Komplexný sprievodca reguláciou teploty vody v kotle

Majitelia plynových kotlov si často lámu hlavu nad tým, ako nastaviť systém tak, aby nespotreboval príliš veľa energie. Regulácie pre kotly ústredného kúrenia umožňujú riadiť proces výroby tepla ako aj jeho distribúciu do vykurovacieho systému. Ich hlavnou funkciou je výber jednotlivých parametrov tak, aby bolo zabezpečené hospodárne vykurovanie a zároveň tepelná pohoda pre užívateľov na požadovanej úrovni. Bez regulácie kotlov je ťažké si vôbec predstaviť kontrolu vykurovania domu alebo objektu.

Základné princípy regulácie teploty vykurovania

Moderné vykurovacie systémy s plynovými kotlami obsahujú množstvo regulačných prvkov. Tie dokážu udržať tepelný komfort a úspornú prevádzku za akýchkoľvek podmienok, a to pri zachovaní jednoduchosti obsluhy. Vykurovaciu sústavu už dávno netvorí iba kotol a priestorový termostat, ovládanie vykurovania sa týka aj ďalších prvkov. Ide napríklad o termostatické hlavice, vonkajší snímač teploty, obehové čerpadlo, zmiešavací ventil či centrálnu jednotku solárneho systému. Moderný kotol v spolupráci s termostatom potom dokáže riadiť všetky tieto prvky tak, aby zachoval tepelný komfort v interiéri pri čo najnižšej spotrebe plynu.

Kvantitatívna regulácia (Priestorový termostat)

Typickým zariadením kvantitatívnej regulácie je priestorový termostat, ktorý možno označiť za základ celého regulačného systému. Ide o pomerne jednoduchú a spoľahlivú reguláciu teploty v miestnosti. Priestorový termostat meria teplotu v miestnosti, kde je nainštalovaný, a reguluje výkon kotla tak, aby sa v danej miestnosti dosiahla (alebo udržala) nastavená teplota. Staršie kotly využívali jednoduché On/Off termostaty, ktoré len jednoducho vypli alebo zapli kotol na jeho menovitý výkon. Maximálnu efektívnosť prinášajú nové priestorové regulátory, ktoré využívajú spôsob obojsmernej komunikácie s kotlom - nepretržite sa vymieňajú a porovnávajú dáta medzi regulátorom a kotlom. Kotol je tak informovaný o zmenách teploty v miestnosti prostredníctvom izbového regulátora. Na základe týchto zmien upravuje podľa potrieb okamžitý výkon kotla.

Kvalitatívna regulácia (Ekvitermická regulácia)

Ako typický príklad kvalitatívnej regulácie sa dá uviesť ekvitermická regulácia, ktorá patrí medzi základné spôsoby centrálneho riadenia tepelného výkonu vykurovacích zariadení. Ide o reguláciu teploty vykurovacej vody v závislosti od vonkajšej teploty, pričom vzájomnú závislosť medzi týmito veličinami udáva vykurovacia krivka. Nemení sa pri nej len množstvo, ale priamo teplota vykurovacej vody. Príkladom je tzv. ekvitermická regulácia, ktorá nastavuje teplotu vody automaticky na základe aktuálnej interiérovej a exteriérovej teploty (využíva na to snímač na vonkajšej stene budovy). Ekvitermická regulácia je najúspornejšia, kotol i termostat ju však musia podporovať.

Pri ekvitermickej regulácii kotol mení teplotu vykurovacej vody automaticky podľa zmien vonkajšej teploty a dosahuje tak vyšších úspor paliva. Okrem zníženia prevádzkových nákladov docielime aj zlepšenie tepelnej pohody, pretože dochádza ku kontinuálnemu ohrevu vykurovacích telies. Možnosť ekvitermickej regulácie je štandardne dostupná u všetkých kotlov značky THERM (okrem elektrokotlov rady THERM ELN) a jej aktiváciu vám na želanie vykoná autorizovaný servisný technik. Tento spôsob regulácie je možné využiť len s pripojeným vonkajšieho snímača teploty. Vonkajší snímač teploty sa umiestňuje na severnej (severozápadnej) stene objektu približne 3 m nad zemou a nesmie byť ovplyvňovaný žiadnym cudzím tepelným vplyvom (otvorené okná, slnečný svit, atď.).

Sústava vykurovacích kriviek sa stanovuje jednak na základe požadovanej teploty v miestnosti (napr. pre požadovanú teplotu 25°C) a tiež na základe znalosti najnižšej vonkajšej teploty, ktorá bola v danej oblasti kedy dosiahnutá. Ekvitermické regulátory totiž majú ekvitermické krivky implementované vo svojej pamäti. Užívateľ len vyberá, ktorá ekvitermická krivka je pre neho optimálna. Niektoré ekvitermické regulátory tiež umožňujú meniť sklon ekvitermickej krivky a tým tak lepšie reagovať na vonkajšiu teplotu. Pre dosiahnutie nastavenej priestorovej teploty slúžia najčastejšie ekvitermické regulátory. Dôležitou výhodou je možnosť využitia priestorového teplotného snímača, ktorý je v prípade ekvitermickej regulácie využívaný.

Komponenty moderných vykurovacích systémov

Vonkajší snímač teploty

Snímač vonkajšej teploty sleduje teplotu v exteriéri a prispôsobuje teplotu vykurovacej vody a celkový výkon kotla. Kotol je tak schopný pracovať v kondenzačnom režime aj počas zimného obdobia. Spolupráca kondenzačného kotla s ekvitermickou reguláciou by mala byť dnes už samozrejmosťou. Snímač je uložený v plastovom tele, má malé rozmery a jednoduchú inštaláciu. Je určený pre použitie v exteriéri a jeho menovitý odpor je 10 kΩ.

Zmiešavacie a priame okruhy

V systémoch vykurovania sa veľmi často hovorí o pojme zmiešavací alebo priamy okruh. Súčasťou oboch typov okruhov je vykurovacie teleso (alebo iný systém vykurovania). Každé vykurovacie teleso obsahuje dva otvory pre pripojenie. Do jedného otvoru je pripojené potrubie s vykurovanou vodou. Toto potrubie sa nazýva prívodné. Druhý otvor vo vykurovacom telese slúži pre pripojenie vratného potrubia. Vratným potrubím sa odvádza vykurovaná voda, ktorej teplota je znížená o teplo, ktoré bolo prostredníctvom vykurovacieho telesa odovzdané do priestoru.

Môže sa stať, že pre rôzne vykurovacie plochy potrebujeme rôznu teplotu vykurovanej vody. Väčšiu teplotu pre radiátory a nižšiu pre podlahové vykurovanie. Táto požiadavka sa dá jednoducho splniť vytvorením dvoch vykurovacích vetví, z ktorý tá, kde vždy bude vyššia teplota, sa zapojí priamo a teplota v nej je regulovaná ovládaním zdroja tepla. Zmiešavací okruh prednostne ovláda pomocou zmiešavacieho ventilu, ktorý riadi prietok vykurovanej vody zo zdroja tepla do zmiešavacieho okruhu. Zmiešavací ventil je ovládaný podľa princípu ekvitermickej regulácie a to podľa teploty vykurovanej vody v prívodnom potrubí. „Priamy“ okruh už zmiešavací ventil nemá a teplota vykurovanej vody je určená zdrojom tepla.

Ekvitermický regulátor teda stráži teplotu vody v zmiešavacom okruhu a na základe tejto teploty potom dáva povely k otvoreniu zmiešavacieho ventilu a spínaniu čerpadla.

Akumulačné nádrže a ohrev teplej vody (TV)

Ohrev teplej vody (TV) je ďalšou vetvou vykurovacieho systému. Teplá voda je uložená v zásobníku TV a je ohrievaná prostredníctvom vykurovanej vody, ktorá je opäť ohrievaná v kotly. Bojler obsahuje dve pripojenia (prívod a odvod vykurovanej vody). Ďalej môže bojler obsahovať otvor pre pripojenie elektrickej patróny (priamoohrevnú), ktorá tiež umožňuje priamy ohrev teplej vody.

Ďalším zariadením sú zásobníky vykurovanej vody alebo akumulačné nádrže. Akumulačné nádrže sa vyrábajú s objemom 200 - 1000 litrov. Táto nádrž slúži pre akumuláciu (ukladanie) vykurovanej vody, ktorá je vyrobená v kotly. Hlavnou výhodou akumulačnej nádrže je uchovávanie tepla. Pokiaľ je akumulačná nádrž nabitá vykurovanou vodou, nie je potrebné zapínať kotol a plytvať tak zbytočne energiou. Akumulačná nádrž je predovšetkým výhodná v prípade vykurovania pomocou kotla na tuhé palivá. Pokiaľ je ekvitermický regulátor inteligentný, umožňuje nastavenie priority vykurovania (vykurovací okruh vs. ohrev TV).

Moderné funkcie a inteligentná regulácia

Programovateľné termostaty a časové harmonogramy

Programovateľné termostaty umožňujú nastaviť rôzne cieľové teploty v rôznych časových intervaloch (pre každý deň v týždni). Termostat následne automaticky zapína a vypína kúrenie v prednastavených časoch, bez toho, aby ste ho museli manuálne ovládať. Najbežnejším príkladom režimu časového harmonogramu je nastavenie nižšej teploty v čase, keď nie ste doma, a naopak vyššej teploty v čase, keď sa vrátite z práce alebo deti zo školy. Už pri inštalácii si zvolíte základné parametre a nastavíte požadované teploty riadenia vykurovania (napríklad komfortný, nočný a ekonomický režim) a taktiež definujete intervaly vykurovania, teda časový harmonogram.

Diaľkové ovládanie a smart funkcie

Diaľkové ovládanie a monitorovanie kotla sa stávajú štandardnou súčasťou moderných vykurovacích systémov. Zmeniť požadovanú teplotu v miestnosti, prípadne iné nastavenia kotla na diaľku, nie je žiadnym problémom. Vykurovací systém a kotol môžete poľahky ovládať cez váš smartfón alebo tablet. Niektoré moderné regulátory, ako napríklad Logamatic TC100, sú vybavené inovatívnou funkciou detekcie prítomnosti a dokážu rozpoznať GPS polohu vášho smartfónu, takže môžete požadovanú teplotu nastaviť ešte pred návratom domov. Moderné smart regulácie dnes umožňujú aj diagnostiku kotla na diaľku, pri ktorej servisný technik odhalí pravdepodobnú príčinu poruchy kotla vopred.

Pre správnu funkciu internetového modulu je potrebné, aby bol pripojený k sieti s DHCP serverom a odblokovaným portom 2000. Po pripojení internetového modulu a zvolení možnosti DHCP regulátor automaticky preberá parametre lokálnej siete.

Zónová regulácia a individuálne nastavenia

Nie vždy je potrebné mať rovnaké teplo v celom dome počas celého dňa. Ak je dom priestrannejší a navyše správne orientovaný na svetové strany, je veľmi vhodné uplatňovať zónovú reguláciu a z hľadiska využitia, resp. obsadenosti, aj riadenie a reguláciu jednotlivých miestností.

Odporúčané teploty a úspora energie

Nastavenie kotla ovplyvňuje viacero faktorov. Okrem konkrétnej teploty, ktorú chcete získať, rozhodujú aj výkon použitého kotla, rozmery domu, počet vnútorných stien, správne zvolený systémový regulátor, izolácia budovy. Bežnou chybou používateľov plynových kotlov je voľba príliš vysokej teploty s cieľom mať dostatok tepla. Zvýšenie teploty v miestnosti o 1 °C predstavuje zvýšenie celkových nákladov až o 6 %. Nech už je váš teplotný štandard nastavený tak či onak, priemerné odporúčané teploty v domácich miestnostiach sú nasledovné:

Dôležitosť správneho fungovania snímačov

Ak voda v kotle nie je taká horúca, ako ste ju nastavili, alebo je príliš horúca, problém môže byť v snímači teploty alebo v termostate kotla. Tieto komponenty majú monitorovať a regulovať teplotu vody, ale keď prestanú správne fungovať, voda môže byť buď príliš studená, alebo nebezpečne horúca. Skontrolujte snímač teploty, ktorý meria skutočnú teplotu vody v kotle a poskytuje túto informáciu termostatu. Snímač môže stratiť svoju presnosť v dôsledku usadenín vodného kameňa alebo jednoduchého opotrebovania. Pozrite sa aj na termostat. Ten prijíma informácie zo snímača a na ich základe reguluje teplotu vody. Funkčnosť tu môžete skontrolovať aj pomocou multimetra.

Príklady inteligentných regulátorov

Ekvitermický set CR 04

Inteligentný a obľúbený regulátor CR 04 si môžete objednať spolu s vonkajším teplotným snímačom vo zvýhodnenom ekvitermickom sete.

Balenie Ekvitermický set CR 04 obsahuje:

• Inteligentný regulátor CR 04
• Externý snímač vonkajšej teploty

Regulátor CR 04:

• Zobrazuje prevádzkové stavy kotlové jednotky
• 3 nastaviteľné teplotné úrovne
• 5 základných vykurovacích programov prednastavených z výroby
• Diagnostika porúch
• Možnosť nastavenia 7-denného vykurovacieho programu
• Možnosť nastavenia 7-denného programu pre ohrev teplej vody
• Funkcia okamžitej zmeny teploty
• Dvojvodičové prepojenie a napájanie z kotla
• Možnosť riadenia aj kaskádové kotolne Thermona
• Trieda regulátora teploty podľa nariadenia EU č. 811/2013 - VI
• Príspevok regulátorov teploty k sezónnej energetickej účinnosti vykurovania súprav pozostávajúcich z ohrievača na vykurovanie vnútorných priestorov, regulátora teploty a solárneho zariadenia alebo súprav pozostávajúcich z kombinovaného ohrievača, regulátora teploty a solárneho zariadenia je 4%

Regulátor EU-2801 (pre plynové kotly)

Moderný regulátor teploty plynového kotla EU-2801 je kompatibilný s protokolmi OpenTherm/plus (OT+) a OpenTherm/lite (OT-), preto podporuje prevádzku plynových kotlov s komunikáciou prostredníctvom OpenTherm. Komunikačný protokol OpenTherm sa používa v systémoch ústredného kúrenia a slúži na štandardnú komunikáciu medzi kotlom a termostatom. Regulácia EU-2801 umožňuje používateľovi pohodlne ovládať cirkuláciu ústredného kúrenia a teplotu TÚV priamo z miestnosti, kde je regulátor umiestnený. V prípade konštantnej regulácie teploty si užívateľ zvolí konkrétnu teplotu nastavenú na kotli. Z úrovne termostatu je možné upraviť aj ekvitermickú krivku, teda nastavenie parametrov v závislosti od merania vonkajšej teploty. Okrem regulácie teploty ÚK môže užívateľ meniť aj parametre teplej úžitkovej vody. Výhodou regulácie EU-2801 je veľký displej, ktorý uľahčuje obsluhu zariadenia a presnú zmenu jednotlivých prevádzkových parametrov. Hlavná obrazovka digitálneho termostatu zobrazuje aktuálny stav základných parametrov kotla. Vonkajšiu teplotu je možné sledovať pomocou externého snímača. Výhodou regulácie teploty plynového kotla je možnosť čítať zobrazované parametre kotla na diaľku. Okrem toho sa na obrazovke regulácie zobrazia informácie o alarmoch vykurovacieho zariadenia.

Regulátor RT-08 OS H2O Titán (pre teplovodné krby)

Mikroprocesorový regulátor spaľovacieho procesu pre použitie k teplovodným krbom a ku krbom s tepelným zásobníkom a krbom s vodným plášťom. Riadiaca jednotka RT-08 OS H2O je určená k optimalizácii procesu horenia. Vďaka meraniu teploty vykonávanému priamo nad ohniskom umožňuje najúčinnejšiu reguláciu prívodu vzduchu, čo v spojení s príslušnými algoritmami riadenia umožňuje optimalizovať priebeh horenia a teda aj hospodárnejšie využitie tepla získaného v tomto procese. Má možnosť súčasnej obsluhy modulu akumulácie tepla a vodného výmenníka, ktorý sa tiež často vyskytuje v rozvodoch tohto typu. Plynulá regulácia škrtiacej klapky privádzajúca vzduch do ohniska prebieha na základe merania teploty priamo nad ohniskom pomocou snímača teploty spalín. To umožňuje zvoliť zodpovedajúce množstvo vzduchu potrebné v procese horenia k získaniu maximálneho množstva tepelnej energie z paliva po čo najdlhšiu dobu.

Typy snímačov teploty

Termostat (z gréckeho thermos, teplo, a stasis, trvanie) je technické zariadenie, ktoré v uzatvorenom priestore udržuje stálu teplotu. Pre reguláciu vykurovacích telies (radiátorov) ústredného kúrenia sa užívajú termostaty s kovovým mechom (vlnovec) naplneným plynom alebo liehom. Elektromechanické termostaty udržujú napríklad teplotu elektrickej žehličky: v žehličke je bimetalový kontakt, ktorý pri dosiahnutí nastavenej teploty vypne prívod prúdu do vykurovacieho telieska; keď teplota klesne, kontakt sa opäť zopne. Elektronické termostaty sú ovládané polovodičovými senzormi, ktorých signál sa zosilní a následne spracuje buď analógovo alebo digitálne. Elektronika následne ovláda najčastejšie relé-spínacie / rozpínacie kontakty (kúrenie / chladenie).

Elektronické teplotné čidlá delíme na tieto druhy:

• Odporové teplotné čidlo: tvorí termistor, ktorého odpor sa mení podľa okolitej teploty. Teplotná charakteristika môže byť PTC alebo NTC.
• Napäťový teplotný snímač: na výstupe analógového snímača je napätie, ktoré sa mení podľa okolitej teploty.
• Digitálny teplotný snímač: na výstupe snímača je informácia odovzdávaná v digitálnej forme, číselný údaj sa mení podľa okolitej teploty. Výstup takéhoto snímača je odolný voči vonkajšiemu rušeniu a dĺžke káblového spojenia (odpor alebo kapacita vedenia).

Výber a správne nastavenie regulátora

Centrom regulácie moderného vykurovacieho systému je termostat. Moderné termostaty sú naprogramované tak, aby zabezpečili optimálny chod kotla pri zabezpečení tepelného komfortu domu. Aby však bolo vykurovanie čo najefektívnejšie, a teda aj čo najúspornejšie, musí byť celý vykurovací systém vrátane termostatu správne nastavený. Žiaľ, z praxe môžeme potvrdiť, že približne 3 zo 4 termostatov nie sú nastavené správne. Ak sa chystáte kúpiť nový kotol, určite sa dostatočne oboznámte aj s možnosťami jeho regulácie a dajte si nastaviť systém odborníkmi. Pri výbere nového kotla alebo modernizácii starého by ste si mali zvoliť kotol s modernou a účinnou reguláciou. Kvalitná regulácia by mala rýchlo a bez problémov reagovať aj na väčšie teplotné výkyvy a udržiavať nastavenú teplotu na konštantnej úrovni.

Regulácie pre kotly ústredného kúrenia umožňujú riadiť proces výroby tepla ako aj jeho distribúciu do vykurovacieho systému. Ich hlavnou funkciou je výber jednotlivých parametrov tak, aby bolo zabezpečené hospodárne vykurovanie a zároveň tepelná pohoda pre užívateľov na požadovanej úrovni.

Pri výbere termostatu je dôležité zvážiť:

• Typ kotla (plynový, na tuhé palivo, elektrický).
• Potrebu pripojenia viacerých snímačov alebo termostatov.
• Možnosť bezdrôtového pripojenia.
• Požadované funkcie (programovanie, diaľkové ovládanie, detekcia prítomnosti).

Regulácia by mala byť neoddeliteľnou súčasťou každej vykurovacej sústavy. Inštaláciu je najlepšie zveriť kvalifikovanému odborníkovi.

tags: #regulator #horenia #teploty #vody #na #kotol