Sterowanie ogrzewaniem podłogowym - wybór regulatora
Histereza to najważniejszy parametr każdego regulatora temperatury, w szczególności regulatora do ogrzewania podłogowego. Histereza jest różnicą w stopniach pomiędzy temperaturą nastawioną a temperaturą, przy której regulator włącza lub wyłącza ogrzewanie.
Zobaczmy, jak to działa na konkretnym przykładzie.
Montujemy najtańszy termostat pokojowy z histerezą 1 stopień. Nastawiamy temperaturę docelową 22 stopnie Celsjusza. Sterować będziemy instalacją o średniej bezwładności cieplnej.
Na poniższej ilustracji prezentujemy działanie regulatora i wykres temperatury w pomieszczeniu.
Temperatura początkowa powietrza to 18 stopni. Ogrzewanie startuje o godzinie 9:00. Pomarańczowe pole to czas działania ogrzewania. Około godziny 11-tej temperatura osiąga 22 stopnie. Ponieważ jest to tani regulator z histerezą wynoszącą 1 stopień, wyłączył on ogrzewanie, dopiero gdy temperatura powietrza osiągnie 23 stopnie. Około godziny 13-tej ogrzewanie zostaje wyłączone, ale temperatura w pomieszczeniu dalej lekko rośnie, ponieważ nagrzana podłoga dalej oddaje ciepło i temperatura powietrza osiąga 22,2 st. C. Teraz zaczyna stygnąć. Około godziny 14-tej temperatura w pomieszczeniu spada poniżej nastawy 22 stopni id alej aż do 21 stopni (histereza 1 st.) i około godziny 16-tej następuje załączenie ogrzewania. Mimo tego w pomieszczeniu temperatura jeszcze lekko spada poniżej 21 stopni.
Jak widać, tani regulator z histerezą 1 stopnień spowodował, że wahanie temperatury w pomieszczeniu przekroczyło 2 stopnie. Typowa wylewka betonowa ma jeszcze większą bezwładność, ponieważ 1m2 waży około 150kg a moc sięga maksymalnie 100W. W takiej sytuacji wahania mogą być jeszcze większe i raz jest za ciepło a po 8-15 godzinach za zimno.
Zamontujmy więc lepszy termostat z histerezą 0,1 stopnia:
Na wykresie widać, że w początkowej fazie ogrzewania temperatura w pomieszczeniu także doszła do prawie 23 stopni, ale widać wyraźnie, że ogrzewania załącza się częściej na krótsze okresy czasu. Tutaj wahania temperatury powietrza są już mniej dramatyczne i stabilizują się w okolicach 0,5 stopnia od nastawionej po kilka cyklach.
Zastosujmy więc regulator adaptacyjny ze sterowaniem PWM (sterowanie szerokością impulsu). Regulator taki posiada wbudowany algorytm (PID), który na podstawie poprzednich cykli ogrzewania oblicza czas działania ogrzewania, ale tak by temperatura w pomieszczeniu była stabilna.
Nowy, podłączony regulator adaptacyjny także w pierwszym cyklu przegrzał pomieszczenie, jednak już w drugim cyklu odchyłka wyniosła 0,5 stopnia. Po 2 dobach, wahania temperatury spadły do około 0,1 stopnia. W przypadku klasycznej instalacji w płycie grzewczej betonowej o grubości 6 cm, czas nauki może wynieść 3-4 dni.
Przy zakupie regulatora adaptacyjnego PWM należy sprawdzić na obciążalność styków wbudowanego przekaźnika.
- Regulatory o obciążeniu 16A nadają się do ogrzewania podłogowego wodnego (sterowanie napędami na zaworze) oraz do ogrzewania elektrycznego (obwody o mocy do 3600W).
- Regulatory o obciążeniu 2-3A przeznaczone są wyłącznie do sterowania ogrzewaniem wodnym.
Regulatory adaptacyjne PWM występują także jako radiowe, w postaci termostatów zasilanych bateryjnie oraz jako element zintegrowanych systemów sterowania i automatyki budynkowej. Sprawdzają się znakomicie także w instalacjach grzejnikowych konwekcyjnych jak i nadmuchowych.
Do pomiarów na potrzeby tego poradnika wykorzystaliśmy system automatyki budynkowej Home Assistant. Do zilustrowania pracy regulatora adaptacyjnego PWM, wykorzystaliśmy regulator OWD5 Elektra.
Zostaw swoją ocenę jeśli uważasz, że to wartościowy poradnik - dzięki temu wiemy jakie treści są najbardziej przydatne i że warto nad nimi pracować.Ostatnia aktualizacja: październik 2022.