Sterowanie pogodowe, a ogrzewanie nadmuchowe pompą ciepła

Dość często pojawia się pytanie o sterowanie pogodowe w układach ogrzewania nadmuchowego.
Jest możliwe? A jeśli tak, to którą temperaturą tutaj sterować i w jaki sposób?

 
Dla przypomnienia kilka słów o klasycznej pogodówce. (więcej tutaj, we wpisie z przed kilku lat)
Pogodówka to sterowanie ogrzewaniem w oparciu o temperaturę zewnętrzną. 
Im na zewnątrz jest zimniej, tym bardziej musimy wewnątrz grzać.
W przypadku tradycyjnych instalacji wodnych (podłogówka, klimakonwektory, grzejniki) – bardziej grzać , oznacza podnieść temperaturę zasilania wody jaką kierujemy na naszą instalację.
Np. w przypadku ogrzewania podłogowego w połączeniu z pompą ciepła, zakres temperatur w jakim odbywa się zmiana temperatury przy regulacji pogodowej to 25-35 stopni.
 
Automatyka naszego urządzenia grzewczego, na podstawie temperatury zewnętrznej odczytanej z czujnika zewnętrznego, oblicza wymaganą temperaturę pogodową. 
Oblicza, np. na podstawie takiego wykresu.
 
krzywa_grzewcza_altherma
Lo i Hi z literkami A to temperatury zewnętrzne, niska (-20 stopni) i wysoka (+15 stopni, start ogrzewania), a odpowiada im zasilanie z literką Ti.
 
Na powrocie i zasilaniu wody z naszego źródła ciepła (kocioł, pompa ciepła) mamy kolejne czujniki temperatury.
Na ich podstawie, ta sama automatyka tak steruje pracą urządzenia, by utrzymać obliczoną temperaturę zasilania.
 
Jak to działa?
W przypadku pompy ciepła on/off, sterowanie jej pracą, to nic innego jak sterowanie jej czasem pracy, ewentualnie włączeniem/wyłączeniem dodatkowej grzałki.
A więc pompa ciepła on/off grzeje tak długo, aż osiągnie żądana temperaturę, po czym zostaje wyłączona.
Oczywiście producenci starają się opracować mniej lub bardziej wymyślne algorytmy. Zagrzeje trochę wyżej, pozwoli wystygnąć do trochę mniej, trochę wcześniej się włączy czy później wyłączy. Ale tak czy inaczej, wszystko sprowadza się do włączenia czy wyłączenia urządzenia.
 
W przypadku pompy ciepła inverterowej, uzyskanie odpowiedniej, czyli tej żądanej pogodowej temperatury zasilania, odbywa się w o wiele bardziej zaawansowany sposób, bo poprzez modulację mocy.
 
Jak?
Uzyskiwanie na wymienniku pompy ciepła freon/woda odpowiedniej temperatury zasilania polega na tłoczeniu freonu (w postaci gazowej) do tego właśnie wymiennika i sprężaniu go do odpowiednio wysokiego ciśnienia, a tym samym  i wysokiej temperatury, tzw. temperatury skraplania. (tutaj trochę więcej o obiegu chłodniczym pompy ciepła)
W wymienniku ten gorący freon ochładza się i oddaje ciepło do wody z podłogówki.
Automatyka inverterowej pompy ciepła czuwa więc nad tym, by tego freonu była odpowiednia ilość i pod odpowiednim ciśnieniem (czyli o odpowiedniej temperaturze).
W przeciwieństwie do pompy ciepła on/off, sprężarka inverterowa pracuje szybciej lub wolniej, płynie dopasowując się do potrzeb.
Jeśli nasz dom potrzebuje niższej temperatury (a więc mniejszej ilości ciepła), to sprężarka pracuje wolniej, nie musi uzyskiwać wysokich ciśnień, ani przetłaczać dużej ilości czynnika, pobierze też mniej prądu.
Przy dużym zapotrzebowaniu na ciepło – sytuacja jest odwrotna.
Proste?…. – proste.
 
Sterowanie pogodowe w połączeniu z inverterową pompą ciepła stanowi doskonały duet.
Idealne dopasowanie pacy urządzenia do zmieniających się warunków pogodowych daje nam wymierne korzyści.
I kolejni producenci odchodzą powoli od pomp on/off, idąc w kierunku pomp inverterowych.
 
 
Jak już wiemy jak to działa, to możemy przejść do ogrzewania nadmuchowego czyli pomp ciepła powietrze/powietrze.
 
Tutaj sytuacja jest podobna, ale nie tak oczywista.
Nie interesuje nas już zmienna temperatura zasilania, tylko temperatura jaką chcemy mieć u nas w domu. A ta jest z zasady stała. np. 20 stopni.
 
W dalszej części pominę w ogóle pompy ciepła powietrze/powietrze typu on/off, bo  trudno mówić tutaj o jakimkolwiek zaawansowanym sterowaniu, a pozostanę przy pompach inverterowych.
 
U przeważającej większości producentów pomp ciepła powietrze/powietrze nie ma czegoś takiego jak sterowanie pogodowe.
 
Jak więc wygląda regulacja mocy grzewczej?
Jedynym parametrem wykorzystywanym do sterowania jest temperatura pomieszczenia.
Różnica miedzy tym co chcemy mieć, a tym co mamy w pomieszczeniu, wpływa na temperaturę wymiennika, czyli temperaturę skraplania.
Pompy ciepła pracują w dość sztywno określonym zakresie temperatur skraplania (czyli inaczej temperatur wymiennika).
Zazwyczaj jest to przedział od ok. 40-42 stopni do 55-60 stopni – tzw dolna i górna granica temperatury skraplania.
Jeśli różnica pomiędzy pomieszczeniem a żądanie będzie duża, to pompa dąży do wysokiej temperatury wymiennika i pompa ciepła dmucha cieplejszym powietrzem.
Jeśli zbliżamy się do temperatury żądanej, to pompa schodzi do niższej temperatury skraplania i „dmucha” mniej ciepłym powietrzem.
Dąży do temperatury oznacza tutaj, że sprężarka, podobnie jak pisałem wcześniej pracuje szybciej/wolniej i uzyskuje wyższe/niższe ciśnienia kosztem poboru mocy elektrycznej.
A więc pełna zaleta invertera.
Ale na razie to tylko połowa tego duetu, o którym pisałem wcześniej.
A pogodówka???
Po co grzać do 60 stopni wymiennik, jak za oknem jest np. +12 stopni?
Nie wystarczy np. do 50 stopni???
Nie będzie oszczędniej, skoro sprężarka nie musi tak mocno kręcić?
A może w ogóle przez cały sezon wystarczy maksymalna temperatura na poziomie 50 stopni?
 
W pompach powietrze/powietrze Daikin SkyAir smart inverter, które stosujemy w układach ogrzewania nadmuchowego, producent umożliwił zmianę górnej temperatury skraplania oraz uzależnienie jej od temperatury zewnętrznej, czyli nic innego jak właśnie sterowanie pogodowe w ogrzewaniu nadmuchowym.
 
W tym pierwszym wypadku mamy do wyboru 5 górnych temperatur wymiennika jednostki nawiewnej w przedziale od 42 do 60 stopni.
 
W tym drugim wypadku mamy klasyczną pogodówkę, zgodnie z poniższym wykresem.
 
zmienna temperatura skraplania
 
Dla temperatur zewnętrznych G i H użytkownik może określić własną górną graniczną temperaturę wymiennika E i F.
Obniżenie temperatur wymiennika zmniejsza nam oczywiście dynamikę ogrzewania nadmuchowego, ale tym samym zwiększa SCOP w całym sezonie grzewczym.
Co istotne, wybór sterowania pogodowego nie wyklucza funkcji tzw. szybkiego ogrzewania.
Po wybraniu jej ze sterownika, pompa ciepła pracuje z maksymalna mocą i maksymalną temperaturą wymiennika przez 20 minut, po czym wraca do sterowania pogodowego.
 
Powyższe zasady odnoszą się również do chłodzenia.
Zamiast górnej granicznej temperatury wymiennika na grzaniu (temperatury skraplania) mamy dolną graniczną temperaturę na chłodzeniu (temperaturę odparowania).
 
zmienna temperatura parowania
 
Mieści się ona w zakresie 2 do 20 stopni a taki wybór chłodzenia pogodowego również poprawia efektywność i podnosi nam "SCOP" na chłodzeniu czyli współczynnik SEER.
Im cieplej, tym wymiennik osiagnie niższą temperaturę.
 
No ale takie smaczki i możliwości sterowania mamy właśnie w Daikinie 🙂
Nie spotkałem takich rozwiązań u innych producentów.

1 thought on “Sterowanie pogodowe, a ogrzewanie nadmuchowe pompą ciepła

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.