Ustawienie krzywej grzewczej w pompie ciepła

Za oknem temperatura spada, idzie mróz. Nasze podłogowe instalacje grzewcze współpracujące z pompami ciepła muszą dostarczyć do budynku więcej ciepła, a tym samym więcej pieniędzy wyciągnąć z naszej kieszeni. To drugie można nieco ograniczyć. Kluczem do sukcesu jest sterowanie pogodowe i właściwie ustawiona krzywa grzewcza.

Ten temat poruszałem już na blogu… uff jak ten czas leci. Jak wpisałem w polu wyszukiwarki "pogodówka" to wyskoczył mi ten wpis z przed 6 lat. Można sobie przypomnieć 🙂
Idea się nie zmieniła. Sterowanie pogodowe, to nic innego jak zwiększanie się temperatury zasilania wody kierowanej do instalacji grzewczej(podłogówki, grzejników, klimakonwektorów), wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej.
Zależność między jedną, a drugą temperaturą określa tzw. krzywa grzewcza. Brzmi mało przyjaźnie, ale to zwykła prosta przechodząca przez 2 punkty. Od razu lepiej, prawda? 🙂
Tak to wygląda na wykresie pompy ciepła Daikin Altherma od 10 lat. 
 
 
U młodszej konkurencji wygląda to dzisiaj dokładnie tak samo, więc myślę, że wpis przyda się użytkownikom innych pomp.
Od ponad 2 lat, w Althermach serii CB, ten wykres jest dostępny w menu użytkownika i może on sobie samodzielnie korygować ustawienia. (W poprzednich modelach był w menu serwisowym) 
 
Na osi Ta mamy temperaturę zewnętrzną.
Na osi Tt odpowiadającą jej temperaturę zasilania instalacji grzewczej.
Punkty 1-00 do 1-03 odpowiadają za kształt naszej krzywej, komfort cieplny i za koszty eksploatacji.
 
Czy można je policzyć? Wyznaczyć empirycznie?
Teoretycznie tak. Na początku zawsze musimy przyjąć jakieś założenie.
Zacznijmy więc od punktu 1-01.
 
Jest to temperatura zewnętrzna, przy której nasz budynek wymaga ogrzewania.
W aktualnie budowanych domach przyjmuje się, że jest to ok. 15-16 stopni, a w domach energooszczędnych nawet 12 stopni. Możemy też określić tą temperaturę doświadczalnie.
Jak? – po prostu nie włączamy ogrzewania aż temperatura w budynku spadnie poniżej akceptowalnej przez… żonę.
 
Przejdźmy do kolejnego punktu 1-03, czyli odpowiadającej 1-01 temperaturze zasilania. Pozostanę przy podłogówce, jako najbardziej popularnej instalacji współpracującej z pompami ciepła.
Wpływ na wartość 1-03 mają dwie rzeczy. Pierwsza to dolna granica pracy pompy ciepła. W Althermie jest to 25 stopni i nie ustawimy niższej temperatury.
Druga – to oczekiwana temperatura w budynku.
Zauważmy, że aby nasza podłogówka w ogóle grzała, to sama podłoga musi być cieplejsza od powietrza w pomieszczeniu. 
Ile? – no przynajmniej 1 stopnień. Jakaś różnica musi być. A im zimniej na dworze, tym ta różnica musi być większa.
Jeśli więc ustawimy 25 stopni i nasza pompa ciepła pracuje z różnicą zasilanie/powrót, tzw. deltą, 5 stopni (25/20), to średnia temperatury wody w posadzce wyniesie 22,5 stopnia, a temperatura posadzki będzie do niej zbliżona lub nieco niższa. W pomieszczeniu będziemy wówczas mieli ok. 20-21 stopni. 
Im na zewnątrz zimniej, tym bardziej grzejemy, ale sama temperatura posadzki nie rośnie już tak szybko. Początkowo przybliża się do powrotu, a potem spada poniżej.
 
Zwróćmy uwagę na pewien istotny fakt na wykresie.
Jeśli uruchomimy ogrzewanie powyżej temperatury 1-01, np. przy 16-18-20 stopniach, to pompa ciepła będzie utrzymywała stałą temperaturę zasilania 1-03. 
Nie róbmy tego. Dlaczego? – to już temat na inny wpis. Po prostu jak nie ma potrzeby grzania, to nie grzejemy.
 
Przejdźmy do kolejnego punktu 1-00. Można go zinterpretować jako temperaturę obliczeniową naszej strefy grzewczej. Najczęściej są tutaj ustawiane temperatury od -16 do -20 stopni.
Teraz pozostało nam określić temperaturę zasilania 1-02. Tą akurat możemy policzyć. 
Nasz budynek ma jakieś obliczone czy oszacowane zapotrzebowanie na moc grzewczą i każdy m2 podłogówki, przy określonym rozstawie i temperaturze zasilania oddaje określoną ilość wat'ów, która pokrywa straty ciepła pomieszczenia, a sumarycznie – całego budynku.
Zazwyczaj temperatura zasilania mieści się w granicy 30 do 40 stopni. Trzeba ją skonsultować z wykonawcą instalacji.
 
Wydawać by się mogło, że mamy już temat załatwiony.
Owszem, zdarza się, że za pierwszym podejściem ustawiona krzywa grzewcza, sprawdza się w całym sezonie grzewczym. Ale najczęściej trzeba ją skorygować.
Przyczyn jest kilka.
Jedne są zależne od samego użytkownika. 
Jeśli jesteśmy ciepłolubni i preferujemy temperatury np. 23-24 stopnie, to musimy zacząć od wyższych temperatur zasilania, np. 27-28 stopni.
A jeśli jesteśmy zimorodkami, to start ogrzewania czy temperatury zasilania obniżymy.
Inne przyczyny zależą od bezwładności cieplnej samego budynku i instalacji oraz zysków ciepła bytowych i od nasłonecznienia. Np. te ostatnie są niejako stałe, ale im zimniej na zewnątrz, tym ich udział maleje. 
Każdy budynek i instalacja mają pewną bezwładność, czyli opóźnienie w osiąganiu zadanej temperatury w pomieszczeniu po podniesieniu temperatury zasilania i jej spadek po jej obniżeniu. Te temperatury nie zawsze nadążają za sobą. 
Dla naszego komfortu i kieszeni – tą bezwładność właśnie musimy skorygować.
Na szczęście producent Althermy przewidział szereg takich krytycznych sytuacji umożliwiając zarówno prostą jak i bardzo zaawansowaną regulację.
Omówmy je.
 
Jeśli w danym momencie jest nam za ciepło lub za zimno, albo chcemy podnieść/obniżyć temperaturę w budynku – to krzywą grzewczą możemy przesunąć równolegle w górę lub w dół, za pomocą strzałek temperatury i korekty +/- 1 do 10 stopni. Tak duży zakres korekty pozwala dostosować krzywą zarówno dla podłogówki jak i grzejników niskotemperaturowych.
 
Jeśli takie przesunięcie w górę lub w dół wymagane jest przez cały sezon grzewczy, to znaczy, że krzywa była ustawiona zbyt nisko lub za wysoko.
Należy wtedy podnieść/obniżyć temperatury 1-03 i 1-02 o wielkość przesunięcia krzywej grzewczej.
 
Typowym problemem jest przegrzewanie budynku następnego dnia po mroźnej nocy. Kilkugodzinne obniżenie temperatury zewnętrznej podnosi czasem znacznie zasilanie, chociaż w budynku jeszcze nie spadła temperatura.
W Althermie możemy w nastawach serwisowych wybrać uśrednianie pomiaru temperatury zewnętrznej z ostatnich 12-24-48-72h w zależności od bezwładności naszego budynku.
Sugeruję od razu wybrać 24 lub 48h i sprawdzić jak utrzymywana jest temperatura w budynku.
 
Dla pomp ciepła powietrze-woda szczególne są temperatury wokół 0 stopni, na którą nakłada się wysoka wilgotność względna. Cykle odszraniania są wtedy częstsze.
Jeśli nasz budynek i instalacja ma mały bezwład i szybko reaguje na przerwy w zasilaniu, możemy w Althermie aktywować kompensację temperatury zasilania w okolicy 0 stopni ( +/- 2-4 stopnie ) i w tym przedziale podbić krzywą grzewczą o w lub 4 stopnie.
 
Jeśli podczas mrozów jest za zimno, a w pozostałym okresie sezonu jest OK – to znaczy, że krzywa grzewcza jest zbyt płaska i musimy zwiększyć temperaturę 1-02, podnosząc krzywą z lewej strony
 
Jeśli podczas mrozów przegrzewamy budynek, to krzywa jest zbyt stroma i musimy obniżyć temperaturę 1-02 opuszczając ją z lewej strony.
 
Jeśli podczas mrozów jest OK, ale poza mrozami jest za zimno, to musimy mieć bardziej płaską krzywą, ale przesunięta w górę.
Zwiększamy więc temperaturę 1-03, podnosząc krzywą z prawej strony i ewentualnie przesuwamy w prawo temperaturę startu ogrzewania czyli 1-01
 
Jeśli podczas mrozów jest OK, a poza mrozami zbyt ciepło, to krzywa jest zbyt płaska i opuszczamy ją z prawej zmniejszając 1-03.
 
Samo sterowanie pogodowe nie zawsze jest czytelne dla użytkownika, bo nie przekłada się bezpośrednio na temperaturę wewnętrzną.
Czytelny jest termostat ze zrozumiałą temperatura 22 stopnie, a nie koniecznie przesunięcie krzywej grzewczej o np. aktualnej wartości zasilania 28 stopni + 2 stopnie.
Dlatego też często równolegle ze sterowaniem pogodowym korzystamy z termostatu pokojowego.
 
W większości pomp ciepła dostępnych na rynku, termostat pokojowy włącza lub wyłącza pompę ciepła, a sama pompa ciepła utrzymuje temperaturę wynikającą z krzywej grzania.
Jest to rozwiązanie dość ubogie.
Zauważmy, że jedna konkretna krzywa grzania, przy konkretnej temperaturze zewnętrznej jest w stanie zapewnić w budynku tylko jedną temperaturę wewnętrzną.
Nawet jak na termostacie ustawimy sobie 25 czy 28 stopni, to spowoduje on tylko włączenie pompy ciepła i jej pracę wg tej krzywej. Ale nie przesunie jej równolegle w górę.
Możemy od razu ustawić wysoką krzywą grzewczą, a potem gasić ją termostatem, ale to nieekonomiczne rozwiązanie.
W ten sposób z pompy ciepła z płynną modulacją mocy robimy pompę on/off, a to nie ma sensu.
 
W Althermie rozwiązano ten problem i zastosowano automatyczną adaptację krzywej grzewczej.
W nastawach serwisowych zezwalamy na modulacje temperatury zasilania w zakresie +/- 5 stopni.
Jeśli przy zasilaniu np. 30 stopni (które wynika z krzywej grzewczej) w budynku mamy temperaturę 20 stopni, a użytkownik na termostacie Althermy chce ją podnieść do 22 stopni, to pompa ciepła ma zgodę na podniesienie aktualnej temperatury zasilania o maksymalnie 5 stopni, aż w budynku zostanie osiągnięte 22 stopnie.
Czas modulacji, tj. szybkość przyrostu temperatury zależy od kolejnej nastawy serwisowej, jaką jest bezwładność instalacji lub inaczej typ emitera. Przy małej objętości wody, instalacjach grzejnikowych czy klimakonwektorach, bezwład instalacji określamy jako mały.
Natomiast przy podłogówce i dużych objętościach instalacji – jako duży.
Sytuacja jest analogiczna przy obniżeniu temperatury na termostacie. Zamiast wyłączenia pompy ciepła, mamy modulację zasilania w dół, oczywiście do dolnej granicy mocy pompy ciepła.
 
Mam nadzieję, że samodzielne poruszanie się po krzywej grzewczej będzie teraz dla użytkowników łatwiejsze.
Ten wpis został opublikowany w kategorii Ogrzewanie i oznaczony tagami , , , . Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

4 odpowiedzi na „Ustawienie krzywej grzewczej w pompie ciepła

  1. Mysław pisze:

    Tego szukałem… wprawdzie, nie mam Althermy (AlphInnotec), ale rozumiem już co i jak i dlaczego u mnie (to jeszcze wtórna sprawa chyba z instalacją hydrauliczną), albo mam ciepło na górze, albo ciepło na dole… albo jest w miare w całym budynku ale wtedy PC łazi całymi dobami.. na niskiej mocy (inwerter)… pozdrawiam

  2. Matik94 pisze:

    Ciekawy wpis, sam bym pewnie do tego nie doszedł.

  3. Wojtek pisze:

    "Jeśli więc ustawimy 25 stopni i nasza pompa ciepła pracuje z różnicą zasilanie/powrót, tzw. deltą, 5 stopni (25/20), to średnia temperatury wody w posadzce wyniesie 22,5 stopnia, a temperatura posadzki będzie do niej zbliżona lub nieco niższa. W pomieszczeniu będziemy wówczas mieli ok. 20-21 stopni. 

    Im na zewnątrz zimniej, tym bardziej grzejemy, ale sama temperatura posadzki nie rośnie już tak szybko. Początkowo przybliża się do powrotu, a potem spada poniżej."

    Witam Panie Adrianie. Czy mógłbym prosić o wytłumaczenie dokładniej jak to jest z tymi temperaturami posadzki podczas grzania? Szczególnie ostatnie zdanie. Mam PC on-off mocno przewymiarowaną więc nie grzeję wg krzywej tylko wg termostatu z maks. Tz=35C, dt=4K.Grzejąc tylko w taniej taryfie pompa rzadko kiedy dochodzi do temperatury 35C, może podczas mrozów -15/-20C jak pracuje w nocyponad 4-5 godzin ciurkiem. Jeśli mam 9cm wylewki to jakie temperatury osiąga posadzka podczas takiego grzania?

    Mam nadzieję, że jasno się wyraziłem o co mi chodzi. Pozdrawiam.

    • Najlepiej pomierzyć, bo ta temperatura jest wynikowa i zależy od rozstawu podłogówki, grubości wylewki, jej pokrycia, odbioru ciepła. Będzie ona pomiędzy temperaturą powrotu a pomieszczenia.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *