Automatyka w instalacji grzewczej: jakie są sposoby sterowania temperaturą w domu?
Zarówno latem, jak i zimą dom może wymagać odpowiednio chłodzenia, jak i grzania. Automatyka w instalacji grzewczej znacznie ułatwia sterowanie temperaturą w domu. Jak to działa? Jakie sposoby sterowania ogrzewaniem są obecnie dostępne?
W instalacjach grzewczych najważniejszym parametrem jest temperatura. Musi być dostatecznie wysoka, żeby grzejniki oddawały ciepło z mocą zapewniającą komfort w pomieszczeniach. Ale też nie może ona osiągnąć zbyt wysokiej wartości, bo woda w instalacji nie może wrzeć – doprowadziłoby to do awarii. Podstawowym zadaniem automatyki stosowanej w urządzeniach grzewczych jest zatem ograniczanie temperatury czynnika grzewczego do ustalonej wartości.
Sterowanie temperaturą w domu pod kontrolą - jak działają termostaty?
W kotłach na paliwa stałe sterowanie temperaturą polega na ograniczaniu dopływu powietrza, co powoduje zmniejszenie intensywności spalania załadowanej porcji paliwa, w kotłach na paliwa płynne – na odcinaniu dopływu paliwa, a w pompach ciepła – na odłączaniu zasilania sprężarki. Ograniczanie w ten sposób temperatury wody umożliwia dostosowywanie wydajności ogrzewania do aktualnych strat i zysków ciepła w pomieszczeniach. Gdy robi się zbyt ciepło, przestawia się regulator tak, by wyłączał urządzenie grzewcze przy niższej temperaturze przepływającej przez nie wody, a gdy jest za zimno – przy wyższej.
Każde proste urządzenie grzewcze jest wyposażone w przyrząd, który daje taką możliwość – termostat. Jednak w dzisiejszych czasach to zbyt mało. Większość z nas nie ma czasu i ochoty na zajmowanie się dostosowywaniem nastawy termostatu do zmieniającego się zapotrzebowania na ciepło w budynku. Poza tym zwykle przypominamy sobie o tym wtedy, gdy już zrobi się nam za zimno albo za gorąco, więc nie ma mowy o komforcie. Kiedy przebywamy poza domem, takie urządzenie w ogóle nie daje nam możliwości kontrolowania w nim temperatury. Dlatego współczesne urządzenia grzewcze są zwykle wyposażone w bardziej skomplikowane układy automatycznej regulacji – nie tylko wygodniejsze, lecz także zapewniające bardziej racjonalne wykorzystanie energii.
Automatyka w instalacji grzewczej – dwa sposoby regulacji temperatury
W nowoczesnych instalacjach sterowanie pracą urządzeń grzewczych opiera się na automatycznym dostosowywaniu temperatury, do jakiej podgrzewają wodę, do temperatury w pomieszczeniach albo nawet do temperatury na zewnątrz. Pierwszy sposób nazywa się regulacją pokojową, a drugi – pogodową.
Pokojowa regulacja temperatury
Układ regulacji pokojowej jest bardzo prosty. Realizuje się go, dołączając do kotła termostat umieszczony w jednym z ogrzewanych pomieszczeń reagujący na zmiany temperatury omywającego go powietrza. Na termostacie ustawia się wartość temperatury, która ma być utrzymywana w pomieszczeniach. Jego działanie polega na włączaniu urządzenia grzewczego, gdy temperatura spadnie poniżej wartości wybranej na termostacie, i wyłączaniu go, gdy temperatura osiągnie tę wartość. Najprostsze termostaty są mechaniczne, ale obecnie stosuje się głównie elektroniczne. Są dokładniejsze i łatwo je wzbogacić o dodatkowe funkcje. Najczęściej jest to możliwość zaprogramowania różnych nastaw temperatury w określonym czasie (programowanie czasowe).
Pogodowa regulacja temperatury
Regulacja pogodowa jest możliwa dzięki elektronicznemu urządzeniu reagującemu na zmiany temperatury odbierane przez czujnik umieszczony na dworze. Działanie regulatora pogodowego polega na włączaniu i wyłączaniu urządzenia grzewczego bądź modulowaniu jego mocy tak, by temperatura wody zasilającej instalację grzewczą odpowiadała wartościom zaprogramowanym dla określonych wartości temperatury na zewnątrz domu. Zależność temperatury zasilania od temperatury na zewnątrz jest nazywana krzywą grzania. Jej optymalny przebieg jest w każdym budynku nieco inny, więc należy go najpierw znaleźć, zmieniając nastawy regulatora dotąd, aż będzie on utrzymywał stałą temperaturę w pomieszczeniu niezależnie od zmian pogody. Żeby nie trzeba było tego robić ręcznie metodą prób i błędów, regulatory pogodowe są wyposażane w układ automatycznie optymalizujący krzywą grzania, wykorzystując do tego drugi czujnik temperatury – pokojowy.
Stosowanie jednocześnie dwóch systemów regulacji temperatury w domu
Zastosowanie jednocześnie regulacji pogodowej i pokojowej sprawia, że układ reaguje nie tylko na zmiany pogody, ale także na występujące w pomieszczeniach zyski ciepła, na przykład od kominka lub piekarnika. Zatem przyczynia się do oszczędzania energii. Dzięki regulatorowi pogodowemu oszczędza się ją też dlatego, że utrzymuje on wybraną temperaturę w pomieszczeniu przy minimalnej potrzebnej do tego temperaturze zasilania instalacji. Daje to odczuwalny efekt, gdy korzysta się z kotła kondensacyjnego albo pompy ciepła, bo te urządzenia pracują tym efektywniej, im niższa jest temperatura, do jakiej podgrzewają wodę.
Sterowanie temperaturą poprzez programowanie czasowe
Niemal wszystkie regulatory, poza najprostszymi termostatami, umożliwiają zaprogramowanie czasu, w którym instalacja grzewcza ma utrzymywać określoną temperaturę. W najprostszym wariancie jest dostępny jeden okres w ciągu doby, ale często możliwe jest ustawienie innych wartości temperatury w różnych godzinach dla poszczególnych dni tygodnia. Ma to służyć przede wszystkim do okresowego obniżania temperatury na czas nieobecności domowników w celu obniżenia rachunków za ogrzewanie. Nie trzeba pamiętać o przestawianiu regulatora przed wyjściem, a w momencie powrotu temperatura może być znów odpowiednio wysoka. Programowanie czasowe jest też bardzo przydatne w przypadku sterowania ogrzewaniem wody użytkowej w zasobniku. Jeśli w określonych godzinach z niej nie korzystamy, to warto ustawić regulator tak, żeby w tym czasie kocioł niepotrzebnie jej nie podgrzewał.
Programując obniżanie temperatury w pomieszczeniach, należy jednak brać pod uwagę to, że powoduje to wychłodzenie masywnych ścian i stropów w budynku i w rezultacie nie daje oczekiwanych oszczędności w zużyciu energii do ogrzewania. Dlatego na kilka godzin w ciągu doby nie warto obniżać temperatury o więcej niż 3-4oC. Jedynie w przypadku wyjazdu na dłużej można ograniczyć ogrzewanie pomieszczeń do kilku stopni powyżej zera. Służy do tego często spotykana w regulatorach funkcja antyzamarzaniowa.
Sterowanie temperatura w domu przez Internet
Choć opisane metody sterowania ogrzewaniem są stosowane od bardzo dawna, to zapewne większość użytkowników nie widzi potrzeby ich udoskonalania. Jednak popularność Internetu i rozpowszechnienie dostępu do niego zainspirowały producentów urządzeń grzewczych do stworzenia systemów umożliwiających sterowanie nimi na odległość. Regulatory kotłów można więc dziś wyposażyć w moduł pozwalający na komunikowanie się z nimi przez sieć. Odpowiednia aplikacja zainstalowana na smartfonie lub tablecie umożliwia sprawdzanie działania ogrzewania i modyfikowanie ustawień regulatora z każdego miejsca będącego w zasięgu telefonii komórkowej lub Wi-Fi. Ekran urządzenia mobilnego zastępuje wtedy panel sterowania regulatora.
Aplikacje pozwalają przede wszystkim na zwiększenie temperatury przed powrotem do domu lub jej zmniejszenie po jego opuszczeniu, odczytywanie informacji o temperaturze wewnątrz i na zewnątrz budynku albo o aktualnym uzysku energii słonecznej, gdy w instalacji pracują kolektory słoneczne. Można uznać, że jest to zbędny gadżet, jednak niewątpliwie przydatną funkcją takiego systemu jest informowanie o awariach kotła. Gdy w środku zimy, znajdując się daleko od domu, zostaniemy zaalarmowani, że ogrzewanie przestało funkcjonować, mamy szansę przeciwdziałać zamarznięciu instalacji, którego konsekwencją często bywa zalanie domu wodą z rozsadzonej przez lód rury. W dodatku informacje o usterkach kotła mogą być od razu automatycznie przesyłane do serwisanta opiekującego się naszą kotłownią. Znając kod usterki, może on zamówić części potrzebne do naprawy, zanim pojawi się w naszej kotłowni. A jeśli nieprawidłowe działanie ogrzewania wynika jedynie z rozregulowania sterownika kotła, komunikacja na odległość umożliwi serwisantowi jego naprawę bez przychodzenia do naszego domu.
