ABC ogrzewania. Sterowanie pod kontrolą

Tak jak zapowiedziano w artykule pt. „Układ wodny” (ABC styczeń 2015 – przyp. red.) dziś omówię różnice wśród znanych sterowników spalania. Różnice między sterownikami stosowanymi dla kotłów na paliwa stałe sprowadzają się właściwie tylko do dwóch spraw:

  • ustalenia proporcji paliwa i powietrza podawanego do paleniska,
  • określenia zakresu wahań chwilowych wartości temperatury wody wylotowej.

Tylko dwie różnice – a ileż różnych rozwiązań sterowników.

Proporcje paliwa i powietrza do spalania mogą być ustalane wyłącznie ręcznie lub całkowicie automatycznie albo sposobem mieszanym (trochę ręcznie, trochę automatycznie).

Przykładem wyłącznie ręcznego sposobu ustalania proporcji paliwa i powietrza mogą być np. typowe, stosowane od lat, sterowniki dwustanowe. Tam użytkownik musi sam ustawić czas podawania paliwa (czyli porcję podanego paliwa), czas przerwy między kolejnymi podaniami oraz ilość podawanego powietrza (wydajność dmuchawy). Sam także musi dokonywać stosownych korekt tych parametrów – w razie potrzeby, np. zmiany jakości paliwa. Czy można powiedzieć, że taki sterownik ma wpływ na zużycie paliwa (sprawność kotła)? Absolutnie nie. Nie ma żadnego wpływu. Przy zastosowaniu takiego sterownika wpływ na zużycie paliwa mają tylko i wyłącznie umiejętności i wprawa użytkownika kotła. Sterownik zrobi tylko to, co mu nastawi użytkownik. Nic więcej i nic innego „od siebie” sterownik nie zrobi.

Są też na rynku sterowniki, które realizują automatyczny sposób ustalania proporcji paliwa i powietrza. Tam użytkownik nie tylko nie musi, ale wręcz nie może własnoręcznie ustalać proporcji paliwa i powietrza. To może robić tylko sterownik. Czy można powiedzieć, że taki sterownik ma wpływ na zużycie paliwa (sprawność kotła)? Absolutnie tak. Ma ogromny wpływ. Przy zastosowaniu takiego sterownika wpływ na zużycie paliwa ma tylko i wyłącznie sterownik. Umiejętności i wprawa użytkownika kotła nic tu nie znaczą, bo sterownik nie daje mu możliwości ich wykorzystania.

Te dwa typy sterowników różnią się jeszcze jedną istotną cechą. Sterownik z wyłącznie ręcznym sposobem ustalania proporcji paliwa i powietrza może pracować tylko dwustanowo (włącz/wyłącz). Włącz – sterownik uruchamia podawanie paliwa i powietrza z nastawami ustalonymi przez użytkownika (temperatura wody wylotowej rośnie). Wyłącz – sterownik wstrzymuje podawanie paliwa i powietrza (temperatura wody wylotowej maleje). Trudno sobie wyobrazić, żeby sterownik z wyłącznie ręcznym sposobem ustalania proporcji paliwa i powietrza mógł pracować z modulacją mocy. Natomiast sterownik z całkowicie automatycznym sposobem ustalania proporcji paliwa i powietrza moduluje moc kotła (poza przypadkami ekstremalnymi), starając się nadążnie dopasować ją do zapotrzebowania (strat) na ciepło przez ogrzewane obiekty.

Sterowniki z mieszanym sposobem ustalania proporcji paliwa i powietrza także powstawały z myślą o zrealizowaniu w praktyce idei płynnej modulacji mocy kotła w celu nadążnego dopasowania jej do zapotrzebowania (strat) na ciepło przez ogrzewane obiekty. Trzeba stwierdzić, że generalnie wszystkie z nich też osiągają ten cel (choć są bardzo różnorodne pod względem sposobu działania). Modulują moc efektywnie, tzn. nie stawiają kotła w stan postoju (poza przypadkami ekstremalnymi).

Ponieważ nie da się na bieżąco mierzyć chwilowej straty ciepła z pomieszczeń, to nie ma możliwości porównywania tych strat z jakimkolwiek parametrem (parametrami) pracy kotła. Efektywność działania sterownika można więc oceniać tylko pośrednio poprzez analizę wymiernych efektów jego działania.

Gdzieś kiedyś ktoś pierwszy powiedział, że praca kotła z modulacją mocy daje oszczędności paliwa w porównaniu do pracy kotła w systemie dwustanowym włącz/wyłącz. Gdzieś ktoś kiedyś pierwszy powiedział, że praca kotła z modulacją temperatury wody wylotowej w bardzo wąskim zakresie daje mnóstwo oszczędności ciepła w porównaniu do pracy z kilkustopniowymi przeregulowaniami tej temperatury. Gdzieś kiedyś ktoś pierwszy powiedział, że praca kotła z modulacją mocy zwiększa żywotność kotłów w porównaniu do pracy kotła w systemie dwustanowym włącz/wyłącz…

W materiałach reklamowych, instrukcjach obsługi, a nawet w wielu publikatorach producenci zaczęli podawać informacje o tym, jak wielkie są te oszczędności ciepła (paliwa). Największa z podawanych oszczędności, jaką zapamiętałem z tych publikacji, to 30%. Nigdzie jednak nie znalazłem żadnych dowodów (wyników stosownych badań), które potwierdzałyby te informacje. Niektórzy producenci podają już tylko oszczędności „kilka do kilkunastu procent”, a inni podają jedynie enigmatycznie, że zaletą takiej pracy jest oszczędność paliwa, nie podając żadnych danych liczbowych. Nikt nie podał także, jakie to mnóstwo ciepła (paliwa) – ile watów, dżuli, czy choćby kilogramów węgla – traci się np. na 1°C takich przeregulowań temperatury wody. Nie znalazłem nigdzie żadnych wyników.

Nikt nie podał również, o ile wzrasta żywotność kotłów w wyniku pracy kotłów z modulacją temperatury wody w bardzo wąskim zakresie. W jakim zakresie i o ile?

Niektórzy twórcy tych sterowników twierdzą, że oszczędności są większe, kiedy mniejszy jest zakres wahań chwilowej temperatury wody wylotowej z kotła wokół wartości zadanej tej temperatury. Mówią tak, ale nie mierzą żadnych innych parametrów oprócz temperatury wody. W związku z tym – o zmianach innych parametrów nie mają żadnego pojęcia.

A co z wahaniami współczynnika nadmiaru powietrza (wahaniami zawartości tlenu w spalinach)? Czy któryś z producentów to mierzył? Czy na wielkość strat ciepła (paliwa) wpływ ma tylko temperatura wody (w domyśle: temperatura spalin, bo aby wzrosła temperatura wody, musi wzrosnąć temperatura spalin, czyli większa będzie strata kominowa)?

dr inż. Jacek Zawistowski

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij