Sterowanie ogrzewaniem ma duży wpływ na komfort i zdrowie użytkowników obiektów, a także na wysokość wydatków eksploatacyjnych. Zastosowanie właściwych regulatorów pozwala na utrzymywanie w domu temperatury zapewniającej komfort i zapobiegającej przeziębieniom. Dodatkowym efektem jest zwykle wydatne ograniczenie kosztów użytkowania domu.

Jednym z wielu obszarów produkcji firmy Gira są komponenty sterowania temperaturą, tj. ogrzewaniem i chłodzeniem. Firma oferuje specjalistyczne urządzenia regulacyjne do każdego typu nstalacji grzewczej stosowanej w budownictwie.

Za pomocą termostatów Gira można regulować temperaturę w pomieszczeniach ogrzewanych instalacją wodną i elektryczną, konwekcyjną i podłogową, ogrzewaniem i klimatyzacją. A w zależności od rodzaju instalacji elektrycznej można wybierać między urządzeniami konwencjonalnymi na 230 V lub 24 V, inteligentnymi KNX oraz bezprzewodowymi (jeśli nie ma możliwości dokładania przewodów).

Regulacja temperatury w instalacjach konwencjonalnych

Większość domów jest wyposażona jedynie w tradycyjną instalacją elektryczną. Dla takich miejsc Gira oferuje dziewięć typów regulatorów temperatury. Są one przystosowane do pracy w typowych instalacjach elektrycznych 230 V AC, ewentualnie do działania w instalacjach bezpiecznych o napięciu 24 V. Do obydwu tych napięć produkowane są termoregulatory o odmiennych układach styków. Najprostszym z pokojowych regulatorów temperatury jest termostat wyposażony w wyłącznik oraz lampkę kontrolną, przeznaczony do sterowania grzejnikami konwekcyjnymi (rys. 1). Jak każdy z termostatów Gira, umożliwia on uzyskiwanie oszczędności dzięki nocnemu ograniczeniu temperatury. Tryb ten można uruchamiać ręcznie lub automatycznie za pośrednictwem zegara. W zależności od typu zaworu (NO czy NC), termostaty Gira posiadają styki zwierne lub rozwierne. Identycznie wyglądający regulator może być także wykorzystywany do dwóch celów: do regulacji ogrzewania, gdy jest zimno, oraz do zarządzania chłodzeniem, gdy jest ciepło. Typowe obciążenie takiego urządzenia to 10 A.

Rys. 1. Regulator temperatury do sterowania konwencjonalną instalacją grzewczą

Ogrzewanie podłogowe
W przypadku ogrzewania podłogowego znacznie lepsze rezultaty daje pomiar temperatury posadzki, zamiast pomiaru temperatury powietrza. Taki sposób pomiaru zwiększa dokładność regulacji instalacji, która z powodu bardzo dużej inercji jest podatna na występowanie dużych różnic temperatury w cyklu sterowniczym. Termostaty podłogowe, podobnie jak konwekcyjne są wyposażone w styki wykonawcze o obciążalności 10 A i posiadają funkcję obniżenia nocnego o około 4 K. Sonda podłogowa przyłączana jest za pomocą przewodu o długości 4 m, który może być przedłużany nawet do 50 m. Analogicznie jak termostat konwekcyjny, urządzenie posiada pokrętło umożliwiające precyzyjne ustawienie pożądanej temperatury (rys. 2). Dodatkowo pokrętło to wyposażono wewnątrz w ograniczniki zakresu ustawień. Za ich pomocą można zdefiniować minimalną temperaturę, jak też maksymalną utrzymywaną przez regulator.

Rys. 2. Regulator temperatury do sterowania ogrzewaniem podłogowym

Regulatory temperatury z zegarami sterowniczymi
Doskonalszymi urządzeniami są regulatory temperatury wyposażone w zegary sterownicze (rys. 3), które pozwalają na dużo bardzie precyzyjne sterowanie. Zegar sterowniczy służy do utrzymywania zadanych temperatur w cyklu dobowym i tygodniowym. Program czasowy posiada 32 komórki pamięci, w których zapisywane są terminy zmian trybów ogrzewania względnie chłodzenia. Dla ułatwienia są one fabrycznie zaprogramowane, dzięki czemu wystarczy je tylko przyłączyć, aby działały. Ustawienia fabryczne (komfort = +21°C, obniżenie = +18°C, chłodzenie = +24°C, ochrona = +10°C) moż-na łatwo modyfikować i dostosowywać do indywidualnych potrzeb użytkowników. Ponadto zegar automatycznie przechodzi z czasu zimowego na letni, a także może być przełączany z trybu ogrzewania na chłodzenie. Regulacja odbywa się w oparciu o temperaturę pomierzoną przez wbudowany czujnik konwekcyjny lub dodatkowo instalowany zdalny czujnik podłogowy. Podstawowe dane techniczne, podane w tabeli 1 (ostatnia kolumna – 2370 xx), nie uwzględniają wszystkich najważniejszych parametrów. Np. zakres temperatur jest zależ-ny od trybu pracy. W trybie normalnej pracy, to znaczy w trybie komfortowym, obniżenia nocnego i oczekiwania można ustawiać wartości od +10°C do +40°C. Dotyczy to zarówno sterowania ogrzewaniem, jak też chłodzeniem. W ramach ochrony przed zamarzaniem regulator utrzymuje temperaturę zadaną w zakresie od +5°C do + 15°C. Jeśli natomiast zostanie on wykorzystany jako ogranicznik temperatury posadzki, to zakres ten mieści się w granicach od +5°C do +55°C. Oprócz wymienionych trybów pracy istnieje możliwość zaprogramowania trybu urlopowego. Wystarczy wprowadzić datę rozpoczęcia urlopu oraz wartość temperatury, aby od zadanego czasu była ona utrzymywana w domu. Inną przydatną funkcją jest możliwość przedłużania utrzymywania temperatury komfortowej. Wystarczy uruchomić funkcję Party, aby dłużej zapewnić odpowiednią temperaturę, np. gościom.

Rys. 3. Regulator temperatury wyposażony w zegar sterowniczy

Czujniki i regulatory inteligentne

Jeszcze większe możliwości sterownicze posiadają czujniki i regulatory temperatury przeznaczone do wykorzystania w inteligentnych instalacjach. Najczęściej instaluje się regulatory dokonujące pomiaru temperatury za pomocą wbudowanych czujników konwekcyjnych lub dodatkowo przyłączanych czujników podłogowych. Urządzenia te można podzielić na dwie grupy: regulatory temperatury z wejściami binarnymi oraz regulatory temperatury wbudowane w czujniki przyciskowe. Te ostatnie, z racji uniwersalności, dominują w większości domów i mieszkań.

Rys. 4. Inteligentny regulator temperatury KNX

Inteligentne regulatory temperatury KNX (rys. 4) są urządzeniami podobnymi do konwencjonalnych termostatów lub wyglądającymi jak zwykła zaślepka. Przyłączane są wyłącznie do przewodu magistralnego, który zapewnia ich zasilanie oraz służy do wymiany informacji. Dodatkowo do regulatora można przyłączyć cztery dowolnie programowane przyciski dzwonkowe, które po zaprogramowaniu urządzenia będą mogły służyć jako wyłączniki, ściemniacze, sterowniki do rolet lub żaluzji, ewentualnie jako przyciski przywołujące sceny lub wysyłające informacje. Sam regulator rejestruje temperaturę pomieszczenia (za pomocą wbudowanego czujnika oraz dodatkowo zdalnej sondy termicznej), porównuje ją z temperaturą zadaną (obowiązującą w danej chwili) i przetwarza ją na wielkość nastawczą, wysyłaną w formie rozkazu za pośrednictwem magistrali. Wartość zadanej temperatury można przestawiać ręcznie za pomocą pokrętła lub programowo. Natomiast przyciskiem obecności można przełączać tryby działania.
Do dyspozycji użytkownika są następujące tryby pracy: komfortowy, gotowości, obniżenia nocnego, zabezpieczenia przed zamarzaniem względnie przegrzaniem oraz blokada. Ten sam regulator może być równocześnie wykorzystywany do sterowania dwoma rodzajami instalacji grzewczej, np. kaloryferami i podłogówką lub może sterować jedną pętlą ogrzewania i klimatyzatorem. Niezależnie od ustawienia, regulator cyklicznie wysyła rozkazy zapobiegające zastaniu się zaworów termostatycznych.
Możliwa jest regulacja ciągła, PWM (sterowanie wypełnieniem impulsu) oraz dwustanowa.
Stan pracy urządzenia można rozpoznać za pośrednictwem różnokolorowych LED znajdujących się na obudowie (tryb komfortowy, oczekiwania, nocny, zasilanie, grzanie, chłodzenie, ochrona, blokada).

Regulator temperatury wbudowany w czujnik przyciskowy
Podobną funkcjonalność posiada regulator temperatury wbudowany w czujnik przyciskowy (rys. 5). Wygląda on jak typowy czujnik przyciskowy KNX, w którym górny klawisz zamieniono na wyświetlacz LCD. Znajdujące się poniżej klawisze są dowolnie programowalnymi przyciskami. W zależności od wersji mogą być to cztery klawisze, względnie pięć lub sześć. Każdy z nich może wysyłać maksymalnie pięć różnych telegramów. Podobnie jak wcześniej opisywany, także ten regulator przyłączany jest wyłącznie do magistrali i, niezależnie od ilości klawiszy, wymaga osadzenia jedynie jednej puszki podtynkowej.

Rys. 5. Regulatory temperatury wbudowane w czujnik przyciskowy

Wewnętrzny pomiar temperatury może być uzupełniany pomiarem za pomocą zdalnej sondy podłogowej. Ewentualna zmiana nastawień temperatury i terminów może być dokonywana ręcznie za pomocą przycisków, np. znajdujących się po obu stronach LCD lub programowo. Na wyświetlaczu może być pokazywana temperatura zadana, pomierzona, tryb pracy, data, godzina, powiadomienie alarmowe i komunikaty tekstowe. Alarm sygnalizowany jest fonetycznie i optycznie.
W zakresie regulacji temperatury urządzenie oferuje wszystkie funkcje opisane w poprzednim regulatorze KNX. Zasada działania jest taka sama i oba aparaty mogą być używane zamiennie.

Rys. 6. Radiowy regulator temperatury z zegarem sterowniczym

Inteligentne systemy bezprzewodowe

Oprócz automatyki budynkowej KNX, Gira oferuje także inteligentne systemy bezprzewodowe. Stanowią one dobre rozwiązanie w przypadku obiektów zabytkowych i modernizowanych, gdyż pozwalają na zrealizowanie profesjonalnej regulacji temperatury bez rozkuwania ścian i prowadzenia dodatkowych przewodów. Radiowy regulator temperatury (rys. 6) dokonuje pomiaru temperatury za pomocą wbudowanego czujnika. Pomierzoną wartość porównuje z zadaną i wysyła drogą radiową polecenia sterownicze do radiowego napędu zaworów termostatycznych. Program czasowy posiada 32 terminy przełączania. Wszystkie pozostałe parametry są takie same jak opisywanych wcześniej konwencjonalnych termostatów z zegarami.

Rys. 7. System Gira KNX pozwala obsługiwać instalacje grzewcze także za pomocą urządzeń mobilnych oraz stacjonarnych

Samouczące się oprogramowanie

Wszystkie urządzenia służące do regulacji temperatury wyposażone w zegary sterownicze oraz regulatory KNX posiadają samouczące oprogramowanie, które stale optymalizuje algorytm sterowania, dopasowując się do rzeczywistych warunków działania. Dzięki temu procesowi osiągany jest najwyższy komfort sterowania temperaturą w pomieszczeniu.
Pomoc w doborze odpowiednich rozwiązań oferuje dział techniczny firmy Tema – przedstawicielstwa Gira w Polsce.

Andrzej Dubrawski
Autor jest kierownikiem
Działu Technicznego w firmie Tema