Wpływ regulatora na efektywność systemu grzewczego

Rodzaje regulatorów temperatury stosowanych w systemach grzewczych

Wzrost efektywności systemu grzewczego w zależności od typu regulatora

Wpływ zastosowanego regulatora na koszy ogrzewania domu

Wydanie 1/2015

15.11.2015

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Rolą regulatorów temperatury jest oddziaływanie

na pracę obiegów grzewczych i samego źródła ciepła,

np. kotła grzewczego lub pompy ciepła, tak aby ich

wydajność była dostosowywana do potrzeb cieplnych

Wydajność grzewcza obiegu ogrzewania lub źródła

ciepła może być uzależniana od temperatury

wewnętrznej, zewnętrznej lub od obydwu temperatur

Regulatory wykorzystują także różne rodzaje

algorytmów pracy, w tym także funkcje samouczące

(np. adaptacyjna nastawa krzywej grzewczej), ze

względu na dużą bezwładność cieplną budynku

i systemu grzewczego

Wpływ działania regulatora na zużycie paliwa lub

energii elektrycznej przez źródło ciepła, wynika z kilku

czynników, które jednak sprowadzają się do faktu

wykorzystania regulacji temperatury wody grzewczej

i określania czasów pracy (tryb dzienny i nocny)

Zadanie regulatora temperatury

Vaillant ecoTEC plus VC

+ calorMATIC 470

3

Wpływ regulatora temperatury na pracę

źródła ciepła

Obniżanie temperatury powrotu wody grzewczej

odgrywa kluczowe znaczenie dla podwyższania

sprawności pracy kotła kondensacyjnego zwiększając

intensywność procesu kondensacji i odzysku ciepła

z pary wodnej zawartej w spalinach. Obniżenie

temperatury powrotu o 3 stopnie zwiększa o około

1 % sprawność gazowego kotła kondensacyjnego

Obniżanie temperatury zasilania wody grzewczej

odgrywa kluczową rolę dla uzyskiwania wysokiej

efektywności pracy pompy ciepła. Niższa o 3 stopnie

temperatura wody na wyjściu z pompy ciepła,

zwiększa jej efektywność COP o około 78 %

Regulator temperatury w znaczącym stopniu wpływa na sprawność pracy nowoczesnych

niskotemperaturowych źródeł ciepła: kotłów kondensacyjnych oraz pomp ciepła. W ich

przypadku istotne jest zapewnianie pracy z jak najniższymi temperaturami wody grzewczej.

Płynne obniżanie temperatury pracy źródła ciepła jest możliwe w pełnym tego słowa

znaczeniu, przy zastosowaniu regulatorów pogodowych, które uzależniają to od zmian

temperatury na zewnątrz budynku

-3 K

1%

-3 K

78%

4

Funkcjonalne regulatory temperatury posiadają szereg funkcji czasowych służących

głównie obniżaniu zużycia paliwa lub energii elektrycznej przez źródło ciepła. Podstawową

funkcję stanowi możliwość określania przedziałów czasowych dla pracy systemu grzewczego

w trybie dziennym i nocnym. Obniżanie temperatury wymaganej pomieszczeń w ciągu nocy

(także w dzień pod nieobecność mieszkańców) obniża temperaturę wody grzewczej, a także

skraca czas pracy źródła ciepła, co przekłada się na obniżenie kosztów ogrzewania.

Funkcje czasowe regulatora temperatury

Vaillant calorMATIC 470

5

Sezonowa efektywność energetyczna

gazowego kotła kondensacyjnego

Gazowe kotły kondensacyjne mogą uzyskiwać sprawność

znormalizowaną do 109% w odniesieniu do wartości opałowej

paliwa i do 98% w odniesieniu do ciepła spalania paliwa

Według wprowadzonych w życie w krajach UE we wrześniu

2015 roku wymagań określania efektywności energetycznej,

ten sam kocioł może uzyskiwać średnioroczną efektywność

w trybie ogrzewania pomieszczeń 92%. Jest to wartość

odniesiona do tzw. energii pierwotnej, która uwzględnia także

zużycie energii elektrycznej dla własnych potrzeb (głównie dla

zasilania pompy obiegowej) i straty ciepła w stanie czuwania

Przykład etykiety energetycznej dla wiszącego gazowego

kotła kondensacyjnego Vaillant ecoTEC VC PL 206/5-5,

o średniorocznej efektywności energetycznej w trybie

ogrzewania pomieszczeń: 92%, co przyporządkowuje

go do najwyższej obecnie klasy efektywności A, dla

tego typu urządzeń. Wyższe klasy są osiągalne przy

połączeniu z kolektorami słonecznymi lub dla pomp ciepła

Dodatkowo etykieta informuje o głośności pracy (poziom

mocy akustycznej) oraz o znamionowej mocy cieplnej

6

Klasy regulatora temperatury wg

rozporządzenia Komisji UE nr 811/2013

Rozporządzenie delegowane Komisji (UE) nr 811/2013

z dnia 18 lutego 2013 r. uzupełniające dyrektywę

Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE

w odniesieniu do etykiet efektywności energetycznej

m.in. dla ogrzewaczy pomieszczeń, definiuje wpływ

regulatora temperatury na efektywność energetyczną

zestawu (np. kocioł gazowy + regulator)

W zależności od klasy regulatora oraz źródła ciepła

z jakim on współpracuje, przyznawana jest „premia”

(dodatek) do obliczanej całkowitej sezonowej

efektywności energetycznej ogrzewania pomieszczeń

7

Klasy regulatora oraz premia (dodatek)

do obliczanej efektywności energetycznej

Zestawienie cech regulatorów wg klas z rozporządzenia Komisji UE nr 811/2013:

Klasa Rodzaj regulatora

Czujnik temperatury Regulacja

mocy

ogrzewacza

Wpływ na temperaturę

wody Premia

wewn. zewn.

I POKOJOWY (termostat

mechaniczny) TAK - ON/OFF NIE 1%

II

POGODOWY

- TAK modulowana

TAK

przez modulację mocy

ogrzewacza

2%

III

POGODOWY

- TAK ON/OFF

TAK

przez włączanie/wyłączanie

ogrzewacza

1,5%

IV

POKOJOWY (termostat z

trybem proporcjonalno-

całkującym, funkcje

samouczące)

TAK - ON/OFF

TAK

przez włączanie/wyłączanie

ogrzewacza

2%

V

POKOJOWY (termostat

elektroniczny) TAK - modulowana

TAK

przez modulację mocy

ogrzewacza

3%

VI

POGODOWY

TAK TAK modulowana

TAK

przez modulację mocy

ogrzewacza

4%

VII

POGODOWY

TAK TAK ON/OFF

TAK

przez włączanie/wyłączanie

ogrzewacza

3,5%

VIII

POGODOWY (sterowniki

wielofunkcyjne, także

swobodnie programowalne)

TAK

(min. 3) TAK modulowana

TAK

przez modulację mocy

ogrzewacza

5%

8

3 przykłady regulatorów temperatury

CO CO CO

Regulator pokojowy Vaillant calorMATIC 350

Regulator pogodowy Vaillant calorMATIC 470

Regulator pogodowy Vaillant calorMATIC 630

Klasa regulatora jest zależna od rodzaju i ilości pomiarów temperatury, a także od rodzaju

źródła ciepła. Wyższą klasę uzyskuje ten sam regulator temperatury współpracując np.

z kotłem z palnikiem modulowanym zamiast z kotłem z palnikiem typu „włącz/wyłącz”

Klasa regulatora: V

Premia: 3%

Klasa regulatora: VI

Premia: 4%

Klasa regulatora: VIII

Premia: 5%

Zastosowany kocioł: gazowy kondensacyjny z palnikiem modulowanym: Vaillant ecoTEC VC PL 206/5-5

A B C

9

Gazowy kocioł kondensacyjny

z regulatorem pokojowym (przykład A)

2

Regulator pokojowy (1) wpływa na regulację mocy

kotła (2) w zależności od temperatury wewnętrznej

Udział pokojowego regulatora temperatury (premia)

w sezonowej efektywności energetycznej ogrzewania

pomieszczeń jest zakładany na 3% pod warunkiem

współpracy z urządzeniem grzewczym o modulowanej

mocy. W przypadku urządzenia pracującego w trybie

„włącz/wyłącz” premia jest zakładana na 2%

Klasa regulatora: V

Premia: 3%

Klasa efektywności:

Efektywność: 95%

Klasa efektywności:

Efektywność: 92%

Kocioł kondensacyjny Vaillant ecoTEC VC PL 206/5-5

Regulator pokojowy Vaillant calorMATIC 350

Zestaw: kocioł + regulator

1

CO

A

10

Gazowy kocioł kondensacyjny

z regulatorem pogodowym (przykład B)

2

1

Klasa regulatora: VI

Premia: 4%

Klasa efektywności:

Efektywność: 96%

Klasa efektywności:

Efektywność: 92%

Kocioł kondensacyjny Vaillant ecoTEC VC PL 206/5-5

Regulator pogodowy Vaillant multiMATIC 700

Zestaw: kocioł + regulator

CO

Jeżeli regulator pogodowy (1) wpływa na regulację

mocy kotła (2) jedynie w zależności od temperatury

zewnętrznej, to premia zwiększająca sezonową

efektywność energetyczną ogrzewania pomieszczeń,

jest zakładana na 2%

Dla regulatora pogodowego pracującego dodatkowo

z czujnikiem temperatury wewnętrznej, premia jest

zakładana na 4% (urządzenie z modulowaną mocą)

B

11

Gazowy kocioł kondensacyjny z regulatorem

pogodowym i czujnikami temp. (przykład C)

1

3

Klasa regulatora: VIII

Premia: 5%

Klasa efektywności:

Efektywność: 97%

Klasa efektywności:

Efektywność: 92%

Kocioł kondensacyjny Vaillant ecoTEC VC PL 206/5-5

Regulator pogodowy Vaillant multiMATIC 700 + VR 71

Zestaw: kocioł + regulator

2

Jeżeli regulator pogodowy (1) współpracuje z kilkoma

czujnikami temperatury wewnętrznej (2) sterującymi

pracą poszczególnych obiegów grzewczych centralnego

ogrzewania (CO) i wpływa na regulację urządzenia

grzewczego o modulowanej mocy grzewczej, to premia

zwiększająca sezonową efektywność energetyczną

ogrzewania pomieszczeń, jest zakładana na 5%. Jest to

najwyższa wartość premii przyznawanej regulatorom

CO

C

12

Etykieta efektywności energetycznej kotła

z odrębnym regulatorem temperatury

Etykieta efektywności energetycznej kotła z odrębnym

regulatorem temperatury jest tworzona jak dla zestawów

kotła z dodatkowym ogrzewaczem, podgrzewaczem wody

użytkowej, czy też instalacją solarną

Etykieta wskazuje na zastosowanie odrębnego

regulatora temperatury. Klasa efektywności w każdym

z trzech omawianych przykładów będzie jednakowa: A

Klasa A jest przyznawana ogrzewaczom pomieszczeń

(samodzielnym lub w zestawach), które uzyskują efektywność

energetyczną większą lub równą 90% i nie większą niż 98%

Różnice w efektywnościach będą widoczne w kartach

produktu, które oprócz etykiety musi posiadać ogrzewacz

pomieszczeń bądź zestaw z nim

13

Wpływ regulatora na podwyższenie

efektywności energetycznej

Jak podkreśla rozporządzenie Komisji UE nr 811/2013, obliczane wyniki efektywności

energetycznej dla urządzenia lub zestawu grzewczego mają charakter porównawczy.

Będąc obliczanymi przy określonych założeniach nie mogą służyć określaniu kosztów

eksploatacyjnych, np. kosztów ogrzewania domu. Tym niemniej można posłużyć się

różnicami w efektywności energetycznej dla zastosowania poszczególnych regulatorów,

aby szacunkowo określić dla nich zmianę kosztów ogrzewania w stosunku do przykładu

podstawowego

Dla przykładowego budynku według szczegółowych założeń,

zużycie gazu ziemnego dla gazowego kotła kondensacyjnego

wynosi: 1.542 m3/rok na cele ogrzewania CO oraz 460 m3/rok

na cele podgrzewania wody użytkowej CWU. Łącznie zużycie

wynosi nieco ponad 2.000 m3/rok, co przy taryfie zakupowej

W-3 dla gazu GZ-50 wiąże się z kosztami zakupu 4.677 zł/rok

2.000 m3/rok 4.677

zł/rok

14

Porównanie kosztów ogrzewania przy

zastosowaniu regulatorów temperatury

Regulator pogodowy Vaillant multiMATIC 700

Regulator pogodowy Vaillant multiMATIC 700 + moduł VR 71

Klasa regulatora: VI

Premia: 4%

Klasa regulatora: VIII

Premia: 5%

B C

Jeżeli zużycie gazu ziemnego dla ogrzewania domu (1.542 m3/rok) określono dla

podstawowego wariantu regulatora wbudowanego w kotle, to przy zastosowaniu

dodatkowego regulatora, to możliwe będą do uzyskania oszczędności:

Regulator pokojowy Vaillant calorMATIC 350

Klasa regulatora: V

Premia: 3%

A

- 46 m3/rok - 108 zł/rok - 62 m3/rok - 144 zł/rok - 77 m3/rok - 180 zł/rok

15

Obniżenie kosztów ogrzewania przez

zastosowanie regulatora temperatury

Zastosowanie nowoczesnego regulatora temperatury w połączeniu ze źródłem ciepła

o wysokiej efektywności pracy (kocioł kondensacyjny lub pompa ciepła) pozwala

dodatkowo obniżyć koszty ogrzewania domu. Warunkiem jest jednak połączenie

regulatora ze źródłem ciepła, które pozwala reagować na sygnały sterujące z regulatora

w celu płynnego obniżania mocy cieplnej. Uzyskuje się przez to zauważalny wzrost

sprawności kotła lub efektywności pompy ciepła

Inwestycja w zakup nowoczesnego regulatora temperatury pozwala uzyskać dodatkowe

oszczędności i cechuje się krótkim okresem zwrotu kosztów inwestycji. Nawet przy cenie

regulatora kilkuset złotych, jeśli oszczędności roczne wynoszą 100÷200 zł, inwestycja ma

szansę zwrócić się w ciągu zaledwie kilku lat. Dodatkowym atutem pozostaje zwiększenie

komfortu użytkowania systemu grzewczego poprzez poszerzenie zakresu funkcji, a także

z uwagi na fakt przeniesienia obsługi z kotłowni do pomieszczenia mieszkalnego, w którym

zabudowano regulator temperatury

Chłodzenie

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji