Stabilne ciepło

Dodano: piątek, 13 października 2017 08:21

Racjonalne wykorzystanie energii grzewczej i utrzymywanie komfortu temperaturowego w pomieszczeniach wymagają wyposażenia instalacji centralnego ogrzewania w układy regulacyjne, dostosowane do źródła ciepła i sposobu jego przekazywania. System sterowania musi odpowiednio szybko reagować na dynamikę zmian temperatury zewnętrznej i wewnętrznej z uwzględnieniem bezwładności cieplnej instalacji jak i samego budynku, a także zapewniać możliwość regulacji temperatury pomieszczeń w szerokim zakresie. Obecnie montowane urządzenia działają najczęściej na trzech poziomach - u źródła ciepła, w odniesieniu do średniej temperatury dla obiektu oraz niezależnie dla poszczególnych pomieszczeń.

Sterowanie mocą grzewczą zasilania

Zależnie od lokalnych możliwości pozyskania energii cieplnej do ogrzewania, obiekty mogą być zasilane z sieci ciepłowniczej (tzw. ogrzewanie zdalaczynne) bądź z indywidualnego źródła - kotła na paliwo stałe, gaz lub z wykorzystaniem prądu elektrycznego. Przy zasilaniu z własnego źródła - zależnie od konfiguracji instalacji - dostosowanie mocy odbywa się dzięki możliwości modulacji palnika gazowego lub nadmuchu powietrza w kotłach opalanych paliwem stałym. We wszystkich tych wariantach sygnał sterujący pobieraną bądź wytwarzaną mocą może pochodzić z regulatora kotłowego albo termostatu pogodowego.

Regulator kotłowy - wbudowany w kocioł gazowy lub w sterownik kotła węglowego - umożliwia ustawienie temperatury zasilania instalacji na zadanym poziomie i ewentualnie ręcznej zmiany, gdy znacząco zmieniają się warunki pogodowe. Przy zasilaniu z węzła cieplnego dostarczaną moc grzewczą reguluje zawór dławiący w części sieciowej instalacji. Na zautomatyzowanie sterowania temperaturą zasilania pozwala zamontowanie regulatora pogodowego, który samoczynnie zmieni moc grzewczą źródła ciepła zależnie od warunków meteorologicznych. Taki regulator najczęściej umożliwia również programowanie w powiązaniu z tzw. krzywą grzewczą - algorytmem uzależniającym temperaturę zasilania w instalacji c.o. konieczną do utrzymywania zadanej temperatury w pomieszczeniach konkretnej instalacji i niezależnie od pogody. Jednak regulatory pogodowe nie mają bezpośredniego powiązania z temperaturą panującą wewnątrz budynku i przy braku indywidualnej regulacji w poszczególnych pomieszczeniach może dochodzić do ich przegrzania bądź niedogrzania. Nie zareaguje on bowiem np. w przypadku nasłonecznienia w jednym z pokoi czy otwarcia okna w innym. W praktyce regulatory te stanowią pierwszy stopień regulacji niezbędny zwłaszcza w budynkach wielo-lokalowych, co pozwala na utrzymywanie pożądanego poziomu temperatury wody zasilającej w całej instalacji. Indywidualne dostosowanie ogrzewania do wymagań poszczególnych użytkowników następuje dzięki np. termostatom grzejnikowym.

W małych instalacjach funkcję głównego regulatora pełnią termostaty pokojowe reagujące na zmianę temperatury w tzw. reprezentatywnym pomieszczeniu, które będzie bazą odniesienia do sterowania pracą źródła zasilania. Mogą one pracować w systemie ON/OFF (włącz/wyłącz) kotła czy pompy obiegowej lub sterować płynnie modulowaną mocą kotła gazowego. Układy elektroniczne pozwalają na analizowanie np. szybkości przyrostu temperatury wody powrotnej co umożliwia dostosowanie mocy grzewczej do aktualnych potrzeb zależnie od dynamiki zachodzących zmian. W pomieszczeniu, w którym będzie zamontowany regulator pokojowy nie mogą funkcjonować dodatkowe źródła ciepła np. kominek, a grzejniki nie mogą mieć założonych głowic termostatycznych. Nie umieszczamy go też na ścianie zewnętrznej, ani w miejscu narażonym na promieniowanie cieplne, przeciągi. Wygodnym rozwiązaniem będzie wykorzystanie regulatora bezprzewodowego, który pozwoli na chwilową zmianę lokalizacji gdy np. chcemy rozpalić w kominku przy funkcjonującym centralnym ogrzewaniu, które ogrzewa pozostałą część domu. Termostaty pokojowe umożliwiają również programowanie nastawionej temperatury np. obniżając ją w porze nocnej bądź w czasie dłuższej nieobecności mieszkańców. W uzasadnionych przypadkach - duży dom z ogrzewaniem akumulacyjnym - można instalować oba typy regulatorów. Pogodowy pozwoli na wcześniejsze zgromadzenie energii przy spadającej temperaturze zewnętrznej, a pokojowy zapewni stabilne ciepło wewnątrz domu reagując na zmiany spowodowane przez czynniki, które nie są związane z instalacją centralnego ogrzewania.

Ostatni etap sterowania temperaturą następuje w poszczególnych pomieszczeniach i zależnie od sposobu ich ogrzewania będą to zawory przygrzejnikowe z głowicą termostatyczną lub czujnik temperatury sterujący obiegiem ogrzewania podłogowego. Wyposażenie grzejników w głowice termostatyczne stało się obecnie standardem, a te dotychczas montowane z cieczowym lub gazowym elementem rozszerzalnym zastępowane są coraz częściej przez programowalne głowice elektroniczne. Niezależnie od rodzaju, na skuteczność regulacji wpływa prawidłowe ich zamontowanie w taki sposób, aby reagowały na temperaturę otoczenia, a nie samego grzejnika. Najlepiej umieścić je w pozycji osiowej lub poziomej względem grzejnika, co ogranicza jego oddziaływanie na element termostatyczny. Jeśli nie można zapewnić swobodnego opływania powietrza otoczenia wokół głowicy, wtedy instalowane są termostaty z czujnikiem wyniesionym - można go znacznie odsunąć od grzejnika. Ustawienie temperatury na głowicy przeprowadza się doświadczalnie, gdyż podane liczby tylko orientacyjnie odpowiadają rzeczywistej temperaturze w pomieszczeniu. Zakres regulacyjny najczęściej wynosi 7 - 28 oC i zależnie od modelu kolejna podziałka to zmiana temperatury o 3 - 4 oC.

Większe możliwości zapewnia montaż głowicy elektronicznej. Oprócz możliwości programowania temperatury w cyklu dobowym, a nawet tygodniowym automatycznie zareaguje ona na gwałtowny spadek temperatury (zamknie przepływ np. po otwarciu okna). Elektroniczne sterowanie umożliwia też zdalną regulację nie tylko w obrębie budynku, ale i na odległość z wykorzystaniem aplikacji do systemu telekomunikacyjnego. System regulacji temperatury w pomieszczeniach z ogrzewaniem podłogowym może być mniej lub bardziej rozbudowany przez elementy sterująco-pomiarowe zależnie od wielkości powierzchni, wymaganego rozkładu temperatur czy preferencji użytkownika. W najprostszym wariancie regulacja odbywa się poprzez zmianę temperatury zasilania pętli grzewczych na termostatycznym zaworze mieszającym, sterowanym ręcznie lub przez czujnik temperatury pomieszczenia uruchamiającym siłownik tego zaworu. W rozległych instalacjach sterowanie może przebiegać na dwóch poziomach - głównym zasilającym rozdzielacz i indywidualnie dla każdej pętli z wykorzystaniem czujników temperatury i centrali wysyłającej sygnały do elektrozaworów regulujących przepływ czynnika grzewczego.

autor: Cezary Jankowski
oprac.: Maja Wychowaniec
zdjęcia: Junkers