Jeszcze 20 lat temu idea kontrolowania temperatury w każdym pomieszczeniu domu bez ruszania się z fotela, brzmiała jak pomysł zaczerpnięty z filmów science-fiction. Dziś zaś każdy, kto staje przed wyzwaniem jakim jest budowa, przebudowa lub remont domu i mieszkania, może przebierać w kilku lub kilkunastu ofertach systemów sterowania ogrzewaniem o różnym stopniu zaawansowania technologicznego, które poprzez inteligentną kontrolę temperatury gwarantują oszczędności nawet do 30% w skali roku (wg niektórych oferentów).

Sterownik Auraton z najmniejsząistniejącą głowicą. Fot. 1. Sterownik Auraton z najmniejszą istniejącą głowicą. Każda głowica Auraton indywidualnie uczy się jak szybko zmienia się temperatura w pomieszczeniu. Dzięki temu przewiduje o ile powinna zmienić pozycję, by zachować właściwą temperaturę w pomieszczeniu i, co się z tym łączy, zaoszczędzić energię. Największą przewagą głowicy Auraton, oprócz małego rozmiaru, jest fakt, iż nie mierzy ona temperatury bezpośrednio przy grzejniku. Inne głowice dostępne na rynku mierzą temperaturę wokół siebie, przez co następuje duże przekłamanie, szczególnie gdy np. zasłona nachodzi na grzejnik lub padają na nią promienie słoneczne. W systemie Auraton temperatura mierzona jest przez sterownik, który znajduje się w dowolnym miejscu i wysyła informację do głowicy. Fot. LARS

Nie musimy być w domu, by włączyć lub wyłączyć ogrzewanie, możemy zaplanować tygodniowe cykle dopasowane do godzin pobytu rodziny w domu i do okresów, gdy wszyscy są poza domem – i w ten sposób uwolnić się od myślenia o niezakręconych lub zbyt mocno rozkręconych grzejnikach, kaloryferach oraz o kosztach z tym związanych. Możliwości są ogromne, rozwiązania dostępne dla wszystkich i opłacalne.

Elektroniczne głowice termostatyczne

Te niewielkie urządzenia (waga około 150–200 g z bateriami, długość ~10 cm, średnica ~ 50 mm) dzięki elektronice regulują pracę grzejników. Są najprostszym sposobem na rozpoczęcie przygody z inteligentnym sterowaniem ogrzewaniem w domu. To łatwe w użytkowaniu, wygodne i eleganckie urządzenia, które coraz częściej zastępują tradycyjnie montowane w Polsce na grzejnikach wodnych głowice mechaniczne. Najciekawszymi z nich są oferowane przez wielu producentów głowice z wyświetlaczem, bezprzewodową komunikacją (zasięg do 30 m) i możliwością łączenia się w sieci ogólnodomowe. Pozwalają na bardzo dokładną regulację temperatury, zaprogramowanie cykli dobowych i wielodniowych i ponadto coraz częściej wyposażane są w funkcję wykrywania otwartego okna. Polega to na tym, że podczas wietrzenia pokoju czujnik wykrywa gwałtowny spadek temperatury, co odczytuje jako sygnał o otwartym oknie. Ogrzewanie wówczas się wyłącza i uruchamia dopiero po wykryciu wzrostu temperatury powyżej ustalonego progu. Jest też inne rozwiązanie – współpraca głowicy z inteligentną klamką wyposażoną w nadajnik informujący o jej pozycji, a zatem o stopniu otwarcia okna. Głowica otrzymuje sygnał o zamkniętym, rozszczelnionym lub otwartym oknie i reaguje adekwatnie do każdego z tych trzech wariantów.
Ogromną zaletą wielu zawansowanych głowic elektronicznych jest wspomniana już możliwość łączenia je w swoiste sieci domowe - można wówczas sterować nimi wszystkimi na raz lub pojedynczo, oczywiście w zakresie temperatur, na jakie pozwolił producent, czyli z reguły od 5ºC do około 40ºC. Obsługa manualna elektronicznych głowic zawsze jest bardzo łatwa, gdyż w praktyce sprowadza się do opanowania funkcji na 3–5 przyciskach, które zabezpiecza się przed manipulacją dzieci i którym towarzyszy najczęściej podświetlany ekran LCD. Podobnie łatwy jest montaż, który najczęściej polega na włożeniu baterii, ustawieniu danych (data, godzina, język obsługi, itp.), zdemontowaniu starej głowicy, zamontowaniu łącznika zaworu i na koniec samej głowicy. Bywa, że potrzebny jest specjalny adapter, jeśli grzejnik wyposażony jest w przyłącze inne od standardowego (M30 x 1.5), lecz to nie stanowi problemu – adaptery są powszechnie dostępne, zaś wiele elektronicznych głowic oferuje się od razu z jednym lub dwoma adapterami w komplecie.

Sterowniki pomp, centralki ogrzewania podłogowego

Gira G1 Fot. 2. Gira G1 jest genialnym rozwiązaniem, gdyż służy do sterowania wszystkim, co znajduje się w danym pomieszczeniu. A także poza nim. Pierwszą funkcję uruchamia się przez przyłożenie dłoni do urządzenia. To niezwykle wygodne, gdy wchodzi się do ciemnego pomieszczenia. Tym bardziej, że równocześnie podświetla się ekran umożliwiając wybranie dowolnej funkcji. Jedną z nich jest sterowanie ogrzewaniem oraz klimatyzacją. Przesuwając palcem po czytelnym wykresie można ustawić pożądana temperaturę. A lekkimi dotknięciami skorygować pożądany tryb pracy, który zwykle ustawiamy automatycznie za pomocą wbudowanego zegara sterowniczego. Czytelnie jest też wskazana aktualnie panująca w pomieszczeniu temperatura. Podobnie można sprawdzić temperaturę w każdym innym pokoju i w razie potrzeby skorygować ją. Bez potrzeby wędrowanie do innego pomieszczenia. Lista zalet Gira G1 jest znacznie większa, gdyż spełnia on także funkcję wideo domofonu, sterownika żaluzji i rolet oraz wyłącznika i ściemniacza oświetlenia. Dzięki temu, że instalacja komunikuje się także za pośrednictwem WiFi, można go zainstalować zawsze i niemal wszędzie. Fot. GIRA

Te urządzenia współpracują z pompami cyrkulacji ciepłej wody użytkowej – często wykrywają je automatycznie – i przeznaczone są do automatycznego załączania i wyłączania pomp obiegowych w zależności od zmierzonej temperatury. Zasada działania jest prosta: zespół STEROWNIK-POMPA wymusza obieg wody w instalacjach C.O. oraz ciepłej wody użytkowej – obojętne czy są to instalacje z kotłem węglowym, czy też gazowym – bazując na zmierzonej temperaturze i kierując się wpisanymi programami. Sterowniki pomp mogą też współdziałać w ramach układów C.O. z termokominkami lub nawiewowymi kotłami na miał i węgiel. Cechują się dużym zakresem sterowania temperaturą: od ~10ºC do nawet 90ºC i coraz większą multizadaniowością, obsługiwaną poprzez przyciski lub dotykowy wyświetlacz LCD i obejmującą m.in. takie funkcje, jak funkcja maksymalnej mocy wentylatora nawiewowego, funkcja awaryjnego odbioru ciepła, funkcja dokładania paliwa do paleniska, funkcja utrzymywania stałej temperatury wody w zasobniku lub w instalacji ciepłej wody użytkowej, funkcja ustawiania programów dobowych i tygodniowych, funkcja automatycznego ustawiania daty, godziny, czasu czy też funkcja automatycznego przestawiania się między czasem letnim i zimowym.
Warto mieć na uwadze fakt, iż wiele z tych sterowników pozwala na mobilne sterowanie ich pracą, dzięki sprzęgnięciu ich z siecią internetową i wyposażeniu w moduł komunikacyjny i jednocześnie dzięki adekwatnej aplikacji instalowanej na smartfonie, tablecie lub w komputerze PC. Aplikacje takie dają również wgląd w informacje o stanie pracy kotła, ewentualnych problemach technicznych, usterkach, temperaturach wewnątrz pomieszczeń, jak też o temperaturze na zewnątrz i kilku innych parametrach.
Część sterowników – montowanych najczęściej naściennie – bywa nazywana „regulatorami pogodowymi”, ze względu na to, iż regulują temperaturę wewnątrz budynku opierając się na wskazaniach temperatury na zewnątrz i zestawiając jej poziom z bieżącą temperaturą wewnątrz budynku. Te zaś, które opierają się na wskazaniach wyłącznie temperatury zmierzonej wewnątrz pomieszczeń, nazywa się czasem „regulatorami pokojowymi”. Jest to de facto wyłącznie kwestia nomenklatury przyjętej przez producenta – w gruncie rzeczy zawsze chodzi o sterownik współpracujący z pompą ciepłej wody.
Część producentów wyróżnia osobną grupę sterowników – tzw. centrale ogrzewania podłogowego. Tego rodzaju sterowniki to urządzenia, które zarządzają kilkoma strefami grzewczymi (każdy pokój to inna strefa) i wykrywają siłowniki termoelektryczne montowane na listwach rozdzielacza ogrzewania podłogowego.

Inteligentne systemy sterowania ogrzewaniem w całym domu

Sterowniki są dziś „obudowywane” mnóstwem innych elementów – czujnikami, włącznikami, manipulatorami w każdej strefie dla jej indywidualnego regulowania, siłownikami, głowicami i klamkami inteligentnymi – i w takiej rozbudowanej postaci oferowane jako inteligentne systemy grzewcze dla domów, sygnowane atrakcyjnymi nazwami handlowymi. Wszystkie wymienione elementy systemu komunikują się ze sobą bezprzewodowo, np. drogą radiową w oparciu o protokół LMS, osiągając z reguły zasięg do 30 metrów – przy założeniu, że ściany mają średnio do 30 cm grubości. Oczywiście możliwość mobilnego sterowania ich działaniem też wchodzi w grę i działa to na zasadach opisanych w poprzednim rozdziale. Podobnie z ogrzewaniem podłogowym (wodnym lub elektrycznym) – nie ma przeszkód by włączyć je w system. Jednak jeśli użytkownik chce pójść dalej i zdecyduje się na pełną automatykę domu, czyli połączenie w jeden system wszystkich możliwości sterowania – ogrzewaniem i wentylacją, oświetleniem, roletami, alarmem, kontrolą obecności ludzi w domu, oknami, itd. – wówczas musi sięgnąć po ukoronowanie wszystkich rozwiązań w zakresie automatyki domu, czyli po system KNX.

Systemem Danfoss Link Fot. 3. Systemem Danfoss Link można sterować z poziomu tabletu lub smartfona dzięki bardzo intuicyjnej aplikacji. Aplikację tą można pobierać za darmo ze sklepu Google Play (dla systemu Android) oraz App Store (dla systemu IOS). Fot. DANFOSS

KNX – sterowanie ogrzewaniem jako jednym z elementów sterowania budynkiem

KNX to nic innego, jak integracja wszystkich funkcji zarządzania domem. Ten europejski system oparty jest na obwodach sterujących (24 V, bezpieczne dla człowieka), poprowadzonych całkowicie oddzielnie od zasilających. Wszystkie informacje dla realizacji funkcji sterowniczych, pomiarowych, kontrolnych i regulacyjnych – kierowane do każdego odbiornika – przekazywane są w trybie szeregowej transmisji symetrycznej za pomocą jednego przewodu magistralnego, który dosłownie oplata cały dom. Przy każdym odbiorniku znajduje się element magistralny z mikroprocesorem i właściwym rodzajem pamięci, dla którego główna magistrala jest źródłem informacji oraz oczywiście zasilania. W gruncie rzeczy KNX tworzy zdecentralizowany system automatyki domu, z rozproszoną inteligencją, multitaskingiem i relacjami peer to peer pomiędzy poszczególnymi elementami systemu, co oznacza, że np. pojedyncza wiadomość może powodować działanie dziesiątek wręcz urządzeń podłączonych do systemu KNX (gaszenie lamp w całym budynku jednym przyciskiem itd.).
W kontekście systemów inteligentnego ogrzewania, KNX pozwala na ogromne oszczędności dzięki sprzężeniu tych systemów z systemami wentylacyjnymi, systemami kontroli okien i rolet. Czujniki i wprogramowane w nie wartości progowe, w połączeniu z systemem KNX, mogą spowodować wysunięcie rolet przy zbyt mocnym nasłonecznieniu pomieszczeń, domknięcie okien przy nagłym ochłodzeniu na zewnątrz i jednocześnie uruchomienie ogrzewania w określonych pomieszczeniach lub odwrotnie – wyłączenie grzejnika pod oknem, które zostało otwarte.

Podsumowanie

Ogrzewanie sterowane to nadal rozwiązanie z rodzaju tych luksusowych – przynajmniej w Polsce. Jednak gwałtownie rosnąca popularność wszelkich wariantów realizacji tej idei stopniowo zmienia sytuację. Osiągany komfort, oszczędności i szybki zwrot kosztów, to argumenty przemawiające do wyobraźni coraz większej i coraz szybciej rosnącej rzeszy użytkowników tych systemów. Łatwość skutecznego sterowania tymi systemami z poziomu smartfonu, tabletu lub panelu dotykowego zamontowanego na ścianie daje coś jeszcze – ogromną satysfakcję i tzw. „frajdę”.

Łukasz Lewczuk

Sebastian Brzoza, Technical Support Manager, DHS-SREDTS Sebastian Brzoza
sTechnical Support Manager, DHS-SREDTS

Zdaniem EKSPERTA
Dlaczego systemy inteligentnego sterowania ogrzewaniem wchodzą do polskich domów, biur budynków w tempie znacznie niższym niż to się dzieje w krajach strefy EU?

Odpowiadając na tak sformułowane pytanie, należałoby rozdzielić rynek budownictwa mieszkaniowego od rynku budownictwa niemieszkaniowego. Jeżeli chodzi o budownictwo nie mieszkaniowe, takie jak biurowce, centra handlowe czy hotele, to pobudki inwestora przemawiające za zastosowaniem tego typu rozwiązań będą inne, niż czynniki wpływające na decyzję o zakupie tego typu systemu w przypadku właściciela domu jednorodzinnego czy mieszkania. W budynkach niemieszkaniowych system inteligentnego sterowania instalacją grzania czy chłodzenia jest częścią większego systemu automatyki budynku i o jego przydatności raczej nikt nie dyskutuje, bo zastosowanie takiego rozwiązania przynosi nie tylko wymierne oszczędności w zakresie zużycia energii, ale też jest częścią budowania komfortu użytkowników takiego obiektu – jednego z najważniejszych elementów, gwarantujących sukces rynkowy takiej inwestycji. Nie mniej ważnym elementem wydaje się też certyfikacja budynków niemieszkalnych, taka jak Breeam czy Leed – inteligentne sterowanie instalacjami ciepła czy chłodu pozwala na uzyskanie dodatkowych punktów przy udzielaniu tego typu certyfikatu. Inwestor związany z rynkiem budownictwa niemieszkaniowego zazwyczaj nie kwestionuje zasadności tego typu rozwiązań, a raczej o finalnej konfiguracji systemu. Natomiast jeżeli chodzi o klienta indywidualnego, to bazując na badaniach rynku można wysunąć wniosek, iż tego typu inwestorzy przy wyborze automatyki budynku kierują się częściej popularnością rynkową tego typu rozwiązań, czy osobistymi zainteresowaniami, niż oszczędnością energii, wychodząc z założenia, że inteligentne rozwiązanie ma przede wszystkim poprawiać komfort użytkowania domu.
Obserwując nasz rynek uważam, że systemy inteligentnego sterowania ogrzewaniem stają się coraz popularniejsze i jestem niezmiernie zadowolony (jak zadeklarowany fan np. internetu rzeczy), że firma Danfoss w której pracuję, jest prekursorem tego typu systemów dedykowanych do budynków mieszkaniowych, a także niemieszkaniowych średniej wielkości – doskonałym przykładem jest system Danfoss Link, który z wielkim powodzeniem wprowadziliśmy na rynek i cały czas dbamy o jego popularyzację poprzez kampanię reklamową w telewizji i innych mediach, dostępność informacji technicznych na dedykowanej stronie internetowej czy też sieć przeszkolonych instalatorów.