Moderné vykurovacie systémy s plynovými kotlami obsahujú množstvo regulačných prvkov, ktoré dokážu udržať tepelný komfort a zabezpečiť úspornú prevádzku pri zachovaní jednoduchosti obsluhy. Synonymom hospodárneho vykurovania sú moderné kondenzačné plynové kotly, ktoré sú vybavené veľkým množstvom regulovateľných prvkov. Vykurovaciu sústavu už dávno netvorí iba kotol a priestorový termostat; ovládanie vykurovania zahŕňa aj ďalšie komponenty, ako sú termostatické hlavice, vonkajší snímač teploty, obehové čerpadlo, zmiešavací ventil či centrálna jednotka 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 paliva.
Existujú dva základné prístupy k regulácii teploty vykurovacej vody. Prvým je regulácia pomocou nastavenia požadovanej teploty na priestorovom termostate, pri ktorej sa mení len množstvo vykurovacej vody. Výhodou sú nízke náklady na inštaláciu, nevýhodou je však vyššia spotreba energie. Druhým prístupom je takzvaná ekvitermická regulácia, ktorá mení nielen množstvo, ale priamo aj teplotu vykurovacej vody. Táto regulácia nastavuje teplotu vody automaticky na základe aktuálnej vnútornej a vonkajšej teploty, pričom na meranie vonkajšej teploty využíva snímač umiestnený na vonkajšej stene budovy. Ekvitermická regulácia je najúspornejšia, avšak kotol aj termostat ju musia podporovať.
Funkcia a význam vonkajšieho snímača teploty
Vonkajší snímač teploty je kľúčovým prvkom ekvitermickej regulácie. Len čo sa vonku ochladí, teplota vykurovacej vody stúpne. Vďaka údajom o vonkajšej teplote reaguje ekvitermická regulácia veľmi rýchlo. Na rozdiel od klasickej regulácie, kde teplota v miestnostiach často kolíše, ekvitermická regulácia zabezpečuje, aby teplota vykurovacej vody nebola zbytočne vysoká. Snímač vonkajšej teploty sa nachádza na vonkajšej strane fasády a neustále meria teplotu okolia. Jeho základom je najčastejšie termistor - súčiastka, ktorá mení svoj elektrický odpor v závislosti od zmeny teploty.
Vonkajší teplotný snímač je určený na snímanie vonkajšej teploty vzduchu. Medzi typické použitie týchto snímačov patrí meranie vonkajšej teploty ako optimalizačného parametra pri riadení výkonu kotlov. Možnosť ekvitermickej regulácie je štandardne dostupná u všetkých moderných kotlov a jej aktiváciu vykoná autorizovaný servisný technik. Tento spôsob regulácie je možné využiť len s pripojeným vonkajším snímačom teploty.
Správne umiestnenie vonkajšieho snímača teploty
Správne umiestnenie vonkajšieho snímača teploty je zásadné pre efektívnu funkciu ekvitermickej regulácie. Existuje niekoľko pravidiel, ktorými by ste sa mali riadiť:
- Svetová strana a tieň: Úhlavným nepriateľom umiestnenia snímača sú priame slnečné lúče. Ideálnym miestom je severná strana objektu. Ak nie je možné osadiť snímač na severnú stranu (napríklad v radovej zástavbe), je možné zvoliť aj východnú alebo západnú stranu, ale vždy v tieni. Snímač by mal byť chránený pred priamym slnečným žiarením, ktoré by skresľovalo namerané hodnoty.
- Výška montáže: Snímač by sa mal umiestniť približne 3 metre nad zemou. V prípade viacpodlažných budov sa odporúča umiestnenie medzi druhé a tretie nadzemné podlažie, aby poskytoval čo najpresnejšie informácie o vonkajšej teplote na všetkých poschodiach.
- Ochrana pred teplom: Snímač nesmie byť ovplyvňovaný žiadnym cudzím tepelným vplyvom. To znamená, že by nemal byť umiestnený v blízkosti okien, dverí, ventilačných otvorov, ani pod odkvapmi či inými prvkami, ktoré by mohli akumulovať teplo.
- Otvorená fasáda: Snímač by sa mal osadiť na otvorenú fasádu, aby mohol snímať aktuálne poveternostné podmienky.
Nesprávne umiestnenie snímača môže viesť k jeho prudkej reakcii na slnečné žiarenie alebo iné zdroje tepla, čo negatívne ovplyvní celý regulačný systém.
Regulácia vykurovania a jej prvky
Moderné vykurovacie systémy sú komplexné a zahŕňajú viacero prvkov pre optimálnu reguláciu.
Termostat ako centrum regulácie
Centrom regulácie moderného vykurovacieho systému je termostat. Moderné termostaty sú naprogramované tak, aby zabezpečili optimálny chod kotla a zároveň udržiavali tepelný komfort v domácnosti. Pre čo najefektívnejšiu a najúspornejšiu prevádzku je nevyhnutné, aby bol celý vykurovací systém vrátane termostatu správne nastavený. Bežnou praxou je, že približne 3 zo 4 termostatov nie sú nastavené správne. Obzvlášť náročné je vyladenie ekvitermickej regulácie, pri ktorej sa nastavujú tzv. ekvitermické krivky.
Klasické nastavenie termostatu zahŕňa voľbu základných požadovaných teplôt a programovanie časových intervalov (denných alebo týždenných). Revolúciu priniesli smart regulácie a termostaty, ktoré výrazne zjednodušujú nastavovanie aj používanie. Tieto systémy sa dokážu nastaviť automaticky na základe odpovedí používateľa na niekoľko otázok, čím zabezpečia optimálne spínanie kotla.
Ovládanie na diaľku a smart funkcie
Smart regulácie a termostaty umožňujú ovládanie na diaľku prostredníctvom aplikácie v smartfóne alebo tablete. To znamená, že môžete meniť nastavenia vykurovania bez nutnosti fyzicky pristupovať k zariadeniu. Najmodernejšie smart termostaty dokážu cez internet získavať dáta z meteostaníc a proaktívne reagovať na predpokladané zmeny vonkajšej teploty.
Niektoré smart regulácie dnes umožňujú aj diaľkovú diagnostiku kotla, vďaka čomu môže servisný technik odhaliť pravdepodobnú príčinu poruchy vopred. Najmodernejšie technológie regulácie vykurovania sa stávajú štandardnou súčasťou tzv. inteligentných domov.
Experimentálne meranie a jeho výsledky
V rámci experimentálneho merania realizovaného počas jedného týždňa vo februári 2015 sa sledovala teplota vonkajšieho vzduchu, teplota prívodnej vykurovacej vody a teplota vnútornej klímy v referenčných miestnostiach.
Metodika merania
Meranie sa uskutočnilo vo výškovej budove Stavebnej fakulty STU v Bratislave, ktorá prešla komplexnou rekonštrukciou obvodového plášťa. Objekt bol rozdelený na dve tlakové pásma vykurovania. Tepelná pohoda sa hodnotila v dvoch referenčných kanceláriách na 6. nadzemnom podlaží, orientovaných na severovýchod (miestnosť 620) a juhozápad (miestnosť 609). Vonkajšie snímače teploty boli umiestnené na rôznych miestach fasády a v rôznych výškach.
Analýza výsledkov
Z nameraných údajov vyplynulo, že ani jeden zo snímačov vonkajšej teploty nemal optimálnu polohu vzhľadom na efektívnu prácu riadiaceho systému. Snímač umiestnený v blízkosti okna a nad úrovňou terénu vykazoval v priemere najvyššie teploty vonkajšieho vzduchu. Snímač na voľnej fasáde bol vystavený priamym účinkom vetra a slnečného žiarenia, čo sa výrazne prejavovalo pri denných maximálnych a minimálnych teplotách. Snímač na severovýchodnej fasáde bol tiež vystavený vetru, ale účinky priameho slnečného žiarenia neboli také výrazné.
Vplyv snímača vonkajšej teploty na tepelný stav interiéru bol analyzovaný z hľadiska dosiahnutia tepelnej pohody. Zistilo sa, že pre dosiahnutie optimálnej vnútornej teploty v miestnostiach orientovaných na severovýchodnú stranu je potrebné vyladiť vykurovaciu krivku a premiestniť snímač vonkajšej teploty. V miestnostiach na juhozápadnej strane sa zaznamenali výraznejšie zmeny teploty, čo bolo čiastočne spôsobené absenciou snímača na tejto strane objektu a odlišným dynamickým správaním zotrvačnej vykurovacej sústavy a ľahkého obvodového plášťa s vysokým podielom zasklenia.
Experimentálne meranie potvrdilo, že správne nastavenie a umiestnenie vonkajšieho snímača teploty je kľúčové pre efektívnu a úspornú prevádzku vykurovacieho systému.