Wpływ regulacji pogodowej kotła na jego sprawność, czyli… optymalne sterowanie

Regulatory pogodowe stały się standardowym rozwiązaniem stosowanym w kotłach grzewczych małej mocy, szczególnie wobec popularyzacji stosowania wiszących gazowych kotłów kondensacyjnych (rys. 1). Niekiedy jednak klient indywidualny poszukuje odpowiedzi na pytanie, czy zastosowanie regulacji pogodowej jest konieczne, czy może wystarczy proste rozwiązanie – regulator stałotemperaturowy? Do rozważenia pozostaje jeszcze inna opcja – zastosowania regulatora pogodowego, ale współpracującego z wewnętrznym czujnikiem temperatury (rys. 2).

Warianty regulacji kotła grzewczego

a. Regulator pokojowy, pomiar temperatury wewnątrz pomieszczeń

Podstawowe rozwiązanie w zakresie regulacji pracy kotła grzewczego stanowią regulatory pokojowe. Niezależnie od zmiennej temperatury zewnętrznej, regulator pokojowy wymusza pracę kotła, aby utrzymać zadaną przez użytkownika temperaturę wewnątrz pomieszczeń. Regulator pokojowy zapewnia wysoki poziom komfortu cieplnego, jednak kosztem zwiększonego zużycia paliwa przez kocioł.

b. Regulator pogodowy, pomiar temperatury zewnętrznej

Rozwiązaniem stosowanym coraz częściej w ostatnich latach jest regulacja pracy kotła grzewczego w funkcji temperatury zewnętrznej. W praktyce rozwiązanie takie polega na współpracy regulatora kotła z regulatorem pogodowym. Regulator ten może być zabudowany w pomieszczeniu lub bezpośrednio w kotle. Regulator pogodowy zapewnia najniższe koszty eksploatacji kotła grzewczego, w szczególności kondensacyjnego. Obniżanie temperatury wody grzewczej zwiększa efekt kondensacji, podwyższając sprawność pracy tego typu kotła.

c. Regulator pogodowy, pomiar temperatury zewnętrznej i wewnętrznej

Wariantem „mieszanym” jest połączenie trybu pracy regulatora pogodowego i pokojowego. Standardowy regulator pogodowy zabudowany w pomieszczeniu dokonuje dodatkowego pomiaru temperatury wewnętrznej. W ten sposób praca kotła jest regulowana w zależności od temperatury zewnętrznej (pogodowo), ale z korektą, czyli z uwzględnieniem temperatury wewnętrznej. Może to zwiększać poziom komfortu cieplnego, ale jednocześnie obniżać sprawność pracy kotła, w porównaniu do wyłącznie pogodowego trybu regulacji.

Która regulacja optymalna?

…na podstawie obserwacji pracy ogrzewania

Na podstawie obserwacji pracy 67 systemów grzewczych, dokonano m.in. oceny ich rzeczywistej średniorocznej sprawności. Systemy pracujące w trybie regulacji pogodowej uzyskiwały średnio sprawność 87,3% (rys. 3), podczas gdy przy regulacji pokojowej o ponad 3% mniej: 84,2%. Różnica ta może oznaczać około 100-120 zł oszczędności dla domu z kosztami ogrzewania rzędu 3000 zł/rok. Nie jest to kwota mała i oznacza, że droższy wariant regulatora pogodowego zwróci się w pierwszych latach użytkowania kotła grzewczego.

Za korzystny wariant regulacji można uznać wariant „mieszany”, to znaczy regulator pogodowy z funkcją korekty pracy w zależności od zmian temperatury wewnętrznej w budynku. Sprawność średnioroczna uległa zmniejszeniu średnio jedynie o 0,8%, za to zwiększony zostaje poziom komfortu cieplnego dzięki kontroli temperatury wewnętrznej, co ma istotny wpływ m.in. przy zwiększonych wewnętrznych zyskach ciepła. Wzrost kosztów eksploatacji w „mieszanym” wariancie regulacji nie powinien być zauważalny dla użytkownika. Dodatkowo często funkcję regulatora pogodowego z czujnikiem wewnętrznym temperatury spełnia zdalne sterowanie zabudowane np. w pokoju dziennym, dzięki czemu zwiększa się wygoda obsługi kotła.

Literatura:

[1] „Felduntersuchungen: Betriebsverhalten von Heizungsanlage mit Gasbrennwertkesseln”, Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel 2004.

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 12/2017 4/2017 6/2016