Krzywa grzewcza - czym jest i jak ją prawidłowo ustawić, aby kocioł grzał ekonomicznie?
Krzywa grzewcza - czym jest i jak ją prawidłowo ustawić, aby kocioł grzał ekonomicznie?
Czym właściwie jest krzywa grzewcza? W jaki sposób się ją dobiera i zmienia? Jaka powinna być w zależności od tego, czy mamy kocioł, czy pompę ciepła, podłogówkę lub grzejniki? Wreszcie, jakie są korzyści z jej stosowania?
Pomysł na wykorzystanie krzywej grzewczej do sterowania ogrzewaniem wziął się z dość prostej obserwacji tego, jak działa ogrzewanie domu. Jeżeli spada temperatura zewnętrzna, to dla odmiany straty ciepła w pomieszczeniach stają się coraz większe (rośnie więc zapotrzebowanie na ciepło). Żeby to zrównoważyć i zapewnić komfort cieplny można podnieść temperaturę wody przygotowywanej przez kocioł lub pompę ciepła. Wówczas rośnie moc grzewcza grzejników czy podłogówki - one przekazują więcej ciepła. Ostatecznie wewnątrz budynku udaje się więc utrzymać komfortową, ustawioną przez nas temperaturę.
Czym jest krzywa grzewcza?
Co ma do tego krzywa grzewcza? Krzywa to właśnie nic innego niż właśnie zależność pomiędzy temperaturą zewnętrzną i temperaturą wody grzewczej. Innymi słowy, to na ile trzeba podnieść temperaturę wody, żeby zrównoważyć straty ciepła, gdy na zewnątrz robi się zimniej.
Krzywa grzewcza i komfort cieplny
Krzywa grzewcza musi być zawsze dopasowana do specyfiki konkretnego budynku i jego systemu ogrzewania. Przede wszystkim domy są lepiej lub gorzej ocieplone. Co z kolei determinuje, jak dużo ciepła z nich ucieka. Ponadto mają bardzo różne instalacje grzewcze. Typowa temperatura zasilania ogrzewania podłogowego wynosi ok. 40°C, natomiast grzejników 50-70°C, zaś w starych domach maksimum sięga nawet 90°C. W efekcie w jednym budynku nawet przy dużym mrozie (np. -15°C) utrzymamy 20°C zasilając ogrzewanie podłogowe wodą, która ma zaledwie 35°C, w innym natomiast nawet 75°C na grzejnikach w tych warunkach może nie wystarczyć. Co więcej, zróżnicowanie może by spore, w zależności od tego jakie mamy grzejniki, albo jak wykonano podłogówkę. Nikogo nie trzeba chyba specjalnie przekonywać, że w każdym z takich domów, żeby ją prawidłowo ustawić trzeba będzie inaczej dobrać temperaturę wody, a więc i naszą krzywą grzewczą.
Grzejniki ścienne zwykle muszą być zasilane znacznie cieplejszą wodą niż ogrzewanie podłogowe. Obok strat ciepła to drugi zasadniczy element determinujący wybór krzywej grzewczej, fot. Adobe Stock
Ustawianie krzywej grzewczej: jakie temperatury bierzemy pod uwagę?
Wybór krzywej grzewczej zależy przede wszystkim od ustalenia trzech parametrów:
maksymalnej temperatury wody w obiegu, dla ok. -20°C na zewnątrz;
minimalnej temperatury wody w obiegu, dla ok. 15°C na zewnątrz;
temperatury powietrza w pomieszczeniu, standardowo jest to 20°C.
Pierwsza wartość - temperatura maksymalna - z założenia potrzebnej tylko w czasie największych mrozów. W praktyce najczęściej przyjmuje się tu od -15 do -20°C. Obrazowo można powiedzieć, że to ona określa, gdzie znajdzie się jeden z końców krzywej grzewczej.
Natomiast temperatura minimalna wody jest drugą wartością graniczną. Potrzebną wówczas, gdy zapotrzebowanie budynku na ciepło jest minimalne, ale nie możemy obyć się jeszcze bez ogrzewania.
Z temperaturą w pomieszczeniach kłopot jest zaś większy, niż można by się spodziewać. Po prostu dlatego, że wielu osobom 20°C nie odpowiada i chcą mieć w domu cieplej, np. 22°C. To zaś wymaga zmodyfikowania krzywej grzewczej (jej przesunięcia ku górze).
Krzywa grzewcza obrazuje przede wszystkim związek pomiędzy dwoma wartościami - temperaturą na zewnątrz oraz temperaturą zasilania instalacji grzewczej, fot. Adobe Stock
Jak wybrać optymalną krzywą grzewczą?
Najczęściej krzywe grzewcze pokazywane są jako pęczek linii umieszczonych na czymś przypominającym układ współrzędnych. Oś pozioma (A na naszym rysunku) to temperatura zewnętrzna, natomiast oś pozioma (B) pokazuje temperaturę wody zasilającej w instalacji c.o. Krzywe są zwykle numerowane (tu od 0.1 do 4), przy czym może ich by więcej, niż na naszym wykresie. Można bowiem wyznaczać pośrednie, chociażby krzywą 0.3 pomiędzy 0.2 oraz 0.4. Przy czym im wyższy jest numer krzywej, tym wyższa jest maksymalna temperatura wody w obiegu.
Wykres 1. Przykładowe krzywe grzewcze. Dla tej oznaczonej jako 0.4 maksymalna temperatura zasilania to nieco ponad 40°C. To typowa krzywa dla ogrzewania podłogowego. W układzie z tradycyjnymi grzejnikami potrzebna będzie znacznie bardziej stromo nachylona krzywa, np. 1.0 lub 1.2., Vaillant
Na pierwszym wykresie możemy odczytać, że zgodnie z krzywą 0.4 przy -15°C na zewnątrz wystarczająca powinna być temperatura zasilania 40°C, zaś przy +5°C już tylko 30°C oraz zaledwie ok. 25°C na zasilaniu przy +15°C. Mamy tu więc dość płaską krzywą grzewczą, charakterystyczną dla ogrzewania podłogowego. Szczególnie takiego, które zasila pompa ciepła, a więc urządzenie które pracuje najlepiej i najbardziej ekonomicznie przy jak najniższej temperaturze zasilania.
Co zrobić, jeżeli w naszej instalacji ustawiono taką krzywą grzewczą (0.4), my zaś widzimy, że przy dużych mrozach nie udaje się utrzymać w domu temperatury 20°C? To znak, że trzeba spróbować wyższej, bardziej stromej krzywej, na początek 0.5 lub 0.6. Spowoduje to, że przy niskiej temperaturze zewnętrznej do instalacji trafi woda cieplejsza o kilka stopni. Warto przy tym przestrzec przed zbyt gwałtownym zmienianiem wybranej krzywej. Szczególnie w przypadku ogrzewania podłogowego, w którym podłoga nagrzewa się i stygnie bardzo wolno. Jakikolwiek efekt poczynionych zmian, będzie odczuwalny po przynajmniej kilku godzinach. Natomiast na stabilizację przy nowych zadanych parametrach powinniśmy poczekać minimum dobę. Częstsze manipulowanie ustawieniami nie ma sensu, tym bardziej, że temperatura we wnętrzach zależy też od tego jak dużo ciepła akumuluje cała konstrukcja budynku - ściany, stropy, podłoga. To wszystko musi się nagrzać.
Co jednak wówczas, jeżeli wybrana krzywa grzewcza pozwala utrzymać normowe 20°C w pokojach, ale dla nas jest to zbyt mało? Skoro zadana "podręcznikowa" temperatura jest utrzymywana niezależnie od warunków zewnętrznych, to znaczy, że wybrana krzywa jest dobra - ma odpowiednie nachylenie, czyli nie jest ani zbyt płaska, ani zbyt stroma. Wówczas trzeba ją zmodyfikować, przesunąć krzywą grzewczą ku górze.
Wykres 2. Jeżeli stale chcemy utrzymywać w pomieszczeniu temperaturę wyższą niż standardowe 20°C, to całą krzywą grzewczą trzeba przesunąć ku górze. Powoduje to podniesienie temperatury zasilania w całym zakresie temperatury zewnętrznej. Analogicznie, jeżeli w pomieszczeniu ma być mniej niż 20°C, to krzywą przesuwamy ku dołowi, Vaillant
Ta regulacja wygląda tak, że cała krzywa jest wówczas przesuwana, tak jak pokazano to na drugim wykresie. Efektem jest wzrost temperatury wody zasilającej, ale co ważne w całym zakresie przewidywanej temperatury zewnętrznej. Jest to więc coś zasadniczo odmiennego od wybrania po prostu nieco bardziej stromej krzywej grzewczej.
Warto przyjrzeć się naszemu wykresowi, by zauważyć na nim bardzo charakterystyczną rzecz. Podnieśliśmy pożądaną temperaturę we wnętrzach o zaledwie 1°C (do 21°C), natomiast wymagana temperatura zasilania wzrosła aż o 5°C. Gdy podniesiemy ją do 22°C, to wówczas trzeba będzie "dołożyć" jeszcze drugie tyle i temperatura wody będzie musiała być wyższa aż o 10°C. Co bardzo ważne - w całym zakresie temperatur. Co znaczy, że nie tylko będziemy potrzebować 50°C (zamiast 40°C) na zasilaniu przy -15°C na zewnątrz, ale również 40°C (zamiast 30°C) przy +5°C.
W przypadku gazowego kotła kondensacyjnego taka zmiana to żaden problem. Cały czas będzie działać bardzo dobrze, znakomicie wykorzystując efekt kondensacji. Różnicy w kosztach ogrzewania też praktycznie nie zauważymy, bo sprawność zmieni się minimalnie.
Inaczej będzie w przypadku pompy ciepła. Dla niej różnica 10°C na zasilaniu to już bardzo dużo. Tak naprawdę nawet 5°C będzie już odczuwalne i odbije się na kosztach ogrzewania.
Krzywa grzewcza: podsumowanie
Czym jest krzywa grzewcza i jaki jest pożytek z jej stosowania? Przede wszystkim dzięki niej kocioł pracuje w sposób ciągły, bez częstego włączania się i wyłączania, co negatywnie odbijałoby się na jego sprawności, a więc i kosztach działania. Ponadto utrzymywanie jak najniższej temperatury wody w obiegu jest bardzo korzystne dla gazowych kotłów kondensacyjnych. To właśnie wtedy ich sprawność jest najwyższa, bo w największym stopniu wykorzystują wówczas efekt kondensacji. Wprawdzie kondensacja zachodzi nawet, gdy temperatura wody zasilającej wynosi ok. 70°C, zaś powracającej do kotła do 55°C, jednak im jest ona niższa, tym dla kotła gazowego lepiej.
To samo, co napisano tu o kotłach kondensacyjnych, w jeszcze większym stopniu dotyczy pomp ciepła. W ich przypadku niska temperatura wody w obiegu to wręcz parametr krytyczny.
Człowiek wielu zawodów, instalator z powołania i życiowej pasji. Od kilkunastu lat związany z miesięcznikiem i portalem „Budujemy Dom”. W swojej pracy najbardziej lubi znajdywać proste i praktyczne rozwiązania skomplikowanych problemów. W szczególności propaguje racjonalne podejście do zużycia energii oraz zdrowy rozsądek we wszystkich tematach związanych z budownictwem.
W wolnych chwilach, o ile nie udoskonala czegoś we własnym domu i jego otoczeniu, uwielbia gotować albo przywracać świetność klasycznym rowerom.
Skomentuj
