Plynové kotle BAXI

Ekvitermická regulácia

30. Marca 2016
Ekvitermická regulácia

Všetky moderné plynové kotly BAXI dnes ponúkajú tzv. ekvitermickú logiku. Znamená to, že dokážu komunikovať s vonkajšou sondou a ponúkajú tak na využitie princípy ekvitermickej regulácie. Tá sa vďaka tomu stáva určitým štandardom v regulovaní vykurovania a prináša najvyšší komfort do vášho bývania. O tom ako táto regulácia funguje si prečítate v tomto článku.

Princíp ekvitermickej regulácie

Ekvitermická regulácia teploty v miestnosti spočíva v nastavení teploty vykurovanej vody (reguláciou zdroja tepla) na základe vonkajšej teploty. Pri nižšej vonkajšej teplote je požadovaná vyššia teplota dodávanej vykurovanej vody, aby prišlo k rovnováhe medzi dodaným teplom a tepelnými stratami miestnosti a teplota miestnosti tak zostala konštantná.

Ekvitermní křivky
Obr. 1: Ekvitermické krivky

Pre danú miestnosť je možné stanoviť sústavu tzv. ekvitermických kriviek (tiež „vykurovacie krivky“), ktoré popisujú vzájomnú závislosť teploty vykurovanej vody, miestnosti a vonkajšej teploty. Na základe požadovanej teploty miestnosti je možné zvoliť určitú krivku a podľa vonkajšej teploty regulovať teplotu vykurovanej vody. Samozrejme z uvedeného popisu okamžite vyplýva niekoľko základných otázok. Čo to vlastne znamená „je možné stanoviť sústavu ekvitermických kriviek?“ 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. Typický priebeh závislosti teploty vykurovanej vody na vonkajšej teplote, teda ekvitermických krivkách, je uvedený na obr. 1. Na tomto obrázku sú uvedené tri ekvitermické charakteristiky pre požadované teploty miestnosti 25°C, 20°C a 15°C. Uvedené ekvitermické charakteristiky sú implementované v zodpovedajúcich zariadeniach najčastejšie označovaných ako ekvitermické regulátory. V týchto ekvitermických regulátoroch sú jednotlivé ekvitermické krivky implementované a najčastejšie označované určitými číslami.

Využitie ekvitermickej regulácie

Ekvitermické krivky nastavujú pre požadovanú priestorovú teplotu a aktuálnu vonkajšiu teplotu zodpovedajúcu teplotu vykurovanej vody. Vypočítanej teploty vykurovanej vody je dosahované v zdroji tepla, ktorým najčastejšie býva tepelný výmenník alebo kotol (elektrický, plynový alebo na tuhé palivá). Takýto zdroj tepla teda ohrieva vykurovanú vodu na požadovanú vypočítanú teplotu.

Akým spôsobom teda vykurovaná voda ohrieva priestor, ktorý chceme vykurovať? Takmer každý hovorovo odpovie „teplo ide predsa z radiátoru, tak z radiátoru nie?“. Toto je samozrejme pravda. Ale situácia je o niečo zložitejšia. Konečný prvok v systéme vykurovania býva najčastejšie, okrem iných, vykurovacie teleso (radiátor) alebo systém podlahového vykurovania. Ako sa však vykurovaná voda dostane zo zdroja tepla k vykurovaciemu telesu? Opäť trochu drzou odpoveďou môže byť: „potrubím“. Toto je opäť pravda, ale zase tak jednoduché to nie vždy býva. Z tohto dôvodu pokladám za nutné aspoň priblížiť systém vykurovania, ktorý sa v systémoch ekvitermickej regulácie využíva.

V systémoch vykurovania sa veľmi často hovorí o pojme zmiešavací alebo priamy okruh. Čo zmiešavací a priamy okruh znamená, je možné vysvetliť jednak pomocou nasledujúceho obrázka a jednak uvedeným popisom. 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. Na nasledujúcom obr. 2 je možné pozorovať príklad hydraulickej schémy, ktorá obsahuje priamy a zmiešavací okruh.  

Hydraulické schéma systému vytápění


Vysvetlivky:
AF - vonkajšia teplota
DKP - čerpadlo priameho okruhu
VF - teplota prívodnej vykurovanej vody
RLF - teplota vratnej vody
MK - zmiešavací ventil
P - čerpadlo zmiešavacieho okruhu
SLP - čerpadlo pre okruh TV
SF - teplota zásobníka TV


Obr. 2: H: Hydraulická schéma systému vykurovania

Na uvedenom obr. 2 je znázornený priamy okruh a zmiešavací okruh. Ako je možné pozorovať, priamy okruh neobsahuje žiadny ventil, obsahuje len čerpadlo, ktoré slúži pre zvýšenie prietoku vykurovanej vody v priamom okruhu. Pokiaľ je podľa ekvitermických kriviek vyvolaná požiadavka na vykurovanie (dosiahnutie priestorovej teploty), čerpadlo priameho okruhu je spustené a vykurovaná voda je uvedená do vykurovacieho telesa. Samozrejme vykurovacie telesá musia obsahovať termostatický ventil a termostatickú hlavicu, ktoré zaručujú uvedenie vhodného množstva vykurovanej vody do vykurovacieho telesa. Oproti tomu zmiešavací okruh obsahuje zmiešavací ventil a čerpadlo. Princíp je obdobný ako v prípade priameho okruhu, iba je tu ovládaný zmiešavací ventil. Opäť v prípade požiadavky na vykurovanie je vykurovaná voda uvedená prostredníctvom zmiešavacieho ventilu do zmiešavacieho okruhu. Uvedený popis vysvetľuje jednoduchý a základný princíp vykurovacej sústavy, ktorá sa najčastejšie používa. Detailný popis prenechám na odborníkoch, ktorí by uvedený popis určite skritizovali. Pre dosiahnutie nastavenej priestorovej teploty slúžia najčastejšie ekvitermické regulátory. Princíp funkcie ekvitermických regulátorov bude uvedený v nasledujúcom odstavci.

zasobniknadrz

Obr. 3: Zásobník TV / Obr. 4: Akumulačná nádrž

Na obr. 2 je možné pozorovať ďalšiu vetvu, ktorá ale nemá s vykurovaním priestorov nič spoločné. Touto vetvou je ohrev teplej vody (TV). Teplá voda je uložená v zásobníku TV a je ohrievaná prostredníctvom vykurovanej vody, ktorá je opäť ohrievaná v kotly. Bojler obsahuje opäť 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, ktoré ale na obr. 2 nie je zobrazené je zásobník vykurovanej vody alebo akumulačná nádrž. Akumulačné nádrže sa vyrábajú s objemom 200 – 1000 litrov. Táto nádrž slúži pre akumuláciu (ukladanie) vykurovanej vody, ktorá je vyrobená v kotly. Každého určite napadne otázka: Prečo je potrebné používať akumulačnú nádrž, keď je použitý výkonný kotol, ktorý môže priamo sprostredkovať vykurovanú vodu do všetkých vykurovacích okruhov? Odpoveď je jasná a jednoznačná. Pokiaľ je využitá akumulačná nádrž, je teplo, ktoré je v kotly vyrobené, ukladané priamo v tejto akumulačnej nádrži. Hlavnou výhodou akumulačnej nádrže je uchovávanie tepla. Ak je požiadavka, podľa ekvitermickej regulácie, na vykurovanie priestorov, je otvorený len zmiešavací ventil a vykurovaná voda je z akumulačnej nádrže uvedená do zmiešavacieho okruhu. Pokiaľ je teda 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. Nie vždy sa nám chce vykurovať, akumulačná nádrž za nás uchová zodpovedajúce množstvo teplej vody.

Funkcie ekviterminckých regulátorov

Ekvitermní regulátorObr. 5: Ekvitermický regulátor

Už v minulých článkoch boli popísané rôzne typy regulátorov, ktoré sú určené na ovládanie rôznych zdrojov tepla. Doposiaľ bol však ovládaný zdroj tepla a tým aj teplota vykurovanej vody bez uvažovania vonkajšej teploty. Naopak ekvitermické regulátory sú výhodné v tom, že regulujú teplotu vykurovanej vody v závislosti na vonkajšej teplote. Jednoducho je tu možné povedať, že hlavným princípom ekvitermických regulátorov je ovládanie zdroja tepla v závislosti na zvolenej ekvitermickej krivke a aktuálnej vonkajšej teplote. Áno, zámerne píšem na zvolenej ekvitermickej krivke. Ekvitermické regulátory totiž majú ekvitermické krivky implementované vo svojej pamäti. Užívateľ len vyberá, ktorá ekvitermická krivka je pre neho optimálna. Každá ekvitermická krivka je označená číslicou (kódom). Niektoré ekvitermické regulátory tiež umožňujú meniť sklon ekvitermickej krivky a tým tak lepšie reagovať na vonkajšiu teplotu. Toto je ale len základný princíp regulátorov. V minulej sekcii som ale popisoval, že systém vykurovania obsahuje niekoľko okruhov (a tým aj zariadení), ktoré je potrebné ovládať. Vybrané ekvitermické regulátory obsahujú riadiace obvody a relé, ktoré práve umožňujú ovládať napríklad čerpadlá, ventily a snímať teploty. Takéto regulátory umožňujú ovládať až niekoľko zmiešavacích okruhov, priamych okruhov, solárne vykurovanie alebo ohrev TV. Všetky zariadenia (čerpadlá a ventily) sú ovládané v závislosti na prevýšení alebo znížení určitej snímanej teploty. Cieľom tohto článku nie je vysvetliť, akým spôsobom je vykurovaní priestor. Avšak je vhodné popísať, akým spôsobom je ovládaný napríklad zmiešavací okruh alebo ohrev TV.

Ekvitermní regulátorObr. 6: Ekvitermický regulátor

V prípade zmiešavacieho okruhu môže byť princíp popísaný nasledovne. Samozrejme hlavnou podstatou celej regulácie je nastavenie teploty vykurovanej vody podľa vonkajšej teploty. Ohrev vykurovanej vody podľa ekvitermickej regulácie je však jedna vec. Ďalšou vecou je uvedenej vykurovanej vody do zmiešavacieho okruhu. Pokiaľ teda teplota vykurovanej vody dosiahne určitej teploty, otvorí sa zmiešavací ventil a spustí sa čerpadlo zmiešavacieho ventilu. Tím sa dosiahne, že vykurovaná voda sa dostane do vykurovacieho telesa a ďalej koluje v zmiešavacom okruhu. Teplota v zmiešavacom okruhu je snímaná, a pokiaľ je teplota vratnej vody znížená len o určitú minimálnu nastavenú hranicu, zmiešavací ventil sa privrie a dôjde k zmenšeniu množstva dodávanej vykurovanej vody do okruhu. Pokiaľ je ale rozdiel medzi teplotou na prívodnom a vratnom potrubí veľký, je zmiešavací ventil pootvorený a ďalšia vykurovaná voda je uvedená do zmiešavacieho okruhu. Hlavným dôvodom rozdielu medzi prívodnou vykurovanou vodou a vratnou vodou je odovzdávanie tepla do priestoru, kde sa nachádza vykurovacia plocha. Pokiaľ je priestor dostatočne vykúrený, tepelná výdatnosť vykurovacieho telesa je malá. Ekvitermický regulátor teda stráži teplotu vody v zmiešavacom okruhu a na základe tejto teploty potom dáva povely k otvoreniu zmiešavacieho ventilu a spínaniu čerpadla. Čitateľa teraz môže napadnúť nasledujúca otázka: Ako môže byť v miestnosti dosiahnutá požadovaná teploty, keď teplota v miestnosti nie je snímaná? Prvou odpoveďou je samozrejme ekvitermická regulácia, teda stráženie teploty vykurovanej prívodnej vody. Druhou odpoveďou môže byť využitie priestorového teplotného snímača, ktorý je v prípade ekvitermickej regulácie využívaný. V regulátore sa potom nastavuje vplyv snímanej priestorovej teploty na zvolenú ekvitermickú charakteristiku. Využitie priestorového snímača je určite výhodné. Pokiaľ priestorový snímač obsahuje koliesko pre nastavenie korekcie požadovanej teploty. Jednoduchým otočením kolieska potom dôjde k úprave zvolenej ekvitermickej krivky.

V prípade ohrevu TV je situácia obdobná. V tomto prípade ale okruh TV neobsahuje zmiešavací ventil, ale len čerpadlo, ktoré uvádza vykurovanú vodu do okruhu TV. Čerpadlo je potom ovládané v závislosti na teplote vody, ktorá je v zásobníku TV. Pokiaľ je ekvitermický regulátor naozaj inteligentný, umožňuj nastavenie priority vykurovania. Podľa nastavenia priority  je potom vykurovaná voda sprostredkovaná najskôr do vykurovacieho okruhu a po dosiahnutí požadovanej teploty je ešte len ohrievaná v zásobníku TV alebo naopak. Je už potom celkom na užívateľovi, akú prioritu vykurovania zvolí. Pokiaľ je v systéme vykurovania použitá akumulačná nádrž, je potom vykurovaná voda do jednotlivých okruhov uvádzaná práve z akumulačnej nádrže.

Zdroj: vytapeni.tzb-info.cz (skrátené)

Dátum: 8.3.2010 Autor: Ing. Václav Matz, Ph.D. Recenzent: Ing. Pavel Rybka

Najbližšie servisné miesto

BDR Thermea (Slovakia) s.r.o.

Hroznová 2318
911 05 Trenčín

Email: info@baxi.sk