nie mam dobrej ilustracji, by to pokazać, będziecie musieli użyć wyobraźni. Ta krzywa na obrazku jest właściwa dla zadanej temperatury 20°C, ale gdybyśmy mieli ochotę na 24°C, musielibyśmy tę krzywą przesunąć do góry i nieco w lewo. Otrzymamy w ten sposób drugą krzywą, równoległą do tej pierwszej, nachyloną pod tym samym kątem, ale przesuniętą.

Temperatury na kotle i histereza

Jeszcze inną rzeczą jest sterowanie włączaniem i wyłączaniem kotła w zależności od tego, jaka jest temperatura wody w instalacji.

Aby kocioł nie włączał się nieskończenie często, stosuje się tak zwaną histerezę, którą można byłoby określić jako margines zadziałania sterowania. Pisał o tym czytelnik.

Mianowicie, jeśli zadamy kotłowi utrzymywanie temperatury 60°C i pozbawimy go tego marginesu, będzie działał jak szalony. Gdy temperatura tylko odrobinę spadnie poniżej 60°C (np. 59,9°C) kocioł się włączy. Ale tylko na chwilkę, bo zaraz później temperatura wyniesie 60,1°C i kocioł od razu się wyłączy.

Dlatego pozwalamy mu na nieco mniejszą precyzję w pilnowaniu tej temperatury. Każemy mu utrzymywać daną temperaturę z pewnym marginesem. Dzięki temu uruchamia się dopiero wtedy, gdy temperatura spadnie poniżej 50°C i pracuje tak długo, aż woda nie osiągnie temperatury 65°C.

Dzięki temu zyskujemy na trwałości kotła, który musi się rzadziej uruchamiać i wygaszać. Zużycie paliwa też będzie nieco mniejsze. Przypominam, że cały czas mowa o kotle na paliwo stałe, którego moc trudniej zmieniać, niż w przypadku kotła gazowego z modulowanym palnikiem, czy pompy ciepła z inwerterową sprężarką.

Histereza, pogodówka i pokojówka, czyli domowe szaleństwo

W pewnym sensie te trzy systemy sobie nawzajem przeszkadzają, choć można byłoby powiedzieć, że mają przecież uzupełniać swoje działanie.

Jeśli mamy ogrzewanie podłogowe  i sterowanie przepływem wody przez ten duży grzejnik (termostatem pokojowym), to uruchomienie regulatora pogodowego niewiele nam zmieni. No, może przesadziłem, bo pewna zmiana będzie widoczna.

W momencie, gdy obniży się temperatura na zewnątrz, zauważy to sterownik pogodowy, zwiększając (nieznacznie) temperaturę wody zasilającej. Dlaczego nieznacznie? Bo niewielka zmiana temperatury wody zasilającej ogrzewanie podłogowe znacznie zmienia (na plus) wydajność tego ogrzewania, taka jest jego specyfika. A więc woda płynąca przez podłogę będzie cieplejsza, podłoga zacznie się powoli ogrzewać. Dopiero po jakimś czasie spadek temperatury zauważy sterownik pokojowy, odkręcając zawór w danej pętli ogrzewania, jeszcze zwiększając wydajność ogrzewania podłogowego. Czyli reakcja na zwiększenie się strat ciepła będzie bardziej gwałtowna.

Ktoś może zapytać, po co sterownik pokojowy, skoro pogodowy powinien sobie z tym doskonale poradzić?

Ano sterownik pogodowy widzi tylko wpływ temperatury zewnętrznej na straty ciepła. Czujnik temperatury montuje się na północnej, nieoświetlonej słońcem ścianie. Ale łatwo sobie wyobrazić zimny, ale słoneczny dzień, gdy w pokoju z oknami na południe zrobi się za ciepło. Na to zareaguje sterownik pokojowy. Podobnie to on właśnie poradzi sobie z większymi, niż spodziewane, zyskami ciepła z innych źródeł — np. od pieczenia kilku ciast czy intensywnej konwersacji na przyjęciu w grupie znajomych.

Teoretycznie można sterownik pogodowy wyposażyć też w czujnik temperatury wewnętrznej, ale nawet gdyby każdy pokój miał swój własny czujnik temperatury wewnętrznej, sterownik pogodowy nie zapewni we wszystkich komfortu. On może zmieniać tylko jeden parametr, wspólny dla całego budynku — temperaturę wody trafiającej do instalacji centralnego ogrzewania.

I dlatego na grzejnikach czy pętlach ogrzewania podłogowego można zainstalować dodatkowo zawory termostatyczne.

Kolejne strony artykułu: [ 1 ] [ 2 ]

Zobacz także