Miesięcznik Murator ONLINE

logowanie

Regulacja eksploatacyjna wodnego ogrzewania podłogowego

Regulacja ogrzewania, w tym podłogowego ma na celu zapewnienie warunków komfortu cieplnego w całym sezonie grzewczym. Sterowanie ogrzewaniem podłogowym może różnić się od innych systemów grzewczych. Grzejniki podłogowe wymagają znacznie niższej temperatury wody zasilającej niż grzejniki konwekcyjne. Obniżenie temperatury wody uzyskuje się najczęściej poprzez zmieszanie wody płynącej ze źródła ciepła z wodą powracającą z grzejników. Możliwe jest również wykorzystanie źródeł, które ze swojej natury wytwarzają ciepło o niższej temperaturze (np. pomp ciepła).
Regulacja ogrzewania podłogowego Regulacja ogrzewania podłogowego (fot. Thinkstock)

Wprowadzenie

Parametrami wymuszającymi pracę grzejników wodnych są temperatura wody zasilającej oraz jej strumień masowy. Zmieniając te parametry, można dostosowywać moc cieplną grzejnika do chwilowych potrzeb cieplnych. w zależności od zmienianego parametru regulacja eksploatacyjna dzieli się na:

  • regulację jakościową – polegającą na zmienianiu temperatury zasilania przy stałym strumieniu,
  • regulację ilościową – gdzie zmienia się strumień wody, a stała pozostaje temperatura zasilania,
  • regulację jakościowo-ilościową – polegającą na zmienianiu obu powyższych parametrów.

Ze względu na zasięg działania wyróżnić można regulację:

  • centralną, obejmującą całą instalację c.o. lub jej część (np. gałąź ogrzewania podłogowego),miejscową, zapewniającą odpowiednią temperaturę w każdym pomieszczeniu.

Najlepsze efekty uzyskuje się przy połączeniu regulacji centralnej z regulacją miejscową. Najczęściej regulacja centralna jest regulacją jakościową, a regulacja miejscowa – ilościową.
Wybierając schemat regulacji centralnego ogrzewania, należy uwzględnić zarówno wymagania grzejników, jak i źródła ciepła. Ogrzewanie podłogowe należy do grupy ogrzewań niskotemperaturowych. Temperatura wody zasilającej najczęściej nie przekracza 55°C. w przypadku wielu kotłów c.o. temperatura wody powrotnej nie może być zbyt niska ze względu na ochronę przed korozją, ale kotły kondensacyjne wymagają wręcz niskiej temperatury powrotu, ponieważ w przeciwnym razie nie nastąpi kondensacja pary wodnej w spalinach i urządzenie nie będzie pracowało jak kocioł kondensacyjny.
W przypadku zasilania instalacji z miejskiego systemu ciepłowniczego niska temperatura powrotu jest zjawiskiem korzystnym, gdyż zwiększa sprawność wytwarzania energii elektrycznej w elektrociepłowni, ogranicza straty ciepła z powrotnego przewodu ciepłowniczego i zmniejsza koszty pompowania. W przyszłości prawdopodobnie możliwe będzie negocjowanie niższych cen ciepła w przypadku ograniczenia temperatury powrotu.

Regulacja centralna

Regulacja centralna sterowana jest najczęściej wartością temperatury zewnętrznej i w zależności od niej ustawia odpowiednią temperaturę wody zasilającej. Jedynie w prostych układach mogą być stosowane systemy ze stałą temperaturą zasilania, wówczas decydującą rolę odgrywa regulacja miejscowa.
Centralny regulator pogodowy może być również wyposażony w czujnik temperatury wewnętrznej w pomieszczeniu reprezentatywnym. Dzięki niemu regulator może wyznaczyć bezwładność cieplną budynku i zoptymalizować pracę instalacji w przypadku programu regulacji z osłabieniem nocnym.
Niektóre kotły c.o. z powodu swojej konstrukcji wymagają pracy przy stałej wysokiej temperaturze. Następnie temperatura ta musi zostać obniżona do temperatury wymaganej przez ogrzewanie podłogowe. Najczęściej realizuje się to poprzez zmieszanie gorącej wody wychodzącej z kotła ze schłodzoną wodą powracającą z instalacji.
Inna grupa kotłów ma wbudowaną regulację dwustawną i może pracować ze zmienną temperaturą zasilania. Regulacja w tym przypadku odbywa się poprzez włączanie i wyłączanie palników. Prowadzi to jednak do dużych wahań temperatury i nie zapewnia wystarczającej dokładności dla ogrzewań podłogowych.
Dlatego ogrzewanie podłogowe powinno mieć niezależną od źródła ciepła regulację temperatury wody zasilającej. Wyjątek stanowią źródła o wysokiej dokładności regulacji, np. kotły gazowe z płynną regulacją palników lub pompy ciepła sterowane częstotliwościowo.
W przypadku kotłów z wymuszonym obiegiem i małą pojemnością wodną zaleca się stosowanie pionowego rozdzielacza hydraulicznego.

Regulacja miejscowa

Chwilowe zapotrzebowanie na ciepło w konkretnym pomieszczeniu może zmieniać się dość szybko. Wpływa na to zmiana warunków zewnętrznych (np. nasłonecznienia), jak również pojawienie się wewnętrznych zysków ciepła (np. obecność ludzi czy włączenie sprzętu biurowego). Dlatego oprócz regulacji centralnej wskazane jest montowanie niezależnej regulacji miejscowej.
W tym przypadku najczęściej stosowana jest regulacja ilościowa (dławieniowa) z wykorzystaniem zaworów termostatycznych – bezpośredniego działania lub sterowanych elektronicznie. w zależności od temperatury powietrza w pomieszczeniu oraz wartości nastawionej przez użytkownika, zawór regulacyjny jest otwierany lub przymykany. w konsekwencji zmienia się przepływ czynnika grzejnego przez grzejnik, co z kolei powoduje dostosowanie chwilowej mocy grzejnika do aktualnych potrzeb cieplnych w danym pomieszczeniu.
Termostaty elektroniczne (rys. 1) montowane są na ścianie ogrzewanego pomieszczenia i łączone przewodem elektrycznym z głowicą zaworu regulacyjnego, który najczęściej umieszczony jest na rozdzielaczu. Zaletą termostatów elektronicznych jest to, że zawór regulacyjny nie musi znajdować się w punkcie pomiaru temperatury powietrza wewnętrznego. Należy jednak pamiętać, że w tym przypadku zarówno termostat, jak i głowica zaworu wymagają zasilania elektrycznego.
Nie jest to potrzebne w przypadku głowic termostatycznych bezpośredniego działania (rys. 2). Montuje się je wprost na zaworze regulacyjnym. Przewód wodny pętli ogrzewania podłogowego musi być doprowadzony do zaworu, który umieszczany jest w ścianie ogrzewanego pomieszczenia.
Termostat elektroniczny został wykorzystany na schematach pokazanych na rys. 3, 4 i 5. Natomiast głowica termostatyczna bezpośredniego działania znajduje się na rys. 6.

  • powieksz
    Elektroniczny termostat pokojowy
    Rys. 1 Elektroniczny termostat pokojowy
  • powieksz
    Głowica termostatyczna przeznaczona do montażu w ścianie
    Rys. 2 Głowica termostatyczna do montażu w ścianie

Sieciowe systemy regulacji

Możliwe jest również połączenie regulacji centralnej z regulacją miejscową. Wtedy wszystkie elementy instalacji mogą być sterowane centralnie przez jeden regulator za pomocą magistrali sieciowej (np. KNX , LON itp.). Systemy takie zapewniają dobrą koordynację pracy wszystkich elementów instalacji w przypadku bardziej skomplikowanych programów regulacji, np. z osłabieniem nocnym.
O ile w budynkach biurowych w nocy nie jest wymagane dokładne osiągnięcie konkretnej wartości temperatury wewnętrznej, to w budownictwie mieszkaniowym wartość temperatury w pomieszczeniu, również w nocy, wynika z wymagań komfortu cieplnego i nie może być przypadkowa. Przy zastosowaniu niezależnej regulacji centralnej i miejscowej, jeśli w centralnym regulatorze ustawiona zostanie opcja osłabienia nocnego, ale głowice termostatyczne przy grzejnikach nie zostaną przykręcone, to po obniżeniu temperatury zasilania zacznie spadać temperatura w pomieszczeniu. w konsekwencji może doprowadzić to do całkowitego otwarcia zaworów przygrzejnikowych. w tej sytuacji regulacja miejscowa przestaje działać (zawory pozostają cały czas całkowicie otwarte), a wartość temperatury we wnętrzu wynika z regulacji centralnej. Natomiast systemy sieciowe w czasie osłabienia nocnego pozwalają utrzymać nadrzędnie określoną temperaturę wewnętrzną we wszystkich pomieszczeniach niezależnie od ustawień miejscowych.

Schematy regulacji

Stałotemperaturowy układ zmieszania
Ogrzewanie podłogowe wymaga niskiej temperatury zasilania. Jednym z najprostszych rozwiązań jest zastosowanie rozdzielaczy ze stałotemperaturowym układem mieszającym. Schemat takiej instalacji przedstawiono na rys. 3. w tym przypadku temperatura zasilania jest stała, a regulacja mocy grzejników odbywa się tylko poprzez zawór sterowany przez termostat pokojowy (rys. 1). Układ taki może być stosowany tylko w prostych instalacjach. Jego zaletą jest to, że zmieszanie odbywa się w rozdzielaczu, a nie w węźle cieplnym. z tego powodu jest to dobre rozwiązanie, np. gdy ogrzewanie podłogowe występuje tylko na jednym piętrze.
Cechą charakterystyczną tego układu jest to, że temperatura wody powracającej w stronę źródła ciepła jest taka sama, jak temperatura zasilania wężownic ogrzewania podłogowego, a więc wyższa niż temperatura powrotu z wężownic. Jest to zjawisko korzystne w przypadku kotła z minimalną wartością temperatury wody powrotnej. Natomiast układ taki nie może być zastosowany w połączeniu z kotłem kondensacyjnym.

Układy z regulatorem pogodowym
Centralny regulator pogodowy nastawia temperaturę zasilania w zależności od temperatury zewnętrznej według wykresu regulacyjnego (tzw. krzywej grzania). w przypadku układów z zaworem mieszającym wymaganą temperaturę zasilania instalacji otrzymuje się poprzez zmieszanie w odpowiednich proporcjach wody ze źródła ciepła z wodą powrotną. Proporcje te uzyskuje się przez odpowiednie ustawienie zaworu mieszającego. Przykładowe schematy takiej instalacji przedstawiono na rysunkach 4, 5 i 6. Schemat z rys. 4 nie może być zastosowany w połączeniu z kotłem
z minimalną wartością temperatury powrotu.
W przypadku takiego kotła lepiej jest zastosować układ z rys. 5 lub 6. Natomiast te dwa ostatnie układy nie nadają się dla kotła kondensacyjnego.

  • powieksz
    Rys. 3. Schemat instalacji c.o. ze stałotemperaturowym układem mieszającym
    Rys. 3. Schemat instalacji c.o. ze stałotemperaturowym
    układem mieszającym
    .
  • powieksz
    Schemat podłączenia ogrzewania podłogowego do kotła bez minimalnej temperatury powrotu
    Rys. 4. Schemat podłączenia ogrzewania podłogowego do kotła bez minimalnej temperatury powrotu; może być zastosowany kocioł kondensacyjny

Partnerzy serwisu

To dzięki tym firmom możemy realizować Wasze potrzeby i zainteresowania

border_left border_right