Sterowanie ogrzewaniem podłogowym i nie tylko. Jak sterować ogrzewaniem w domu?
Inteligentne sterowanie ogrzewaniem podłogowym i innymi źródłami ciepła w domu ma zawsze ten sam cel: obniżenie zużycia energii. Wiele osób chciałoby też mieć ogrzewanie wymagające minimum obsługi, w czym może pomóc automatyka domowa. Sprawdź, jak sterować ogrzewaniem w domu.
Spis treści
- Sterowanie ogrzewaniem podłogowym i innymi źródłami ciepła – czemu warto?
- Termostat grzejnikowy, regulator kotła i co jeszcze?
- System sterowania ogrzewaniem
- Inteligentne sterowanie ogrzewaniem
Sterowanie ogrzewaniem podłogowym i innymi źródłami ciepła – czemu warto?
Automatyka odpowiada za optymalną pracę instalacji, komfort cieplny i ekonomiczną pracę źródła ciepła. Nowoczesne rozwiązania umożliwiają sterowanie urządzeniami grzewczymi bez konieczności wizyt w kotłowni, a nawet bez potrzeby wstawania z fotela. To może oznaczać kolosalną zmianę dla domowników, jeśli przed modernizacją ich dom był ogrzewany przez prosty kocioł na paliwa stałe z umieszczonym na obudowie regulatorem (termostatem), wymagającym ręcznego przestawiania, gdy w ogrzewanych pomieszczeniach robiło się zbyt ciepło albo za chłodno.
Wszystkie nowoczesne urządzenia grzewcze (pompy ciepła, kotły gazowe, a także kotły na pelety) mogą współpracować z bardziej skomplikowanymi układami automatycznej regulacji, dzięki którym sterowanie jest wygodniejsze i pozwala na racjonalne wykorzystanie energii.
Termostat grzejnikowy, regulator kotła i co jeszcze?
Nowoczesne regulatory montowane w instalacjach grzewczych umożliwiają niezależne sterowanie kilkoma obiegami grzewczymi także wtedy, gdy są w nich zamontowane odbiorniki o różnych wymaganiach odnośnie do temperatury zasilania (jak grzejniki i ogrzewanie podłogowe). Większość pozwala na zaprogramowanie temperatury i przedziałów czasowych, w których ma być ona utrzymywana przez instalację grzewczą. Specjalne moduły zapewniają dodatkowe funkcje instalacji, takie jak na przykład priorytet podgrzewania wody użytkowej.
Regulatory źródeł ciepła można wyposażyć w moduły do zdalnego komunikowania się z nimi. Wtedy sterowanie może się odbywać za pomocą panelu umieszczonego na ścianie w dowolnym pomieszczeniu w domu albo z wykorzystaniem sieci telefonii komórkowej lub Wi-Fi oraz smartfona bądź tabletu z zamontowaną na nich odpowiednią aplikacją. Możliwość sterowania systemem grzewczym (na przykład temperaturą w poszczególnych pomieszczeniach) i monitorowania jego działania są wtedy ograniczone jedynie zasięgiem sieci. Informacje o systemie grzewczym (ewentualnie jego awarii) mogą być również przesyłane bezpośrednio do serwisanta.
Regulator kotła dostosowuje jego wydajność do zmieniającego się zapotrzebowania na ciepło, dzięki czemu racjonalizuje ilość spalanego paliwa.
Termostat pokojowy robi to samo, ale lepiej, bo płynnie, a nie skokowo. Utrzymuje w domu temperaturę na mniej więcej stałym poziomie i ogranicza zużycie paliwa. Umieszcza się go w tak zwanym pomieszczeniu referencyjnym, czyli najchłodniejszym w domu, dzięki czemu wszystkie wnętrza są ogrzewane w dostatecznym stopniu.
Na termostacie ustawia się wartość temperatury, która ma być utrzymywana w pomieszczeniu. W jego obudowie znajduje się zwykle element reagujący na zmiany temperatury otoczenia i gdy one nastąpią, odpowiedni sygnał – o potrzebie włączenia lub wyłączenia – jest wysyłany do urządzenia grzewczego.
Standardem w nowoczesnych regulatorach jest możliwość zaprogramowania różnych wartości temperatury w ciągu doby albo w cyklu tygodniowym – innych na każdy dzień.
Regulacja pogodowa automatycznie dostosowuje temperaturę wody w instalacji grzewczej do aktualnej temperatury na zewnątrz i utrzymuje ją na poziomie minimalnym, niezbędnym do zapewnienia wymaganej temperatury w pomieszczeniu.
Kiedy zmienia się temperatura na dworze, zamontowany na zewnątrz domu czujnik przekazuje informację o tym do regulatora, który odpowiednio zmienia temperaturę wody grzewczej. Dzięki temu, niezależnie od warunków na zewnątrz, temperatura w pomieszczeniu może pozostać na stałym, wybranym przez użytkownika poziomie. Regulator pogodowy reaguje na zmianę temperatury na zewnątrz, a więc szybciej niż pokojowy, dla którego sygnałem jest dopiero zmiana temperatury powietrza w pomieszczeniu spowodowana spadkiem lub wzrostem temperatury poza domem.
Termostaty grzejnikowe. Służą do tego, aby dopasowywać moc grzejników do strat i zysków ciepła w poszczególnych pomieszczeniach. Stabilizują w nich temperaturę i umożliwiają jej regulowanie bez zmiany warunków w pozostałych wnętrzach w domu.
Wprawdzie termostat pokojowy steruje już pracą urządzenia grzewczego tak, by przygotowywało ono wodę grzewczą o temperaturze odpowiedniej do osiągnięcia zadanej temperatury w pomieszczeniach, ale nie pozwala na dostosowywanie jej do indywidualnych wymagań w poszczególnych wnętrzach. Regulator pokojowy umieszcza się w tak zwanym pomieszczeniu reprezentatywnym, czyli najbardziej typowym, wybranym spośród innych w domu. Wnętrza domu mogą się jednak znacznie od siebie różnić pod względem wielkości zysków i strat ciepła, które w nich występują. W pokojach z oknami skierowanymi na południe lub zachód będą się na przykład pojawiały zyski ciepła od słońca. W salonie dodatkowa porcja ciepła może pochodzić z palenia w kominku, a w jadalni połączonej z kuchnią - z rozgrzanego podczas działania piekarnika. Głowica przy grzejniku będąca elementem termostatu grzejnikowego automatycznie reaguje na takie dodatkowe zyski ciepła. Adekwatnie do nich zmienia położenie pokrętła odpowiedzialnego za zmniejszanie lub zwiększanie strumienia wody wpuszczanej do grzejnika, co odpowiednio zwiększa lub zmniejsza jego wydajność. Jedynym pomieszczeniem, w którym termostat grzejnikowy jest zbędny, a nawet niewskazany, jest to, w którym znajduje się termostat pokojowy.
Na tego rodzaju sterowanie najlepiej reagują grzejniki o niewielkiej pojemności wodnej (stalowe płytowe). Jeśli jednak w modernizowanej instalacji grzejników się nie wymienia, lecz zostawia stare, żeliwne, trzeba je także wyposażyć w zawory termostatyczne.
Sterowanie za pomocą termostatów ogrzewaniem podłogowym lub ściennym jest nieefektywne. Ogrzewania płaszczyznowe mają dużą bezwładność cieplną wynikającą z akumulowania ciepła przez warstwę betonu pokrywającego rury, a do tego przekazują ciepło głównie przez promieniowanie, podczas gdy termostaty reagują na ciepło emitowane w wyniku konwekcji. Duża masa akumulacyjna ogrzewania płaszczyznowego (zwłaszcza podłogowego) nie jest w stanie szybko się nagrzać lub schłodzić, więc nie da się błyskawicznie dostosowywać wydajności takiego ogrzewania do zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniu, na przykład obniżać temperatury we wnętrzu wieczorem, przed snem i szybko podnosić ją rano po przebudzeniu.
Oszczędności, jakie można osiągnąć dzięki wyposażeniu instalacji grzewczej w automatykę, zależą od stopnia jej zaawansowania, a więc zwykle również jej kosztu. Elektroniczne termostaty pokojowe i regulatory pogodowe z funkcją okresowego obniżania temperatury pozwalają ograniczyć zużycie energii o kilkanaście, a zaawansowane układy automatycznej regulacji nawet o 20%. Przy dzisiejszych cenach energii i tempie ich wzrostu wyposażenie instalacji w programowalne termostaty pokojowe może się zwrócić po jednym–dwóch sezonach grzewczych, a zamontowanie regulatora pogodowego już po kilku latach. W małych domach oszczędności wynikające z regulacji pogodowej nie są tak spektakularne. Do zapewnienia komfortu cieplnego i zracjonalizowania zużycie energii wystarczą często dobrej jakości regulatory pokojowe i zawory termostatyczne przy grzejnikach.
System sterowania ogrzewaniem
Sterowanie instalacją grzewczą może się odbywać zdalnie, ale autonomicznie, niezależnie od innych instalacji i urządzeń w domu. Może też zostać włączone w system tak zwanego domu inteligentnego lub inaczej smart home, czyli wspólną sieć nadzorowaną i obsługiwaną przez moduł centralny, z którym użytkownicy mogą się łączyć przy użyciu odpowiedniej aplikacji zamontowanej w smartfonie lub tablecie. Mimo że inteligentna instalacja to dodatkowy wydatek i można się bez niej obyć, wielu inwestorów chce ją mieć.
Jeśli system inteligentnego zarządzania ma być zainstalowany w nowo wznoszonym domu, cały kłopot polega na tym, by dobrze określić swoje oczekiwania, wybrać jedno z wielu dostępnych rozwiązań, zlecić sporządzenie projektu i dopilnować jego zrealizowania zgodnie z oczekiwaniami. Do wyboru są systemy przewodowe, bezprzewodowe (przede wszystkim radiowe) oraz hybrydowe, łączące elementy przewodowe z bezprzewodowymi. Wiele systemów nadaje się do rozbudowywania i uzupełniania o kolejne funkcje już po zainstalowaniu, więc można zacząć od wersji minimum, a w przypadku systemu przewodowego lub hybrydowego nawet poprzestać na rozprowadzeniu kabli.
Systemy przewodowe są mniej wrażliwe na zakłócenia, a wykorzystywane w nich czujniki, regulatory i sterowniki zwykle tańsze. Jednak w domu modernizowanym odpowiednie rozprowadzenie dużej liczby przewodów jest często trudne i pracochłonne, a niekiedy wręcz niemożliwe. Łatwiej zmontować system z elementów bezprzewodowych lub wybrać wariant hybrydowy, w którym tylko część komponentów musi być połączona przewodami. Instalacji bezprzewodowej lub hybrydowej wykorzystującej Wi-Fi trzeba zapewnić mocny i niezakłócony sygnał przez zamontowanie w domu odpowiedniej liczby, właściwie ulokowanych routerów, które będą go w razie potrzeby wzmacniały.
Odpowiednie skonfigurowanie systemu, dobór elementów i ich właściwe rozmieszczenie, czyli po prostu projekt instalacji inteligentnej, powinien być sporządzony przez fachowca. Taką usługę oferują zwykle firmy zajmujące się sprzedażą i montażem systemów smart home.
Jeśli do systemu ma być włączone zarządzanie instalacją grzewczą i źródłem ciepła, składające się na niego urządzenia i elementy sterowania (regulatory, siłowniki, zawory) muszą się nadawać do współpracy z wybranym systemem smart home. O zamiarze korzystania z systemu smart home trzeba poinformować projektanta instalacji grzewczej, aby ten, dobierając urządzenia i wyposażenie instalacji grzewczej, uwzględnił wymagania konkretnego systemu inteligentnego.
- Dowiedz się więcej: Wybieramy nowoczesny zamek do drzwi. Elektroniczny, a może zamek biometryczny?
Inteligentne sterowanie ogrzewaniem
Główne zadanie inteligentnego sterowania to oczywiście automatyczne dostosowywanie temperatury w pomieszczeniach do wymagań użytkowników i zmniejszenie kosztów ogrzewania. Obu tym celom, ale zwłaszcza pierwszemu, dobrze służy możliwość programowania ogrzewania i tworzenia harmonogramów określających zasady jego działania w konkretnych sytuacjach/okresach, na przykład na określoną porę roku, wybrane dni tygodnia, a nawet poszczególne godziny w ciągu dnia. Przygotowanie gotowych scenariuszy na przykład na dzień powszedni, kiedy domownicy wychodzą do pracy/szkoły, weekend, gdy większość pozostaje w domu, ale wstaje później niż w tygodniu, czy urlop, podczas którego dom pozostaje pusty przez kilka-kilkanaście dni, pozwala potem jednym przyciskiem ustawić odpowiednie zasady pracy instalacji grzewczej. Ogrzewanie zostanie automatycznie zredukowane, kiedy trzeba, i uruchomione ponownie z odpowiednim wyprzedzeniem, po to, by po powrocie do domu mieszkańcy nie odczuli dyskomfortu spowodowanego wychłodzeniem wnętrz.
W ramach inteligentnego zarządzania instalacją grzewczą system może być wyposażony w dodatkowe czujniki, na przykład rejestrujące otwarcie okien. Na sygnał z takiego czujnika ogrzewanie w wybranym wnętrzu zostaje zredukowane/wyłączone, aby powstrzymać niepotrzebne zużywanie energii, a po zamknięciu okna powraca do poprzedniego stanu.
Ogrzewaniem włączonym w system inteligentnego domu, podobnie jak innymi połączonymi z nim instalacjami (elektryczną, alarmową, wentylacji mechanicznej), można sterować za pośrednictwem mobilnej aplikacji, komunikującej się z modułem zarządzającym za pośrednictwem internetu z każdego miejsca, w którym jest do niego dostęp.
- Zobacz również: Ile prądu zużyje pompa ciepła? Sprawdziliśmy, czy warto bać się rachunków grozy przy ogrzewaniu domu
