Regulatory pogodowe instalacji c.o. stosowane są najczęściej do sterowania wieloobiegowymi instalacjami, zasilanymi z jednego lub więcej źródeł ciepła. Sterują również przygotowaniem c.w.u.

W ostatnim okresie obserwuje się znaczny rozwój technologiczny regulatorów pogodowych. Jednak ich podstawowa zasada działania i współpraca, np. z głowicami termostatycznymi przy grzejnikach, budzą wiele wątpliwości u użytkowników i nie zawsze są wystarczająco wyjaśniane przez fachowców.

Regulatory pogodowe i krzywa grzewcza

Charakterystyczną cechą regulatorów pogodowych, w porównaniu do termostatów i regulatorów pokojowych c.o., jest ich wyposażenie w czujnik temperatury zewnętrznej. Pomiar temperatury zewnętrznej jest ważnym parametrem, na podstawie którego regulator ustala warunki pracy kotła, tj. temperaturę zasilania czynnika grzewczego. Wybór temperatury zasilania następuje automatycznie w oparciu o fabrycznie zaprogramowane zależności funkcyjne, wiążące temperaturę zewnętrzną i temperaturę zasilania. Tworzą one linie ciągłe, zwane potocznie krzywymi grzewczymi (rys. 1).

Regulatory pogodowe  krzywa grzewcza (z arch. Viessmann)

Na wartość temperatury zasilania ma również wpływ użytkownik, który ręcznie wybiera daną krzywą grzewczą. W wyniku tego dla tej samej temperatury zewnętrznej mogą być różne temperatury zasilania. Tu położenie krzywych grzewczych odpowiada żądanej temperaturze pomieszczenia wynoszącej +20ºC.

Zauważmy, że początek krzywych grzewczych (rys. 1) zaczyna się w punkcie 20-20-20, tzn. temperatura zewnętrzna +20ºC, temperatura zasilania +20ºC i temperatura pokojowa +20ºC. Na potrzeby tego artykułu nazwijmy ten punkt „pozycją wyjściową”. W wielu regulatorach pogodowych ten punkt nie jest punktem stałym i może być przesuwany w regulatorze do góry lub w dół, wzdłuż osi temperatury zasilania, nawet o kilkadziesiąt stopni Celsjusza. Tym samym początek krzywych grzewczych znajdzie się też w innym punkcie – na osi temperatury zewnętrznej oraz na osi temperatury pokojowej. Zmiana położenia pozycji wyjściowej krzywych grzewczych jest jedną z podstawowych możliwości regulacji pracą kotła c.o.

Krzywe grzewcze ponumerowane są tu od 0,20 do 3,40 i każda z nich obejmuje inny zakres temperatury zasilania, zarówno w pozycji wyjściowej (rys. 1), jak i w pozycji po podniesieniu lub obniżeniu początku krzywych grzewczych. Zakres ten zwiększa się dla kolejnych krzywych o wyższych numerach. Dla krzywej o numerze 1,6 i wyższych osiąga maksymalną temperaturę 90ºC. Krzywe grzewcze o numerach od 1,6 do 3,4 nie powodują zmiany temperatury na zasilaniu już od temperatury zewnętrznej ok. +4ºC, dla warunków podanych wyżej (temp. pokojowa +20ºC). Ich przydatność dla regulacji temperatury zasilania jest wątpliwa, zwłaszcza gdy weźmiemy pod uwagę obecnie stosowaną maksymalną, projektową temperaturę zasilania wynoszącą 70ºC. Dlatego błędem jest wybieranie krzywych grzewczych o wysokich numerach dla ogrzewania grzejnikowego. Ten błąd jest często spotykany w praktyce.

Regulatory pogodowe – zadanie

Celem sterowania kotła regulatorem pogodowym jest zapewnienie określonej, stałej temperatury pomieszczeń, niezależnie od temperatury zewnętrznej. Tak więc, jeśli temperatura zewnętrzna obniży się, co spowoduje większe straty ciepła z budynku, temperatura na zasilaniu automatycznie wzrośnie dla uzupełnienia strat i utrzymania temperatury pomieszczeń na stałym poziomie. Podobnie, lecz odwrotnie, zareaguje układ sterowania przy wzroście temperatury zewnętrznej. W tym przypadku obniży odpowiednio temperaturę zasilania.

Teoretycznie działanie regulatora pogodowego jest proste i powinno być zadowalająco skuteczne w praktyce. Jednak już na samym początku użytkownik, jak i instalator czy serwisant c.o. mają pewne trudności, szczególnie w przypadku instalacji c.o. z grzejnikami. Wiążą się one z wyborem krzywej grzewczej. Nie ma jasnych i jednoznacznych kryteriów wyboru. Nie pomaga tu też nawet duże doświadczenie fachowców.

Każdy budynek ma odmienny kształt i konstrukcję, stoi w innym miejscu (zabudowa zwarta lub pustkowie, dolina lub wzgórze itp.), inaczej jest usytuowany względem stron świata, w zimie występuje duża rozpiętość temperatur zewnętrznych, każdy użytkownik ma też inne wymagania dotyczące ogrzewania – te zmienne parametry znacznie utrudniają ustawienie na starcie odpowiedniej krzywej grzewczej.

Regulatory pogodowe – wskazówki producentów

Producenci regulatorów pogodowych najczęściej ograniczają się do wskazówek, jaką ustawić krzywą grzewczą dla grzejników żeliwnych, dla grzejników płytowych i dla ogrzewania podłogowego. To za mało do wyboru optymalnej krzywej grzewczej, która ma spełnić wszystkie warunki w sezonie grzewczym. Dodatkową wskazówką producentów jest informacja, że ustawienie możliwie jak najbardziej płaskiej krzywej grzewczej zwiększa oszczędności na kosztach paliwa. Ta uwaga ma większe znaczenie dla obiegów podłogowych, w których stosuje się niższe temperatury zasilania.

W tym celu istnieje możliwość przesuwania początku krzywych grzewczych z pozycji wyjściowej w górę i jednocześnie wybrania krzywej grzewczej o niższym numerze, bardziej płaskiej. Biorąc jednak pod uwagę, że wyniki każdej zmiany następują po kilkunastu lub nawet po kilkudziesięciu godzinach, dobór odpowiedniego przesunięcia początku krzywych grzewczych i wybór ostatecznej krzywej grzewczej jest zajęciem żmudnym. Wymaga cierpliwości i czasu oraz znajomości funkcji i obsługi regulatora pogodowego. Tu często słyszy się emocjonalne i słuszne pytanie: co to za automatyka, jeśli muszę poświecić jej tyle czasu i wysiłku?

Regulatory pogodowe – warunki prawidłowej pracy

Warunkiem podstawowym prawidłowej regulacji temperatury we wszystkich pomieszczeniach jest wyeliminowanie podwójnej regulacji temperatury w pomieszczeniu, w którym znajduje się regulator pogodowy. Regulator pogodowy, oprócz czujnika temperatury zewnętrznej, ma czujnik temperatury pokojowej i koryguje temperaturę zasilania i pracę kotła z uwzględnieniem jego wskazań. Zakłóceniem tej regulacji będą zmieniane przez użytkownika ustawienia głowic termostatycznych na grzejnikach i sama praca głowic.

W pomieszczeniu, w którym znajduje się regulator, głowice termostatyczne powinny być ustawione na maksimum. Ponadto termostat kotła na c.o. powinien być również ustawiony na maksimum. Te wymagania pozwalają na sterowanie kotłem i obiegami grzewczymi tylko według ustawień krzywych grzewczych. Zapewnia to odpowiednią, żądaną temperaturę czynnika grzewczego i oczekiwany komfort cieplny pomieszczenia.

Zawory termostatyczne

Zawory termostatyczne powinny znajdować się na grzejnikach w pozostałych pomieszczeniach i tam będą one odgrywać ważną rolę regulacyjną. Posługując się skalą głowic termostatycznych, przy zapewnionej temperaturze zasilania, można ustawić żądaną temperaturę pomieszczenia. Ustawienie głowic termostatycznych na grzejnikach na stałe powinno utrzymywać żądaną temperaturę w pomieszczeniu również przy zmieniającej się temperaturze zewnętrznej i zmieniających się stratach ciepła. Zaletą obiegu grzejnikowego jest możliwość ustawienia różnych temperatur w różnych pomieszczeniach.

Ogrzewanie podłogowe

Łatwiejszym zadaniem jest dobór krzywej grzewczej dla ogrzewania podłogowego. Ze względu na ograniczenie maksymalnej temperatury czynnika roboczego do +50ºC mamy do czynienia z mniejszą ilością krzywych grzewczych. Dodatkowym elementem regulacji temperatury w pomieszczeniach z ogrzewaniem podłogowym są automatycznie sterowane zawory mieszające na obiegach podłogowych, które poprzez regulację przepływu czynnika grzewczego regulują dostarczanie ciepła do pomieszczeń.

Zasilanie obiegu podłogowego wymaga zwykle temperatury czynnika roboczego w zakresie od 26 do 35ºC. Wyższe temperatury zasilania, rzędu 45ºC, stosuje się w obiegach łazienkowych. Wymaga to zastosowania oddzielnego obiegu podłogowego w łazience, ustawionego według innej krzywej grzewczej.

Krzywe grzewcze o niższych numerach mają bardziej płaski charakter i nie zachodzi tu potrzeba takiej korekty położenia wyjściowego i doboru krzywej jak w przypadku ogrzewania grzejnikowego.

Inny jest też charakter pracy ogrzewania podłogowego. Zasilanie obiegu podłogowego powinno odbywać się w sposób ciągły, ze względu na dużą bezwładność termiczną, powolne rozgrzewanie się podłogi i relatywnie szybkie stygnięcie. Z tego powodu w wielu regulatorach pogodowych zastosowana jest opcja pracy pomp obiegów podłogowych i ogrzewania podczas ładowania zasobnika c.w.u. (praca równoległa).

Z wyżej opisanych trudności zwykle nie zdaje sobie sprawy użytkownik, który jest posiadaczem regulatora pogodowego. Decyzja o zakupie regulatora pogodowego jest najczęściej koniecznością i wynika z potrzeby sterowania kotłem lub kaskadą kotłów oraz wieloma obiegami grzewczymi.

Jest rozwiązanie!

Jest jednak dobre rozwiązanie, które w znacznym stopniu optymalizuje pracę sterowania kotłem (kotłami), wieloobiegowymi instalacjami c.o. oraz instalacją c.w.u. przy wykorzystaniu regulatorów pogodowych. Powszechnie nazywa się to „zdalnym sterowaniem” i polega to na zastosowaniu dodatkowych czujników temperatury pokojowej dla każdego obiegu grzewczego. Czujniki, które wyglądem przypominają regulatory pokojowe, instaluje się w tzw. reprezentatywnych pomieszczeniach dla danego obiegu i łączy z głównym regulatorem przewodem elektrycznym. Mankamentem zastosowania zdalnego sterowania jest wzrost kosztów. Konieczność przeprowadzenia przewodów elektrycznych też może sprawiać pewne trudności i zwiększać koszty, jeśli mamy już wykończone ściany. Korzyścią jest mniej kłopotów z ustawieniem regulatora i bardziej precyzyjne sterowanie ogrzewaniem budynku.

Przy zastosowaniu zdalnego sterowania łatwiej jest znaleźć odpowiednią krzywą grzewczą ze względu na możliwość jej automatycznej korekty poprzez przesunięcie do góry lub do dołu w zależności od potrzeb, w zakresie ok. ±15ºC temperatury zasilania. O tych potrzebach będzie sygnalizować przypisany do danego obiegu grzewczego czujnik temperatury pomieszczenia.

Zasada działania zdalnego sterowania jest pokazana graficznie na rysunku 2.

Regulatory-pogodowe-wykres
Regulatory pogodowe wykres

Rys. 2. Zasada działania zdalnego sterowania. Automatyczna korekta krzywej grzewczej (z arch. De Dietrich).

W przypadku gdy zmierzona temperatura pomieszczenia jest niższa od żądanej, krzywa grzewcza w regulatorze przesuwana jest automatycznie do góry o niezbędną wartość i powoduje wzrost temperatury czynnika roboczego na zasilaniu. I odwrotnie: gdy temperatura pomieszczenia wzrośnie powyżej żądanej, krzywa grzewcza zostanie automatycznie obniżona i temperatura na zasilaniu obniży się. Mamy wówczas tzw. pływającą krzywą grzewczą, która czyni z regulatora pogodowego rzeczywiste, automatyczne sterowanie kotłem i obiegami grzewczymi. Ten rodzaj regulacji odbywa się zwykle bez odczuwania przez użytkowników wahań temperatury pomieszczenia, co podnosi uczucie komfortu ciepła.

dr inż. Jan Siedlaczek

Prenumerata Magazynu Instalatora

Jedna myśl na temat “Regulatory pogodowe – sterowanie instalacją c.o.

  • 25 października 2017 o 21:23
    Permalink

    Sterowanie w zależności od pogody to świetny system i bardzo dobrze się sprawdzający, można sporo zaoszczędzić.

    Odpowiedz

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