Krzywa grzewcza – co to jest i jak ją ustawić?

Nowoczesne urządzenia grzewcze umożliwiają dostosowanie ustawień systemu do potrzeb użytkownika. Jednocześnie działanie systemów grzewczych może być zoptymalizowane tak, by uniknąć strat energii i wysokich kosztów ogrzewania. Jednym ze sposobów sterowania pracą pompy ciepła jest ustawienie krzywej grzewczej. Odpowiednie skonfigurowanie tego parametru umożliwia utrzymanie oczekiwanej temperatury wewnątrz budynku, mimo zmian warunków atmosferycznych na zewnątrz. Z tego artykułu dowiesz się:

• czym jest krzywa grzewcza

• jakie czynniki wpływają na krzywą grzewczą

• jak ustawić krzywą grzewczą

• kiedy krzywa grzewcza jest źle ustawiona

• czy sterowanie za pomocą krzywej grzewczej jest najlepszym rozwiązaniem

Właściwe ustawienie krzywej grzewczej jest istotne z dwóch powodów. Przede wszystkim prawidło ustawiona krzywa grzewcza pozwala osiągnąć komfort cieplny wewnątrz budynku. Pożądane odczucie ciepła wewnątrz budynku powinno być niezmienne, również przy zmieniającej się temperaturze na zewnątrz budynku. Ustawienie krzywej grzewczej ma także wpływ na pracę pompy ciepła i wydajność całego systemu. Należy pamiętać, że każda regulacja pracy systemu grzewczego ma wpływ również na koszty ogrzewania. Wzrost temperatury zasilania o 1^oC zwiększa koszty o nawet 3%. Zatem zbyt wysokie ustawienie temperatury instalacji grzewczej, gdy nie jest to konieczne, może narazić użytkownika na znaczne podwyższenie kosztów eksploatacji systemu.

Dlatego warto poświęcić chwilę na precyzyjne ustawienie krzywej grzewczej, aby uniknąć niepotrzebnych strat energii i zbyt wysokich kosztów eksploatacji. Trzeba jednak mieć na uwadze, że nie zawsze ustawianie krzywej grzewczej zakończy się powodzeniem za pierwszym razem. Ustawienie krzywej grzewczej wymaga zgrania wielu parametrów i wzięcia pod uwagę wielu czynników, co nie ułatwia jej kalibracji.

Czym jest krzywa grzewcza?

Krzywą grzewczą określamy zależność pomiędzy temperaturą wody zasilania instalacji a temperaturą panującą na zewnątrz. Wykres krzywej grzewczej wskazuje temperaturę pracy systemu grzewczego przy określonej temperaturze zewnętrznej. Krzywa grzewcza charakteryzuje się dwoma wartościami – nachyleniem krzywej i poziomem krzywej grzewczej. Wraz z zapotrzebowaniem na moc cieplną budynku zmieniają się wartości krzywej. W konwencjonalnych systemach grzewczych do czynienia mieliśmy z tzw. tabelą palacza, która wskazywała temperaturę systemu grzewczego, która zapewni odpowiedni komfort cieplny w budynku przy danych warunkach atmosferycznych.

Wykres krzywej grzewczej składa się z dwóch osi, gdzie oś pionowa wskazuję temperaturę instalacji grzewczej, a oś pozioma określa temperaturę panującą na zewnątrz. Krzywa grzewcza ma postać dwupunktową. Jedną z wartości na wykresie jest najniższa temperatura zewnętrza będąca progową – po jej przekroczeniu, temperatura zasilania instalacji zostanie podwyższona. Drugi punkt krzywej to temperatura zewnętrza, przy której pompa ciepła będzie podgrzewać wodę do systemu grzewczego do minimalnej wartości. Jak można zauważyć, linia pomiędzy najwyższą a najniższą wartością temperatury zewnętrznej jest równomiernie nachylona, co przekłada się na sposób pracy pompy ciepła. Wraz z wystąpieniem ochłodzeń, czy też ocieplenia temperatury na zewnątrz, nastąpi proporcjonalna zmiana ustawień systemu grzewczego.

Krzywa grzewcza pozwala uniknąć wychłodzenia domu lub przegrzania, a w związku z tym straty energii i podwyższenia kosztów eksploatacji instalacji. A przecież nie po to wybraliśmy nowoczesne urządzenie grzewcze, jakim jest pompa ciepła, żeby ponosić dodatkowe koszty. Dobrze ustawiona krzywa grzewcza zapewnia stałą temperaturę wewnątrz budynku, bez względu na jej zmiany na zewnątrz.

Co wpływa na krzywą grzewczą?

Na postać krzywej grzewczej ma wpływ wiele czynników. Jednym z najważniejszych są tendencje w wysokościach temperatur zewnętrznych. Są one zależne od położenia geograficznego budynku i strefy klimatycznej, w jakiej się znajduje. Nawet w obrębie jednego kraju, w zależności od regionu, w jakim zlokalizowany jest obiekt, graniczne temperatury mogą się znacznie różnić – np. w centralnej Polsce, a w rejonach podgórskich. W normie PN-EN 12831:2006 został opisany podział terenu Polski na strefy klimatyczne, będący jednym z czynników kluczowych dla obliczania zapotrzebowania na ciepło budynków. Liczba stref klimatycznych i ich przebieg różni się w zależności od okresu w roku. Podczas okresu letniego Polska podzielona jest na 2 strefy, a w sezonie zimowym wydzielonych zostało 5 stref. Każda ze stref ma określoną temperaturę obliczeniową i średnią wilgotność powietrza. Nie bez znaczenia jest też nasłonecznienie i pochodzące z niego ciepło, panująca w domu wilgotność, czy choćby subiektywne odczuwanie temperatury przez domowników.

Kolejnym czynnikiem wpływającym na wygląd krzywej grzewczej jest bezwładność termiczna budynku. Bezwładność cieplna budynku to parametr wskazujący, w jakim czasie budynek wytraca ciepło dostarczone do jego wnętrza. Oczywiście na bezwładność termiczną wpływ mają materiały z jakich wykonany jest dany budynek, a także zastosowane rozwiązania technologiczne. Istotna jest także pojemność cieplna budynku, czyli ilość ciepła, którą oddają i przyjmują materiały budowlane podczas zmian temperatur. Odpowiednie docieplenie budynków, a także zminimalizowanie mostków cieplnych oraz miejsc, w których dochodzi do strat ciepła, mają także wpływ na łatwość prawidłowego ustawienia krzywej grzewczej.

Kluczowy wpływ na postać krzywej grzewczej ma także rodzaj instalacji grzewczej. Wygląd krzywej grzewczej zależny jest od górnego źródła ciepła. Inaczej będzie wyglądać krzywa grzewcza, gdy za dystrybucję ciepła w budynku odpowiedzialne są grzejniki, a inaczej w przypadku ogrzewania podłogowego. Instalacja ogrzewania podłogowego wyróżnia się efektywną pacą z niskimi temperaturami, zatem krzywa grzewcza będzie miała specyficzne, niskie nachylenie.

Jak ustawić krzywą grzewczą?

Właściwie ustawiona krzywa grzewcza pozwala na zapewnienie komfortu cieplnego użytkownikom budynku. Dzięki wyznaczeniu krzywej grzewczej sterownik zmienia tryb pracy pompy ciepła, aby zapewniła więcej energii cieplnej i odpowiednio zmniejsza tą intensywność, gdy na zewnątrz robi się cieplej i zapotrzebowanie na ciepło zmniejsza się. Co najważniejsze, komfort ten powinien być niezmienny, niezależnie od temperatury panującej poza budynkiem. Po podłączeniu pompy ciepła, instalator dokonuje pierwszego ustawienia krzywej grzewczej. Trzeba jednak mieć na uwadze, że ustawienie krzywej grzewczej nie zawsze udaje się za pierwszym razem. Jest to proces złożony i wymaga często indywidualnego podejścia. Nie należy zrażać się, jeżeli ustawienie krzywej grzewczej będzie wymagało poprawek – warto cierpliwie modyfikować ustawienia, aby dojść do perfekcyjnego ustawienia instalacji. Kluczowe w konfigurowaniu krzywej jest stopniowe zmienianie parametrów – maksymalnie o jeden stopień. Po każdej modyfikacji krzywej grzewczej należy odczekać co najmniej dwie doby, aby w pełni ocenić czy dana zmiana, dała oczekiwany efekt.

Podczas ustawiania krzywej grzewczej bierzemy pod uwagę czynniki wymienione we wcześniejszym akapicie artykułu – czyli specyfikację techniczną budynku, lokalizację budynku oraz typ górnego źródła ciepła.

Jak już wspominaliśmy we wcześniejszej części artykułu, krzywa grzewcza różni się swoją postacią w zależności od urządzeń dystrybuujących ciepło w pomieszczeniach w domu. Im większą powierzchnię mają odbiorniki ciepła, tym niższa będzie krzywa grzewcza – i na odwrót. Zatem ustawiając krzywą grzewczą dla grzejników zaczniemy od ustawienia górnej temperatury instalacji w okolicach 50^oC. W przypadku ogrzewania podłogowego wartość ta będzie znacznie niższa, bo nawet poniżej 30 ^oC. Wartości skrajnych temperatur pracy instalacji grzewczej ustawiane są przez instalatora na podstawie temperatury obliczeniowej. Nachylenie krzywej grzewczej wpływa na zmianę temperatury zasilania instalacji grzewczej.

Sterownik pompy ciepła umożliwia regulację ustawień krzywej grzewcze. Można zmieniać jej ustawienie równolegle – przesuwamy całą krzywą grzewczą w dół lub w górę, stopniowo co 1 ^oC. W sumie możliwa jest modyfikacja krzywej grzewczej o 5 stopni w górę lub w dół. W jaki sposób użytkownik może zmieniać ustawienia krzywej grzewczej? Istnieje kilka opcji konfiguracji krzywej i dopasowywania jej do indywidualnych wymagań użytkowników. Pamiętajmy, że na ustawienie krzywej grzewczej wpływ ma wiele czynników – również tych subiektywnych, jakim jest odbiór temperatury w pomieszczeniach przez domowników. W zależności od efektu, jaki chcemy uzyskać podnosimy lub obniżamy całą krzywą, albo tylko jedną jej część:

• gdy w domu zawsze jest za zimno – wówczas podnosimy całą krzywą do góry,

• jeżeli w budynku jest za ciepło – obniżamy całą krzywą w dół,

• w czasie mrozów temperatura jest odpowiednia, ale poza nimi jest zbyt ciepło – trzeba obniżyć krzywą z prawej strony wykresu,

• jeżeli w domu za zimno jest poza mrozami, a w czasie spadków temperatury na zewnątrz jest w porządku – podwyższamy krzywą w prawej części,

• w czasie mrozów jest zbyt ciepło, poza nimi temperatura jest odpowiednia – obniżamy krzywą z lewej strony wykresu,

• podczas mrozów jest za zimno, w pozostałym czasie temperatura jest w porządku – trzeba podwyższyć krzywą z lewej strony wykresu.

Najczęściej korekty krzywej grzewczej wprowadzane są na bieżąco przez użytkowników poprzez sterownik. Do nowoczesnych pomp ciepła Panasonic Aqurea stworzono aplikację Aquarea Service Cloud, która pozwala nie tylko na zdalny serwis pompy ciepła i diagnostykę, ale także na ustawienie części parametrów. Za pośrednictwem tej aplikacji instalator może także zmodyfikować także ustawienia krzywej grzewczej, gdyby użytkownik miał z tym trudności.

Jakie są skutki złego ustawienia krzywej grzewczej pompy ciepła?

Ustawienie krzywej grzewczej ma wpływ nie tylko na komfort termiczny mieszkańców, ale także na prawidłowe działanie systemu grzewczego, ekonomiczną pracę pompy oraz stan techniczny zarówno pompy ciepła, jak i całego budynku. W momencie, gdy krzywa grzewcza jest ustawiona za wysoko, będzie dochodzić do ciągłego przegrzewania budynku. Zbyt wysoka temperatura w pomieszczeniach nie jest komfortowa i nie tworzy zdrowych warunków dla mieszkańców. Tak działająca pompa ciepła będzie także droższa w eksploatacji. Jeżeli w budynku zamontowany jest termostat, a krzywa grzewcza ustawiona jest zbyt wysoko, wówczas będziemy mieć do czynienia z dużą bezwładnością instalacji ogrzewania lub z taktowaniem pompy ciepła – to zmniejsz komfort i ekonomiczność instalacji grzewczej.

W momencie, gdy krzywa grzewcza będzie ustawiona zbyt nisko, to budynek będzie chronicznie niedogrzany, co negatywnie wpływa na komfort mieszkańców domu – niezależnie czy w budynku jest zainstalowany termostat, czy nie. W przypadku systemu grzewczego z pompą ciepła, termostat nie może podwyższyć temperatury powyżej maksymalnej temperatury wody instalacji, ponieważ wiązałoby się to ze zmianą ustawień krzywej grzewczej.

Podsumowując, dwoma najważniejszymi skutkami nieprawidłowego ustawienia krzywej grzewczej pompy ciepła, jest obniżenie komfortu mieszkańców i zwiększenie kosztów eksploatacji systemu grzewczego.

Czy krzywa grzewcza to najlepsza metoda sterowania?

Krzywa grzewcza, to nie jedyna metoda sterowania działaniem pompy ciepła. Istnieje także możliwość wyboru prostej grzewczej. Jednak w przypadku ustawienia prostej grzewczej jako sposobu sterowania należy wziąć pod uwagę, że temperatura wody w instalacji grzewczej będzie niezmienna, niezależnie od temperatury panującej na zewnątrz. W takiej sytuacji ustawienie działania pompy ciepła może być odpowiednie albo dla bardzo niskich temperatur – jednak w takiej sytuacji, w cieplejsze dni będzie dochodzić do strat energii, albo dla temperatur bliższych 0 stopni – wówczas w czasie mrozów dom będzie niedogrzewany, co będzie miało wpływ na komfort mieszkańców oraz stan techniczny budynku. Jeżeli użytkownik zdecydowałby się na sterowanie przy pomocy krzywej grzewczej, musiałby pamiętać o korygowaniu ustawień przy każdej zmianie temperatury na zewnątrz – w przeciwnym razie we wnętrzu domu panowałby dyskomfort termiczny związany ze zbyt wysoką lub zbyt niską temperaturą.

Korzystając z krzywej grzewczej jesteśmy w stanie zapewnić znacznie bardziej wydajne działanie pompy ciepła. Zaletą sterowania za pomocą krzywej grzewczej jest także to, że po dopasowaniu optymalnego ustawienia tego parametru, pompa ciepła praktycznie nie wymaga obsługi. Wraz ze zmianą warunków atmosferycznych na zewnątrz, zmieniane są odpowiednio ustawienia pracy instalacji grzewczej. W taki sposób minimalizujemy koszty eksploatacji, przy zachowaniu maksimum komfortu domowników.

Chcesz dowiedzieć się więcej na temat ogrzewania domu pompą ciepła? W Solar Polska oferujemy fachowe doradztwo i szacunkowy dobór pompy ciepła.