Ekvitermická regulácia kúrenia: Kompletný sprievodca

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.

Čo je ekvitermická regulácia?

Ekvitermická regulácia teploty v miestnosti spočíva v nastavení teploty vykurovanej vody (reguláciou zdroja tepla) na základe vonkajšej teploty. Na rozdiel od klasickej regulácie, ktorá reaguje až na zmenu teploty v interiéri, ekvitermika predvída potrebu tepla. Kúrenie reaguje plynulo a zdroj tepla pracuje v optimálnom režime.

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.

Sústava vykurovacích kriviek sa stanovuje jednak na základe požadovanej teploty v miestnosti (napríklad 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 príklade troch ekvitermických charakteristík pre požadované teploty miestnosti 25°C, 20°C a 15°C.

Tieto ekvitermické charakteristiky sú implementované v zodpovedajúcich zariadeniach, najčastejšie označovaných ako ekvitermické regulátory. Ekvitermické krivky nastavujú pre požadovanú priestorovú teplotu a aktuálnu vonkajšiu teplotu zodpovedajúcu teplotu vykurovanej vody.

Výpočet a nastavenie ekvitermickej krivky

Správne nastavená ekvitermická krivka je jedným zo základných predpokladov efektívneho fungovania systému vykurovania, vrátane podlahového. Do výpočtu ideálnej ekvitermickej krivky vstupuje niekoľko dôležitých aspektov, pričom výsledkom môže byť nie jedna, ale viacero ekvitermických kriviek. Započítavajú sa do neho:

• prípadné tepelné straty objektu
• teplotné vlastnosti prostredia, respektíve objektu v danom prostredí
• žiadaná teplota každej miestnosti v konkrétnych obdobiach
• vstupná a výstupná teplota vody vo vykurovacej sústave
• parametre ochladenia vody, jej priemerná teplota a množstvo pretekajúcej vykurovacej vody
• tepelno-technické vlastnosti vykurovacieho prvku.

Rozhodujúci faktor, ktorému sa prispôsobujú ostatné krivky s cieľom dosiahnuť želaný efekt vykurovania, je vonkajšia teplota prostredia v bezprostrednej blízkosti vykurovaného objektu.

Komponenty vykurovacieho systému s ekvitermickou reguláciou

Vykurovaciu sústavu už dávno netvorí iba kotol a priestorový termostat, ovládanie vykurovania sa týka aj ďalších prvkov. Vypočítanej teploty vykurovanej vody je dosahované v zdroji tepla, ktorým najčastejšie býva tepelný výmenník alebo kotol (elektrický, plynový alebo na tuhé palivá).

Vykurovacie okruhy: Priamy a zmiešavací

Konečný prvok v systéme vykurovania býva najčastejšie vykurovacie teleso (radiátor) alebo systém podlahového vykurovania. V systémoch vykurovania sa veľmi často hovorí o pojme zmiešavací alebo priamy okruh.

Každé vykurovacie teleso obsahuje dva otvory pre pripojenie: prívodné potrubie s vykurovanou vodou a vratné potrubie. 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 (napríklad vyššiu teplotu pre radiátory a nižšiu pre podlahové vykurovanie). Táto požiadavka sa dá splniť vytvorením dvoch vykurovacích vetví:

• Priamy okruh: V tejto vetve je teplota regulovaná ovládaním zdroja tepla a neobsahuje zmiešavací ventil. Obsahuje len čerpadlo, ktoré slúži pre zvýšenie prietoku vykurovanej vody. Ak je podľa ekvitermických kriviek vyvolaná požiadavka na vykurovanie, čerpadlo priameho okruhu je spustené a vykurovaná voda je uvedená do vykurovacieho telesa. Vykurovacie telesá musia obsahovať termostatický ventil a termostatickú hlavicu, ktoré zaručujú uvedenie vhodného množstva vykurovanej vody do telesa.
• 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. V prípade požiadavky na vykurovanie je vykurovaná voda uvedená prostredníctvom zmiešavacieho ventilu do zmiešavacieho okruhu.

V prípade zmiešavacieho okruhu, ak teplota vykurovanej vody dosiahne určitej teploty, otvorí sa zmiešavací ventil a spustí sa čerpadlo. Tým 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 je odovzdávanie tepla do priestoru.

Ohrev teplej vody (TV)

Okrem okruhov pre vykurovanie priestorov je súčasťou systému aj ohrev teplej vody (TV). Teplá voda je uložená v zásobníku TV a je ohrievaná prostredníctvom vykurovanej vody, ktorá je opäť ohrievaná v kotli. Bojler obsahuje dve pripojenia (prívod a odvod vykurovanej vody) a môže obsahovať aj otvor pre pripojenie elektrickej patróny (priamoohrevnej).

V prípade ohrevu TV okruh 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.

Akumulačná nádrž

Ďalším zariadením, ktoré môže byť súčasťou systému, je zásobník vykurovanej vody alebo akumulačná nádrž. Tieto nádrže sa vyrábajú s objemom 200 - 1000 litrov a slúžia pre akumuláciu (ukladanie) vykurovanej vody, ktorá je vyrobená v kotli.

Hlavnou výhodou akumulačnej nádrže je uchovávanie tepla. Pokiaľ je požiadavka na vykurovanie priestorov (podľa ekvitermickej regulácie), 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.

Ekvitermický regulátor

Ekvitermické regulátory regulujú teplotu vykurovanej vody v závislosti na vonkajšej teplote. Ich hlavným princípom je ovládanie zdroja tepla v závislosti na zvolenej ekvitermickej krivke a aktuálnej vonkajšej teplote. Ekvitermické regulátory majú ekvitermické krivky implementované vo svojej pamäti a užívateľ len vyberá optimálnu krivku. Niektoré regulátory tiež umožňujú meniť sklon ekvitermickej krivky a tým tak lepšie reagovať na vonkajšiu teplotu.

Funkcie a možnosti

Vybrané ekvitermické regulátory obsahujú riadiace obvody a relé, ktoré umožňujú ovládať čerpadlá, ventily a snímať teploty. Takéto regulátory umožňujú ovládať až niekoľko zmiešavacích okruhov, priamych okruhov, solárne vykurovanie alebo ohrev TV. Všetky zariadenia sú ovládané v závislosti na prevýšení alebo znížení určitej snímanej teploty.

Pokiaľ je ekvitermický regulátor inteligentný, umožňuje 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 celkom na užívateľovi, akú prioritu vykurovania zvolí.

Snímač vonkajšej teploty

Kľúčovým komponentom ekvitermickej regulácie je správne nainštalovaný snímač vonkajšej teploty. Je umiestnený na vonkajšej strane fasády a neustále meria teplotu prostredia. Jeho srdcom je najčastejšie termistor, súčiastka, ktorá mení svoj elektrický odpor pri zmene teploty. Vďaka údajom o vonkajšej teplote reaguje ekvitermická regulácia veľmi rýchlo. Len čo sa vonku ochladí, teplota vykurovacej vody stúpne. Na rozdiel od klasickej regulácie teplota v miestnostiach nekolíše a teplota vykurovacej vody nie je zbytočne vysoká.

Správne umiestnenie snímača

Správna inštalácia snímača vonkajšej teploty je kľúčová pre efektívne fungovanie systému:

• Úhlavným nepriateľom umiestnenia snímača sú slnečné lúče. Najlepšie je umiestniť ho na severnú stranu fasády. Ak to nie je možné (napríklad v radovej zástavbe), môžete si vybrať aj východnú alebo západnú stranu.
• Snímač by nemal byť umiestnený nad a pod okná či dvere, alebo pri iných zdrojoch tepla (vetracie otvory, komíny). Ak snímač vysiela nesprávne hodnoty v dôsledku príliš zohriatej fasády, pomôže vám dištančný uholník.
• Dôležitá je aj výška montáže. Mal by poskytovať čo najpresnejšie informácie o vonkajšej teplote na všetkých poschodiach budovy.

Ak sa snímač vonkajšej teploty nachádza na nevhodnom mieste, môže príliš prudko reagovať na slnečné žiarenie alebo iné zdroje tepla. Situáciu môžu kompenzovať dodatočné snímače teploty v miestnosti, snímače vetra alebo slnečného žiarenia. Dodatočný snímač teploty môže napríklad sledovať teplotu v referenčnej miestnosti. Na základe porovnania teplôt regulácia vyhodnotí, že ide o dočasný výkyv a teplotu vykurovacej vody (zatiaľ) nezníži.

Priestorový teplotný snímač

Hoci ekvitermický regulátor pre svoju prevádzku nepotrebuje nevyhnutne merať teplotu v interiéri (túto veličinu si vie softvér vypočítať sám na základe vložených dát o budove a tepelných stratách), využitie priestorového teplotného snímača je výhodné. V regulátore sa potom nastavuje vplyv snímanej priestorovej teploty na zvolenú ekvitermickú charakteristiku. Pokiaľ priestorový snímač obsahuje koliesko pre nastavenie korekcie požadovanej teploty, je to ešte komfortnejšie.

V praxi sa často kombinuje ekvitermická regulácia s izbovým termostatom, ktorý slúži ako korekcia pre vnútorné zisky tepla (napr. slnečné žiarenie, osoby, varenie, elektrické spotrebiče).

Výhody ekvitermickej regulácie

Dôvody na využitie ekvitermickej regulácie sú zrejmé:

• Väčší tepelný komfort: Zamedzuje kolísaniu teploty v miestnosti, zabezpečuje stabilnú teplotu v interiéri aj napriek vonkajším výkyvom počasia.
• Úspora energie: Nie je potrebné zdroj tepla prevádzkovať na maximálnu teplotu. Zdroj tepla podáva iba taký výkon, ktorý postačuje na ohriatie vzduchu v miestnosti na požadovanú teplotu v závislosti od vonkajšej teploty. Ak vonkajšia teplota klesne, ekvitermický regulátor zvýši teplotu vykurovacej vody, čím zabezpečí stabilnú teplotu. A naopak, ak sa výrazne oteplí, ekvitermický regulátor zníži výkon vykurovania, aby sa interiér zbytočne neprekuroval.
• Predĺženie životnosti kotla: Kotol alebo tepelné čerpadlo sa tak často nevypína, pracuje v optimálnom režime.

Ekvitermická regulácia je najúspornejšia spomedzi regulácií vykurovania. Najväčší prínos má v dobre zateplených domoch a tam, kde je vykurovanie navrhnuté ako nízkoteplotné.

Porovnanie s klasickou reguláciou

Klasická regulácia (napr. pomocou priestorového termostatu) mení teplotu interiéru skokovou reguláciou množstva vykurovacej vody, pričom teplota vody sa nemení. Jej výhodou sú nízke náklady na inštaláciu, nevýhodou však vyššia spotreba energie, pretože reaguje až na zmenu teploty v interiéri. Typickými znakmi sú kolísanie teploty, prekurovanie alebo pocit chladu napriek fungujúcemu kúreniu.

Naopak, ekvitermická regulácia mení priamo teplotu vykurovacej vody automaticky na základe aktuálnej interiérovej a exteriérovej teploty. Predvída potrebu tepla a zabezpečuje plynulé a stabilné kúrenie.

Moderné regulácie a smart termostaty

Moderné vykurovacie systémy s plynovými kotlami obsahujú množstvo regulačných prvkov, ktoré dokážu udržať tepelný komfort a úspornú prevádzku za akýchkoľvek podmienok, pri zachovaní jednoduchosti obsluhy. Nové modely kotlov už spravidla majú ekvitermické regulácie integrované vo vnútri. K starším kotlom ich je možné dokúpiť a nainštalovať aj dodatočne.

Revolúciu do sveta vykurovania priniesli smart regulácie a termostaty, ktoré výrazne zjednodušujú nastavovanie i používanie. Dokážu sa nastaviť automaticky na základe vašich odpovedí na niekoľko otázok. Tým zabezpečia spínanie plynového kotla v ideálnych intervaloch, aby ste dosiahli požadovanú teplotu presne vtedy, keď ju potrebujete.

Smart regulácie a termostaty môžete ovládať na diaľku pomocou aplikácie v smartfóne či tablete. Najmodernejšie smart termostaty dokážu cez internet získavať dáta z meteostaníc a pripraviť sa tak na poklesy či nárasty vonkajšej teploty zvýšením alebo znížením výkonu vykurovania. Moderné smart regulácie dnes umožňujú aj diagnostiku kotla na diaľku, pri ktorej servisný technik odhalí pravdepodobnú príčinu poruchy kotla vopred.

Ekvitermické regulácie obsahujú digitálne spínacie hodiny pre denné a týždenné programy. Niektoré regulátory pri dokúpení modulov dokážu okrem klasického vykurovania monitorovať a riadiť solárny ohrev teplej vody. Ďalšou novinkou v tepelných reguláciách je priamy prístup k vykurovaciemu systému cez internet.

Inštalácia a nastavenie

Jedinou nevýhodou ekvitermickej regulácie je nutnosť odbornej inštalácie senzorov a nastavenie ekvitermickej krivky. Žiaľ, z praxe môžeme potvrdiť, že približne 3 zo 4 termostatov nie sú nastavené správne. Obzvlášť náročné je vyladenie už spomínanej ekvitermickej regulácie, pri ktorej sa nastavujú ekvitermické krivky.

Ekvitermický regulátor k svojej prevádzke potrebuje sadu teplotných senzorov, predovšetkým vonkajších, voliteľne tiež priestorových, ktoré sa umiestňujú do interiéru. Pre návrh optimálnej sady je odporúčaná konzultácia s odborníkmi, ktorí tiež odporučia najvhodnejšie umiestnenie ekvitermických senzorov a nastavia ekvitermickú krivku pre konkrétnu budovu či miestnosť.

Výber ekvitermického regulátora

Ekvitermické regulátory sú veľmi univerzálne zariadenia a možno ich využiť v rodinných domoch aj väčších verejných a komerčných budovách či v bytových domoch. Tieto zariadenia môžu regulovať vykurovanie aj ohrev TUV a vedia komunikovať so všetkými druhmi lokálneho vykurovania. Sú vhodné pre vykurovacie telesá aj podlahové vykurovanie, všetky druhy kotlov, solárne vykurovanie, tepelné čerpadlá alebo tepelné výmenníky.

Pri výbere konkrétneho modelu nezabudnite skontrolovať kompatibilitu s vaším kotlom a vykurovaním. V prvom rade zohľadnite účel použitia regulátora, teda či je určený pre lokálne alebo diaľkové vykurovanie a tiež to, či ho chcete využiť aj pre reguláciu ohrevu TUV. Každý ekvitermický regulátor má rôzny rozsah meraných teplôt, pri výbere preto zohľadnite aj najnižšiu nameranú vonkajšiu teplotu v danej lokalite.

Niektoré ekvitermické regulátory disponujú možnosťou diaľkového ovládania cez internet. Ak teda napríklad výrazne klesne vonkajšia teplota, ale vy nie ste doma, môžete cez internet jednoducho zmeniť nastavenie vykurovania tak, aby zbytočne svoj výkon nezvyšovalo.

tags: #kotol #ekvitermicka #regulacia