Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

kataloginzyniera.pl » Artykuły » Katalog Inżyniera

Zmniejszenie zużycia ciepła za pomocą regulatora pogodowego

  • Drukuj
  • Drukuj
  • Powiadom znajomego
  • Podziel się w internecie

Danfoss Poland Sp. z o.o.

Data wprowadzenia: 07.12.2016 r.

Coraz więcej instalacji ogrzewania, zarówno nowoczesnych, jak i tych starszych po modernizacji, wyposaża się w układy automatycznej regulacji.

AUTOMATYKA POGODOWA
O wyborze stopnia zaawansowania automatyki decyduje zwykle zakres oczekiwanych korzyści i zasobność środków przeznaczonych na realizację tego zadania. Najczęściej głównym celem podczas stosowania odpowiedniej automatycznej regulacji jest większy komfort i mniejsze wydatki poniesione na ogrzewanie. Powszechną techniką sterowania instalacją ogrzewania jest obecnie automatyka pogodowa, której głównym zadaniem jest utrzymanie wybranych wielkości procesu na zadanym poziomie lub zmiana ich według określonego programu. W węzłach cieplnych instalowane są regulatory pogodowe, takie jak np. ECL Comfort 210, 310 Danfoss.

Podstawową funkcją regulatora pogodowego jest utrzymanie komfortu cieplnego w ogrzewanych pomieszczeniach poprzez regulację temperatury zasilania instalacji w zależności od zmian temperatury zewnętrznej. Jest to tzw. regulacja nadążna, w której wielkością regulowaną jest temperatura zasilania czynnika grzejnego w instalacji wewnętrznej centralnego ogrzewania, wielkością zadającą jest natomiast zmienna temperatura zewnętrzna. Zadaniem układu regulacji jest realizacja wykresu regulacji instalacji wewnętrznej, tzw. krzywej grzewczej (rys. 1).

krzywa grzewcza wykres ogrzewanie

Rys. 1 Krzywe grzewcze


Zależność pomiędzy temperaturą zewnętrzną tzew a temperaturą zasilania tz jest dostosowana do wymaganych parametrów instalacji centralnego ogrzewania, rodzaju zastosowanego ogrzewania, rodzaju grzejników itp. Rzeczywiste charakterystyki regulacyjne są liniami krzywymi, przy czym największe pochylenie występuje dla temperatury +20°C. Najbardziej zaawansowane nowoczesne regulatory pogodowe poza funkcją podstawową oferują jeszcze wiele opcji dodatkowych, których używanie we właściwy sposób może przynieść użytkownikowi dodatkowe korzyści.

Reasumując, regulator pogodowy jest urządzeniem, które decyduje o pracy węzła cieplnego, a tym samym dostawie ciepła do budynku. Jego ustawienie, a konkretnie wybór krzywej grzewczej ma wpływ na to, jaka będzie temperatura czynnika grzewczego zasilającego wszystkie grzejniki w instalacji centralnego ogrzewania. Jeśli grzejniki zostały poprawnie dobrane, ściany budynku odpowiednio docieplone, instalacja została właściwie zrównoważona, osiągniecie komfortu cieplnego nie powinno być trudne.

 

regulator pogodowy sterowanie

Regulatory pogodowe ECL210, ECL310


BILANS CIEPLNY BUDYNKÓW

Zużycie energii potrzebnej do ogrzewania pomieszczeń w budynku jest tym większe, im większe są straty ciepła. Zużycie ze stratami muszą się bilansować – aby utrzymać żądaną temperaturę w pomieszczeniach, instalacja ogrzewania musi pokryć straty ciepła. Jest to jedno z podstawowych praw fizyki – zasada zachowania energii (w termodynamice – bilans przepływu strumieni ciepła).

Straty ciepła zależą (praktycznie liniowo) od różnicy temperatur między dwoma stronami ściany lub przegrody, wewnątrz budynku i na zewnątrz. Im ta różnica jest większa, tym większe są straty ciepła. Dla przykładu, 1 m2 ściany o współczynniku przenikania ciepła wynoszącym 0,25 W/m2K (czyli tylko spełniającym aktualne przepisy dla ścian zewnętrznych od roku 2014) przy różnicy temperatur 40°C (wewnątrz +20°C, na zewnątrz -20°C) traci 10 W ciepła. Do wyrównania straty ciepła przez tylko ten 1 m2 ściany, instalacja ogrzewania musi cały czas dostarczać mocy 10 W. Oczywiście budynki mają o wiele większe powierzchnie ścian i strata ciepła przez ściany może sięgać od kilku (budynki jednorodzinne) do kilkuset (budynki wielorodzinne) kilowatów. Ponadto w budynkach są także okna (o gorszym współczynniku przenikania ciepła), dach, podpiwniczenie, ściany fundamentowe, mostki cieplne (tarasy, balkony), wentylacja i inne elementy wpływające na straty ciepła. Łatwo obliczyć, że gdyby przy takiej samej temperaturze na zewnątrz -20°C obniżyć temperaturę wewnątrz budynku do 19°C (różnica wynosiłaby 39°C), straty ciepła spadłyby do 9,75 W/m2 powierzchni ściany. Obniżenie temperatury wewnętrznej przy powyższych założeniach o jeden stopień, zmniejsza straty ciepła o 2,5%. Czyli instalacja musi dostarczyć mniejszą moc zużywając mniej energii.

 

Podobnie wygląda sytuacja w przypadku przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Wiadomo, że przy nagrzewaniu jej do niższej temperatury, zużyje się mniej ciepła. Przykładem może być czajnik elektryczny, który zostanie wyłączony, zanim woda osiągnie temperaturę wrzenia. Temperatura wody będzie niższa, ale i zużycie prądu na podgrzanie jej również.
Wraz z mniejszym zużyciem ciepła na podgrzanie wody do niższej temperatury pojawia się dodatkowa korzyść. Otóż, jak wykazane zostało wcześniej, im niższa temperatura ciała gorętszego oddającego ciepło, tym mniejsze straty ciepła na zewnątrz. Jeżeli temperatura podgrzanej wody będzie niższa, to mniej ciepła straci ona do wnętrza budynku w drodze do punktów poboru i z powrotem w cyrkulacji do podgrzewacza lub zasobnika. Jeżeli w systemie przygotowania ciepłej wody użytkowej jest zasobnik ciepła, to utrzymując w nim niższą temperaturę odda on mniej ciepła do budynku. Przy zachowaniu temperatur niższych, ale zgodnych z obowiązującymi przepisami, mniej ciepła będzie potrzeba na utrzymanie tej temperatury na stałym poziomie, a tym samym mniejsze zużycie energii.

W praktyce zużycie ciepła na podgrzanie wody użytkowej jest bardziej złożone. O ile latem straty ciepła wody użytkowej są wyłącznie stratą, to zimą są zyskiem i dodają się do bilansu energetycznego ogrzewanych pomieszczeń. Zużyte ciepło na podgrzanie wody użytkowej obniży zużycie ciepła na ogrzewanie pomieszczeń. Jeśli oba nośniki ciepła (woda grzewcza i użytkowa) ogrzewa to samo źródło nie zauważy się różnicy w zużyciu ciepła.

 

regulator ogrzewnictwo sterowanie

Regulator ECL310 w węźle DSE Flex

sterowanie węzeł cieplny ogrzewnictwo
Węzeł cieplny VX Solo II HWP z regulatorem
ECL Comfort 210, aplikacja A247


Z temperaturą ciepłej wody użytkowej związana jest jeszcze jedna sprawa. Jeśli ciepła woda użytkowa ma mniejszą temperaturę, jej zużycie będzie wyższe. Do kąpieli potrzeba temperatury wody 40-45°C. Do zmywania naczyń i wytopienia tłuszczy 45-48°C. Przy obniżeniu temperatury ciepłej wody użytkowej z np. 55°C do 50°C, wody o temperaturze 50°C zużyje się więcej niż o temperaturze 55°C, mieszając z nią mniejszą ilość wody zimnej. Dzieje się tak ponieważ ilość zużywanej wody o temperaturze 40-45°C potrzebnej do kąpieli pozostanie przecież bez zmian.
Dodatkowym zyskiem nieenergetycznym wynikającym z obniżenia temperatury ciepłej wody użytkowej jest zmniejszenie wytrącania i osadzania się kamienia kotłowego (przeciwdziałanie krystalizacji w podwyższonej temperaturze rozpuszczonych związków wapna i magnezu). Straty ciepła wynikające z konieczności utrzymania temperatury wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania mają mniejsze znaczenie dla zużycia, bo tak naprawdę są one zyskiem w bilansie ciepła ogrzewanych pomieszczeń, ale też są istotne.

Podsumowując wszystkie powyżej przedstawione rozważania natury fizyki wymiany ciepła, można zauważyć, że istnieje bardzo wyraźny związek obniżania zużycia ciepła poprzez obniżanie temperatury wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania, czy dzięki obniżaniu temperatury ciepłej wody użytkowej. Stąd takie ustawienie regulatora pogodowego, które zapewnia utrzymanie regulowanych temperatur na najniższym możliwym poziomie gwarantującym akceptowalny przez mieszkańców komfort cieplny, w konsekwencji zapewni również najmniejsze zużycie ciepła.

Danfoss Poland Sp. z o.o.

Firma Danfoss tworzy technologie, które pozwolą w przyszłości uzyskać więcej mniejszym nakładem środków. Rozwiązania Danfoss stanowią odpowiedź na rosnące zapotrzebowanie w zakresie infrastruktury, przemysłu spożywczego, efektywności energetycznej i rozwiązań przyjaznych dla środowiska. Oferowane produkty i usługi są wykorzystywane w takich obszarach jak: chłodnictwo, klimatyzacja, ogrzewnictwo, sterowanie silnikami i maszyny mobilne. Firma działa także w obszarze energii odnawialnej oraz infrastruktury grzewczej dla miast.

Zmniejszenie zużycia ciepła za pomocą regulatora pogodowego

Coraz więcej instalacji ogrzewania, zarówno nowoczesnych, jak i tych starszych po modernizacji, wyposaża się w układy automatycznej regulacji. AUTOMATYKA POGODOWA O wyborze stopnia

więcej »

W celu wysłania wiadomości przepisz hasło z obrazka:

Wyślij kopię wiadomości również do mnie