Ciepło sterowane - Ogrzewnictwo.pl

Ciepło sterowane
Wodne ogrzewania podłogowe stają się z roku na rok coraz popularniejsze i można
powiedzieć, że są standardem w nowo budowanych domach jednorodzinnych. Ogrzewania te
wykonuje się najczęściej na parterach budynków, w takich pomieszczeniach jak:
• salony,
• kuchnie z aneksami jadalnymi,
• pokoje o charakterze niesypialnianym,
• łazienki i pomieszczenia sanitarne (najczęściej razem z grzejnikami łazienkowymi),
• halle i przedpokoje oraz pomieszczenia inne.
W układach ze stałowartościowym zmieszaniem wody grzewczej przez cały sezon grzewczy do
układu ogrzewania podłogo -wego podawana jest woda o stałej temperaturze bez względu na
zapotrzebowanie na ciepło. Ma to swoje wady, ponieważ przez większość (około 80%) sezonu
grzewczego zapotrzebowanie na ciepło jest zdecydowanie mniejsze od wartości nastawionej na
zaworze termostatycznym. Ogrzewania podłogowe lepiej działają, jeśli temperatury wody grzewczej
zmienia się zależnie od zapotrzebowania na ciepło, a więc od warunków zewnętrznych (temperatury
zewnętrznej). To, że ogrzewania ze zmieszaniem stałowartościowym są najczęściej wykonywane,
wynika z tego, że zdecydowana większość tych ogrzewań wykonywana jest bez projektów, a więc bez
obliczeń. Inwestycyjnie jest to trochę taniej, ale niesie z sobą spore ryzyko - firma, która wykonuje
takie ogrzewanie, musi umieć policzyć podstawowe wartości tego ogrzewania, a z tym różnie bywa.
Efektem końcowym takiego rozwiązania jest mniejsze lub większe przegrzanie pomieszczeń lub ich
niedogrzanie. Najłatwiej jest wyeliminować przegrzanie pomieszczeń i ograniczyć zbyt wysoką
temperaturę posadzki (groźne dla zdrowia człowieka). Niedogrzanie pomieszczeń jest zdecydowanie
trudniej wyeliminować - mniej szkodliwe dla zdrowia w przeciwieństwie do przegrzania. W sukurs
przychodzi nam nowoczesna technika, a dokładnie systemy sterowania w oparciu o temperaturę
pomieszczeń.
Najczęściej w takich ogrzewaniach stosuje się rozdzielacz ogrzewania podłogowego z mieszaczem
pompowym (rys. 1). Rozdzielacz ogrzewania podłogowego zasilany jest z układu grzejnikowego najeżęściej o parametrach 80/60°C. Do układu ogrzewania podłogowego woda grzewcza
dopuszczana jest przez zawór termostatyczny z czujką przylgową lub zanurzeniową, zależnie od
konstrukcji. Temperatura wody po zmieszaniu odczytywana jest przez czujnik zewnętrzny głowicy
termostatycznej przymocowanej lub zanurzonej w belce zasilającej rozdzielacza. Temperaturę wody
podawanej do pętli grzewczych ustala się na głowicy termostatycznej (na rys. belka dolna). W
związku z tym, że w trakcie sezonu grzewczego zmienia się dosyć znacznie zapotrzebowanie na
ciepło, należałoby co jakiś czas zmieniać nastawę na głowicy termostatu.
Na belce górnej zasilającej pętle ogrzewania podłogowego zamontowane są zawory termostatyczne,
na które zakłada się głowice termoelektryczne sterowane przez sterowniki dwupunktowe
(włącz/wyłącz) pomieszczeń. Sterowniki pomieszczeń w zależności od temperatury w pomieszczeniu
otwierają lub zamykają przepływ w pętlach grzewczych. W ten sposób można efektywnie
wyeliminować przegrzanie pomieszczeń, a co za tym idzie, zbyt wysoką temperaturę posadzki.
Regulacja temperatury pomieszczeń jest podobna do regulacji grzejników poprzez głowice
termostatyczne montowane na grzejnikach radiatorowych.
Jest jednak pewna zasadnicza różnica pomiędzy tymi dwoma systemami ogrzewania, o której należy
pamiętać. Polega ona na tym, że bezwładność ogrzewania podłogowego jest wielokrotnie większa od
ogrzewania radiatorowego (grzejnikowego). Wynika to z tego, że grzejnik podłogowy to bardzo duża
masa betonu, który w większości przez promieniowanie oddaje ciepło do pomieszczenia. Przy
zastosowaniu sterowników pomieszczeń programowalnych - dobowych lub tygodniowych należy
umieć obliczyć wyprzedzenie przy załączaniu ogrzewania po fazie osłabienia. Wyprzedzenie to może
wynosić od jednej do nawet trzech godzin.
Rozpatrzmy następujący przykład - ogrzewanie podłogowe o powierzchni około 70 m2 i
zapotrzebowaniu na ciepło około 5600 W Temperatura na głowicy termostatycznej rozdzielacza
ustawiona jest na około 40°C. Pojemność wodna układu ogrzewania podłogowego wynosi około 100
1. Aby zrealizować nocne obniżenie temperatury o 2°C, należy obniżyć temperaturę posadzki o około
3°C. W tym czasie wystygnie też woda do temperatury około 23-25°C. Zapotrzebowanie na energię
cieplną zmniejszy się do poziomu 4700 W Posadzka betonowa o grubości 6,5 cm ma masę około 9100
kg. Aby wrócić do ogrzewania dziennego, należy przywrócić pierwotną wydajność cieplną posadzki,
podgrzać 100 1 wody o około 15°C oraz 9100 kg betonu o około 3°C. Daje to wzrost zapotrzebowania
na energię o około 60%. W ogrzewaniu podłogowym tak znaczny skok zwiększenia mocy nie jest
możliwy i trzeba go rozłożyć na około 3 godziny.
Jak wynika z powyższego przykładu, stosowanie programowalnych sterowników pomieszczeń wydaje
się mało sensowne. Uważam, że najlepszym rozwiązaniem jest stosowanie najprostszych
sterowników pomieszczeń nieprogramowalnych ustalających temperaturę w pomieszczeniu z
dokładnością ±0,5°C. Układ, rys. powyżej, jest autonomicznynie ma kontaktu ze źródłem ciepła i jest
mało komfortowy. Na rynku dostępne są nieco droższe rozwiążą -nia, które zarządzają całym
układem grzewczym domu w zależności od temperatury pomieszczeń. W układzie tym w oparciu o
tzw. moduł główny można kompleksowo sterować ogrzewaniem podłogowym i grzejnikowym oraz
pracą kotła. Jest to rozwiązanie zapewniające dosyć wysoki komfort użytkowania.
Obecnie na rynku jest kilka takich systemów. W tym miejscu należy zaznaczyć, że najlepiej nadają
się do tego kotły: gazowe, olejowe oraz kotły retortowe na paliwo stałe, ponieważ tylko w tych
kotłach można sterować procesem spalania bez obawy przegrzania układu - bardzo mała lub żadna
bezwładność procesu spalania. Ogrzewania podłogowe realizowane w oparciu o rozdzielacz z
mieszaczem pompowym mają dwie podstawowe zalety:
• nie obniżają nadmiernie temperatury powrotu do kotła z rozdzielaczy tych wraca do kotła woda o
temperaturze zasilania ogrzewania podłogowego, a więc niewiele niższej niż z grzejników,
• nie wymagają zastosowania drogich kotłów ani sterowań nimi.
Przy dobrze zaprojektowanym, wykonanym i sterowanym ogrzewaniu podłogowym system ze
stałowartościowym zmieszaniem zapewnia naprawdę wysoki komfort użytkowania.
Autor: Andrzej Durda
Źródło: ABC Magazynu Instalatora nr.10/2009